（光学工程专业论文）自行式液压钩缓拆装机的研制.pdf

西南章通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 摘要 在我国铁路全面提速和重载的形势下，货车典型故障明显增多，直接影响 到行车安全。铁道车辆检修中频繁、大量更换车钩缓冲装置，而目前拆装钩缓 装最是采用旋转车钩挂钩、双向同步升降机和移动升降平台车三大件，需要3 人同时作业，有时还需使用桥式起重机联劳协作，更换一套车钩缓冲装置需要 8 0 分钟左右，劳动强度大，工作效率低，作业方式已远远不能满足生产需要。 为此。不失时卡几地进行车辆检修设各的系统配套改进和安全技术装备的加 强，改善车辆状态，改善检测装备，提高安全保障能力，加强对铁路货车大、 中、小修的工艺验收，必将大大加强我国铁路的安全基础设备。在适应铁路高 速、重载的发展需要。同时以保证检修质量、提高站修职工的劳动生产率、减 轻职工劳动强度、提高修车质量为宗旨，按照上级“主要枢钮站应配备齐必要 的工装设备”的要求，自行研制了站修十项工装之一的自行式液压钩缓拆装机。 自行式液压钩缓拆装机主机采用液压原理。工作油缸利用单级和双级作用 油缸进行施压，可方便进入车下，完成钩缓装置的拆装作业。 自行式液压钩缓拆装机走行部分采用液压马达驱动，有离合器操纵，可手 推和自行行走，并可横向移动，走行灵活；前后液压缸采用双级双作用缸，既 保证了升降行程，又降低了设备高度，左右项升液压缸同步进行，使可调爪钩 将钩缓装置卡住，有效对钩缓装置进行拆装。 自行式液压钩缓拆装机整机结构紧凑、操作方便、便于维修、维护，符合 铁路技术规程有关规定。全套动作平稳、快捷，便于操作，采用手推车型，可 手动、自行移动，解决了站修日常检修作业中车辆之间作业空间小，更换钩缓 整套装置困难的弊端，具有很好的使用性能。可靠性高，适合各种类型货车的 钩缓整套拆装作业，全套动作省时、省力，大大缩短了作业时间，降低了工人 的劳动强度，满足了货车检修中钩缓整套拆装工艺的要求，有效提高了钩缓检 修作业劳动生产率，对确保安全运输具有一定的促进作用。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 i 页 研制过程中，通过对车钩缓冲装置进行受力分析和容量计算，确定了拆装 机的主要技术参数和走行参数，选择了相应的元器件；通过反复试验，进行比 较分析，确定了拆装机的最终设计方案。 开发的自行式液压钩缓拆装机达到了预期的设计目标要求，经现场运用获 得了好评。同时自行式液压钩缓拆装机还通过了郑州铁路局科学技术成果鉴定。 鉴定认为该钩缓拆装机在同类产品中处于全路领先水平。郑州铁路局拟在全局 车辆段推广使用，以促进车辆安全生产和劳动生产率的提高。自行式液压钩缓 拆装机的研制成功也产生了良好的经济效益和社会效益。 关键词：车辆钩缓装置拆装机自行式 a b s t r a c t u n d e rt h en e ws i t u a t i o no fr a i l r o a dt r a i n si n c r e a s i n gs p e e d c o m p l e t e l y , f r e i g h t t r a i n s t y p i c a lb r e a k d o w ni si n c r e a s i n go b v i o u s l y , a n da f f e c t st h e s a f e t yo ft r a i n w o r k i n g i nt h er a i l w a y st r a i nc h e c k i n gal a r g eq u a n t i t yo fh o o kb u f f e rd e v i c ei s c h a n g e df r e q u e n t l y , a n dt h e na tp r e s e n td i s m o u n t i n gh o o kb u f f e rd e v i c ea d o p t st h r e e p a r t s ：r o t a r yh o o kc o u p l e ，t w o - w a ys y n c he l e v a t o r , m o b i l el i f tp l a t f o r mt r u c k i t n e e d st h r e ep e o p l ew o r k i n ga tt h es a m et i m e ；a ts o m e t i m e si tn e e d sb r i d g el i f t i n g m a c h i n et oc o o p e r a t e i tn e e d sm o r ee i g h t ym i n u t e st oc h a n g eas u i to fh o o kb u f f e r d e v i c e a n dh i g hl a b o r i n gs t r e n g t h ，l o ww o r ke f f i c i e n c ya n dw o r kw a yc a n tm e e t p r o d u c t i o n d e m a n d s o ，w ed o n tl o s et h ec h a n c et oi m p r o v et h es y s t e mu n i t i z a t i o no ft h ev e h i c l e u n i t ，r e i n f o r c et h es a f et e c h n i c a le q u i p m e n t ，i m p r o v et h ev e h i c l es t a t ea n dc h e c k i n g e q u i p m e n t ，b o o s tt h es a f es e c u r i t ya b i l i t ya n de n h a n c et h ec h e c kb e f o r ea c c e p t a n c e i nc r a f tt o b i g ，m i d d l e ，s m a l lr e p a i rt r u c k t h i sw i l ls t r e n g t h e nt h e s a f eb a s i c e q u i p m e n to fo u rc o u n t r y sr a i l w a y f o rt h e s a k eo ft h er a i l r o a d h i g hs p e e d s o r i e n t a t i o n ，a c c o r d i n gt ot h el e v e l sd e m a n d t h em a i nt e r m i n a ls t a t i o ns h o u l de q u i p t h en e c e s s a r yf l o c ke q u i p m e n tw eb yo u r s e l v e sr e s e a r c ht om a n u f a c t u r es t a n d i n g f i x i n g t e nw o r k sp a c k i n gt h a tm o v e st h e h y d r a u l i c t ot h eh o o kb u f f e rs e to f s e p a r a t e i n s t a l l e dm a c h i n e ，g u a r a n t e e i n gt h eq u a n t i t yo f t h ec h e c kf i x i n g ，i n c r e a s i n g w o r k e r so fs t a n d i n gf i x i n gi nt h ee f f i c i e n c ya n dl a b o r i n gp r o d u c t i v i t y , a l l e v i a t i n g w o r k e r s l a b o r i n gs t r e n g t ha n di n c r e a s i n gt h eq u a n t i t yo ff i x i n