论文《机械工程师》-机车柴油机连杆检修自动控制试验台

内燃机车柴油机连杆螺栓自动测量控制试验台前言：内燃机车柴油机连杆螺栓自动测量控制试验台（俗称：内燃机车曲轴连杆螺栓把对机）是专为铁路内燃机车设计、制造，适用于机车 G 型连杆螺栓工艺的分解、组装，其以工艺螺栓为标准，自动检测螺栓的拉伸量，完成对连杆在试验台上的整体装配过程，并确定定位位置。它属于一项专用设备。一、连杆螺栓伸长量的原理及测量方法：1、 连杆螺栓拉伸及作标记在连杆螺栓螺纹部分和头部的结合面涂以适量二硫化钼（建议用 ND5机车齿轮箱油） ，将连杆螺栓拧入工艺套内，按技术要求开动试验台对一批螺栓进行予拉伸，因为新螺栓都需要做预拉伸试验，通过触摸屏操作程序，预置螺栓的伸长量为 0.70.03mm(G 型连杆预拉伸量为 0.640.04mm)，达到拉伸量后，将螺栓松开，再设置 0.50.52mm 的伸长量进行拉伸。而拉伸过的（或旧的）螺栓就不进行预拉伸（0.70.03mm）了，而是直接拉伸到（0.50.52mm）的量，就把工艺套的标记对应位置反刻到连杆螺栓头部，并在连杆头部端面打出柴油机代号、连杆顺序号、螺栓号等钢印（G 型连杆螺栓拉伸量为 0.540.58mm） 。2、 工艺螺栓拉伸及作标记对于新工艺螺栓首先做 0.70.03mm 的预拉伸，对于已用过的工艺螺栓不再做预拉伸。在做拉伸时，工艺螺栓的螺纹部分和头部结合面涂以适量的二硫化钼（建议用 ND5 机车齿轮箱油）松开后再按 0.50.52mm 拉伸量把紧，把工艺套上的标记相应反刻到工艺螺栓头部（G 型连杆螺栓拉伸2量为 0.540.58mm） 。3、 工艺螺栓预装用已检查过拉伸量的工艺螺栓将瓦盖与连杆把对，按设定拉伸量0.50.52mm（G 型连杆螺栓拉伸量为 0.540.58mm）进行位伸。达到规定值后，将工艺螺栓六角头部的标记反刻到瓦盖座面上对应部位上。4、 组装测试松开工艺螺栓，再用已刻好线的连杆螺栓逐步拧紧到二个刻记号对齐的位置后，在便于检修的位置上用扁铲打上刻线（要注意清除旧的刻线） 。停机测量连杆的内圆等其它相关尺寸并作好相关记录。在机车上安装时只要把螺栓拧到刻线（扁铲打上）即可。二、本机概述1、主要特点、用途 内燃机车柴油机连杆螺栓自动测量控制试验台是按照上海铁路局DF型内燃机车检修工艺中柴油机活塞连杆组检修工艺规定中的各项要求专门进行设计和制作的。2、主要特征：工作台直径：2150mm，台高 1040mm；该设备是“机-电-液”相结合的高技术产品。采用液压夹紧连杆、工作台采用回转支撑，并通过变频电机自动旋转到位、通过平面自由对位机构准确与螺栓对准、通过变频减速电机经齿轮组传力机构将连杆螺栓的拉伸到位、触摸屏操作、通过传感器直接测量拉伸长度。采用工业级微机来控制夹紧、工作台转动、螺栓拉伸，同时能够自动检测螺栓的拉伸长度，并鉴定其是否合格。该设备运行平稳灵活，占地面积小，自动化程度高。在设计时主要配套件均选用国内外知名品牌，提高设备的可靠性。33、主要技术参数A、扭力扳手：额定功率：1.5 KW输出转速：2 r/min最大扭矩：4200 NmB、装夹泵站：额定功率：3 Kw最大压力：15 Mpa额定流量：8.5 L/min C、旋转电机：额定功率：0.75 KW输出转速：13 r/min最大扭矩：530 Nm 44、主要结构及工作原理本设备主要结构由固定台、旋转台、平面对位机机构、连杆装夹机构、装夹泵站、扭力电机、工作台旋转电机、电器、微电控制系统等部分组成。1.装夹泵站 2.旋转台 3.工作台旋转电机 4. 固定台 5.