汽缸蓋螺母液壓拆裝機改造

譚 曉

(廣西嘉德機械股份有限公司，廣西 玉林 537000)

1概述

在機車檢修過程中，柴油發動機是最為重要和有力的環節之一。柴油發動機維護程序和精度的要求也是最重要和嚴格的。汽缸為16缸(短缸)，每缸蓋交叉6個螺母。柴油發動機安裝時，應同時拆下汽缸蓋上的6個螺母，以確保汽缸蓋密封良好[1]。缸蓋的密度特性是一項重要指標。根據大修工藝要求，保證各缸蓋螺母固定力一致，否則將造成機車事故，給公司和鐵路局造成重大損失。近幾年來，隨著公司鐵路機車的投入使用，檢修需求增加，檢修負荷增加，檢修周期壓縮。只能通過維修裝配設備實現，具有較高的自動化程度和控制精度。

2問題提出

液力泵驅動液壓馬達產生扭矩，并固定氣缸蓋。在采用傳統電控方式控制各液壓發動機壓力的同時，由于當時生產工藝及技術條件的限制，無法實現同步精確控制。研究表明，液壓缸蓋拆裝機各液壓馬達的印刷誤差較大，不平衡和起動不穩定。內燃機試驗臺測試時，由于各缸蓋的預電壓不能保持相等，因此，在進行缸蓋密封性能測試時，往往會出現密封性能變化，從而影響了缸蓋的密封性能。拆裝氣缸蓋需要4～5 h或更少的時間[2]。汽缸蓋的拆卸與整修，加大了工人的勞動強度，影響機車柴油機的維修進度。為此，在市場調研和技術論證的基礎上，決定采用 PLC控制技術對汽缸蓋液壓拆裝進行改造，以保證機車檢修的順利實施。

3改造方案

3.1汽缸蓋拆裝機改造方案概述

液缸蓋總成及卸料器由液缸、電氣控制系統和液壓系統組成。水壓油箱可裝載10OLN68號液壓油。電控包括電源和PLC控制，西門子sr20則是PLC的選擇。液壓系統包括水力分配器，高壓油管和液壓發動機。液力分配模塊包括直動式安全閥，雙向換向閥和三通換向閥[3]。汽缸蓋組裝機液壓系統的調壓部由直動式安全閥、三位四通導向閥及6個二通閥組成。然而，如果壓力有變化，或者相應的液壓元件被更換，壓力應該進行調整。

3.2系統設計

對原有液壓缸蓋螺母拆裝機存在的問題進行了系統改進及說明。(1)由變量泵和定量分析機組成的閉式容積控制系統取代開式節流控制系統，從而極大地降低了能耗，節約了能源。(2)為避免液壓驅動頭在拆卸缸蓋時發生軸向位移，減少其漂浮磨損，采用具有Y 行中位機能的三面四通換向閥，控制液壓驅動頭的作用，既能滿足拆卸的要求，又對液壓馬達的轉向頭在拆卸過程中產生較小的軸向力。(3)對漏水的液壓系統進行維護是非常不實際的。他必須把引擎拆開再修。將液壓機安裝在油箱內，整體性強。

3.3液壓元件的選擇

液壓泵是液壓傳動系統的能量來源和核心部件。本系統選用高效低噪音的軸向柱塞泵作為能量來源，提高了汽缸蓋拆卸操作的安全性，改善了人員工作環境。主要性能參數如下：

型號：10MYCY14-1B 額定壓力：31.5 MPa

額定轉速：1000 r/min 理論排量：10 m3/h

針對柴油機維修工藝的要求，選擇低速大扭矩液壓機。

型號：1QJMO2-0.4Z 排量：0.406L/REV

額定壓力：10 MPa 最多轉速：120 r/min。

額定輸出扭矩：600 N·m

3.4電氣控制系統設計

采用西門子 PLC控制器(sr20型)取代了傳統的分離式電控拆裝的舊設備，提高了汽缸蓋拆裝機的穩定性和可靠性，使每臺液壓機的驅動力保持平衡，消除了原液壓退役機驅動力不一致所導致的系統故障，使每臺馬達輸出扭矩都能達到平衡。

4操作及功能

4.1軟件操作說明

(1)切換到屏幕，延時正常操作面。

(2)在軟件操作中有人工和自動操作2種形式，按住√按鈕可以實現這兩者的任意切換。

(3)在人工操作松緊界面，按下有三角形圖標的按鈕可以對下一次操作次數進行設置，同時也可以選擇當前的方式，當扭矩達到輸入數值之后，系統就會停止操作。

(4)在自動操作界面，點擊相應的按鈕，系統會自動旋松或擰緊6個螺母，當按中間鍵時就會停止操作。

4.2接通電源總開關，啟動油泵電機

壓穩后，選擇“緊固”功能按鈕，6個螺釘頭依次順時針旋轉。

4.3柴油機汽缸蓋的分解操作

(1)使用天車將拆裝機提升到柴油機缸蓋位置，然后緩慢下降。

(2)將操作界面轉換成手動操作，選擇扳手，輸入數值，然后按下松開鍵套入螺絲頭，之后將界面切換到自動操作狀態，按下松鍵將螺母旋松1～2個周期。

(3)重復以上步驟，分解其它缸蓋。

(4)最后關閉油泵，順利地吊起拆裝機。

(5)使用電動或氣動扳手，將旋松的汽缸蓋螺母旋下。

4.4柴油機汽缸蓋的組裝操作

(1)在拆裝機使用之前，先用電扳手或氣扳手緊固汽缸蓋螺母，使其產生30～50 nm的力矩。

(2)按照上述步驟，將拆裝機的扳頭對準螺母。

(3)切換自動界面，按下“緊”鍵，6個扳頭分別交替動作，直至徹底上緊。

(4)其余汽缸蓋螺母按上述的操作分別用“緊固”螺母。

(5)關閉油泵馬達和電源，拆裝機應妥善放置于固定位置。

5結語

經改進的液壓汽缸蓋母拆裝機，通過 PLC控制各液壓機的工作壓力，使各液壓機的啟動點平衡，提高工作效率，工廠每臺柴油機無效工時減少3 h，按150臺大修機車計算，年節余約5×3×2×16×150=48000 kW·h，按0.9元/kW時計算，每年可節省費用4.32萬元。