鐵路貨車車軸專用設(shè)備4MN校直機(jī)改造

第明生 程光遠(yuǎn)

摘要：本設(shè)計的目的是要解決公司車軸校直機(jī)升降系統(tǒng)的失效故障，對原機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，從根源上徹底解決長期以來的升降缸泄漏、連接法蘭螺栓斷裂以及車軸校直后彎曲等問題。車軸在壓機(jī)上鍛造成型后，會存在不同程度的彎曲，為了減少因彎曲帶來的車軸報廢，需要在鍛后進(jìn)行熱校直作業(yè)，校直機(jī)就是將鍛后熱態(tài)車軸進(jìn)行校直，確保車軸產(chǎn)品合格。因此，必須對原因結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，重新優(yōu)化方案，改造升降機(jī)構(gòu)，降低車軸廢品率的同時降低維修勞動強(qiáng)度。本文重點(diǎn)描述了車軸校直機(jī)的改造過程。

關(guān)鍵詞：校直機(jī);升降機(jī)構(gòu);彈簧;改造

一.校直機(jī)簡介

車軸校直過程：升降缸上升支撐車軸—托輥旋轉(zhuǎn)—識別車軸彎曲方向—鉗口夾緊校直車軸—鉗口松開—重復(fù)旋轉(zhuǎn)托輥、夾緊—校直。

二.升降缸改造方案

1.升降缸失效原因和危害分析

鍛造后的熱態(tài)車軸，由吊鉗調(diào)運(yùn)落入校直鉗口中進(jìn)行校直作業(yè)，車軸的軸頸（兩端頭）被升降缸上安裝的托輥支撐，處于兩端支撐的架空狀態(tài)，校直機(jī)的夾緊油缸工作，驅(qū)動夾臂圍繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，安裝在夾臂上部的校直鉗口實(shí)現(xiàn)大圓弧運(yùn)動，如圖二。

校直鉗口水平方向的作用力作用在車軸上，校直彎曲的車軸，鉗口垂直方向的分力作用在車軸上后，被傳遞到托輥和升降缸上，向下擠壓升降缸，托輥和升降缸承受了車軸自身重力和校直時的垂直力，如圖二。

懸臂梁結(jié)構(gòu)的托輥架和升降缸，當(dāng)處于完好狀態(tài)時，車軸的軸端部位處于水平高度不會發(fā)生變化，但軸身在校直垂直力的作用下會向下運(yùn)動，造成軸身和軸端的不同心，車軸軸端彎曲會造成廢品率的上升。

2、升降缸受力分析

通過對設(shè)備結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行觀察，分析受力，升降缸承受的垂直方向力由兩部分構(gòu)成：車軸的軸重力和校直垂直分力即：F=G重+F垂。按車軸軸重600KG計，每只升降缸受力為G重的一半。

車軸放入后，彈簧的壓縮量過大，彈簧偏軟，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。因此，在每端設(shè)置兩個彈簧，在彈簧的芯部孔位置兩端各增加一個定位芯軸，分別焊接在底座和托輥?zhàn)酌?，用于彈簧的?dǎo)向和定位，設(shè)置調(diào)整片調(diào)整彈簧高度，如圖四：

通過合理改造，在自由狀態(tài)時，托輥高度在原高度基礎(chǔ)上上升了5mm，當(dāng)車軸放置在托輥上后，在軸自身重力作用下，彈簧被壓縮，托輥下移約5mm，此時軸的中心正好處于鉗口中心，保證鉗口包合車軸，防止鉗口的邊緣擠壓軸身;在校直狀態(tài)時，車軸被擠壓向下運(yùn)動，彈簧再次被壓縮，托輥?zhàn)詣酉陆担ㄗ畲髽O限下降量為5mm），避免了原剛性結(jié)構(gòu)帶來的軸端部彎曲;當(dāng)外力釋放后，在彈簧的作用下，托輥?zhàn)詣由咸АＭㄟ^改造，合理的解決了原升降缸的剛性固定帶來一系列泄漏、軸彎曲等問題。

結(jié)論

本設(shè)計的目的是要解決公司車軸校直機(jī)升降系統(tǒng)的失效故障，對原機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，從根源上徹底解決長期以來的升降缸泄漏、連接法蘭螺栓斷裂以及車軸校直后彎曲等問題。通過本方案的改造，已經(jīng)連續(xù)作業(yè)30個月，使用效果良好，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的測繪、資料查閱和計算、彈簧倔強(qiáng)系數(shù)設(shè)備故障得到了有效解決。

參考文獻(xiàn)：

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