扭力电机 6.平面对位机构 7. 连杆 8. 连杆装夹机构A、 固定台它通过矩形方钢焊接而成，结构稳定，使整个设备有良好的机座。并提供扭力电机和旋转电机的安装底座。1.支架 2.回转轴承座 3.扭力扳手底座 4.旋转电机底座5B、旋转台它既是设备的工作台面，又是连杆的安装固定基座，将 8 只连杆固的装在上面，可以通过回转支撑平稳的转动，使待安装的连杆转到相应的位置，操纵人员不必变动位置，便可进行所有连杆的拆、装工作。1. 泵站安装架 2 . 回转轴承座 3. 支架 C、平面对位机构它的主要功能是：1. 通过齿轮组将减速电机的扭矩传递到扳手处，从而拆、装连杆螺钉；2. 其通过三个齿轮组合，可以使扳手到达平面上任何位置，从而很容易的对准连杆螺钉；1.电机齿轮 2.中间大齿轮 3.扳手齿轮 4.扳手 6D、连杆装夹机构它的主要功能是将连杆旋转到水平（螺钉头）位置后，再将其牢固的固定在旋转台上。是通过油缸的伸出，在球面的作用下，使夹具座携带连杆进行转动，旋转到位后，随着油缸的伸出，穿过球面上的滑动孔推动推杆，将压板压在连杆上，从而固定连杆。1.油缸 2.连杆 3.夹具座 4.推杆 5.压板 E、装夹液压泵站该泵站主要是为装夹油缸提供动力，采用叠加阀组，使结构紧凑，通过电磁阀的换向，很方便的控制连杆的拆、装，一步到位，无需调整，同时可以控制8只连杆的装夹。71.油箱 2.阀组 3.电机 4.齿轮泵该工作站的液压原理图：F、回转轴承本设备采用的“单排球式回转支承”是国际先进的四点接触球式结构。这种支承是承受轴向力、径向力、倾覆力矩并需相对旋转的机械最理想的配套件。使旋转台转动平稳，无振动。8G、扭力电机和旋转电机扭力电机和旋转电机均采用调频减速电机，通过控制器对其速度进行调节，使其旋转平稳、无冲击。H、电气系统采用电控箱统一布线，按照电器标准及布线规范。I、控制系统本设备操控采用了先进的 PLC 控制，触摸屏操纵，完成所有的动作，并记录相应的数据。具有以下特点。、技术含量高设备采用高科技手段，自动实现精确检测及装配拉伸控制同时进行，并将检测的数据输出到显示仪表上，以便观察。、性能稳定由于采用 PLC 控制，各项检测数据的记录更加准确，装配的动作更加快捷，安全性，可靠性更好。、操作简单只需将设备安装就位后，启动，设备便可以轻松拆、装螺栓，并进行检测，及判断合格与否。5、微电控制系统操纵和微电控制系统操纵： 采用触摸屏输入所有数据，并完成连杆螺栓拆装的全部操纵。微电控制系统： 微电控制系统是采用西门子 PLC 控制器，完成连杆螺栓拆、装的所有逻辑动作，通过高精度传感器直接测量螺栓的拉伸量，控制电机的起、停，使其拉伸到规定长度。并能自动检测每只螺栓是否合格。整个电控系统如下所示：9它主要由一个西门子 S7 200 控制器及扩展模块、一个三菱触摸屏和一个一拖二的变频器和高精度传感器等组成。由 PLC 自动控制，可实现检测与装配同时进行，一次性拉伸或分次交替拉伸到位，无须人工记录。可将检测出的数据进行处理，判断螺栓是否合格，并具有打印功能三、性能、品质特点内燃机车柴油机连杆螺栓自动测量控制试验台，是一种集“电脑-机电-液压技术”系统技术为一体化的现代化技术仪器。它采用新型的微电机控制系统，程序化控制操作，弱电、强电相互控制，采用变频技术控制主、付电机，液压系统夹紧并定位，通过高精度传感器的信息采集，集成数据统一分析、处理，通过机械传递行动，拉伸螺栓达到标准的工艺要求，并能自动地测量螺栓的伸长量数值，进行统一的保存、打印输出。工作效益高，测量精度高，动作灵敏。在同