gt h e t r a i nt oa i m t h em a i ne n g i n e e ro fs e l f - p r o p e l l e dh y d r a u l i ch o o kb u f f e rs e p a r a t e i n s t a l l e d m a c h i n ea d o p t sh y d r a u l i ct h e o r y ，w o r kh y d r o c y l i n d e rm a k e su s eo fs i n g l ea n d d o u b l ef i m c t i o n sh y d r o - c y l i n d e rt op r e s s u r e t h e ni tc a ne a s i l ye n t e rt h et r a i n s b o t t o ma n df i n i s ht h ed i s m o u n t i n gw o r ko ft h eh o o kb u f f e rd e v i c e s e l f - p r o p e l l e dh y d r a u l i ch o o k b u f f e rs e p a r a t e i n s t a l l e dm a c h i n e s r u n n i n gp a r t s a d o p tt h eh y d r a u l i cm o t o rd r i v e t h e r e i st h ec l u t c ho p e r a t i o n ，h a n d p u s h e da n d 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第页 s e l f - r u n n i n g a n d i tc a l lm o v e t r a n s v e r s e l ya n d r u n f l e x i b l y ；f r o n ta n d b a c k h y d r a u l i c c y l i n d e r sa d o p td o u b l e g r a d ea n dd o u b l e f u n c t i o nc y l i n d e r s s oi tn o to n l ye n s u r e s l i f tc o u r s e ，b u ta l s ol o w e r st h ee q u i p m e n t sh e i g h t ，l e f ta n d f i g h tj a c k i n gh y d r a u l i c c y l i n d e r sa r ew o r k i n gs i m u l t a n e o u s l y t h i sm a k e sa d j u s t a b l eg r a b b e rb l o c kt h eh o o k b u f f e rd e v i c ea n dd i s m o u n tt h eh o o kb u f f e rd e v i c e e f f e c t i v e l y , t h e s e l f - p r o p e l l e dh y d r a u l i ch o o kb u f f e rs e p a r a t e - i n s t a l l e dm a c h i n e ，t h ew h o l e u n i t sc o n s t r u c t i o ni s t i g h t l yp a c k e d ，o p e r a t i o nc o n v e n i e n c ea n dc o n v e n i e n t f o r m a i n t e n a n c e t h i sm a t c h e st h er a i l r o a d r u l eo nt h e s t a n d i n gf i x i n g t h e w h o l e m o t i o ni s s t a b l e ，q u i c ka n de a s yt oo p e r a t e a d o p t i n gt h eh a n d - p u s h e dm o t o r c y c l e t y p ec a n m o v em a n u a l l ya n da u t o m a t i c a l l y i ts o l v e st h ep r o b l e mo rt h es m a l lm o u t h b e t w e e nt h ev e h i c l e si nt h eu s u a ls t a n d i n gf i x i n g ，t h ed i s a d v a n t a g ei nt h ec h a n c i n g t h ew h o l eh o o kb u f f e rs u i t ，h a v i n gt h eg o o du s a g ef u n c t i o n ，d e p e n d a b l eh i g h l y , t h e w o r ko fh o o kb u f f e r sw h o l es e p a r a t e i n s t a l lt oa l lk i n d so ff r e i g h tt r a i n t h ew h o l e m o t i o ns a v e st i m ea n dl a b o r ，s h o r t e n st h ew o r kt i m ea n dr e d u c e sw o r k e r s l a b o r i n g s t r e n g t h ，t h i sm e e t s t h ew h o l es u i t sd i s m o u n t i n gc r a f to fh o o kb u f f e ra n d p l a c e st h e v a l i d i t yt oi n c r e a s et h ep r o d u c t i v i t yi ns t a n d i n gf i x i n gh o o kb u f f e rl a b o rt h a ti n s u r e t h ec o n v e y a n c es a f e t yt oh a v et op r o m o t et h ef u n c t i o n d u r i n gt h er e s e a r c h ，d e f i n et h es e p a r a t e - i n s t a l l e dm a c h i n e sm a i nt e c h n i c a l p a r a m e t e ra n dr u n n i n gp a r a m e t e ra n dc h o o s et h er e l e v a n tc o m p o n e n tb ys t r e s s e d a n a l y s i s a n d c a p a c i t y m e a s u r e m e n tt ot h eh o o kb u f f e rd e v i c e d e f i n et h e s e p a r a t e - i n s t a l l e dm a c h i n e s f i n a ld e s i g np r o g r a mb ye x p e r i m e n ta g a i na n da g a i n a n d a n a l y s i s d e v e l o p i n g t h e s e l f - p r o p e l l e dh y d r a u l i c h o o kb u f f e r s e p a r a t e i n s t a l l e d m a c h i n em e e t st h ee x p e c t e dd e s i g n sa i ma n dd e m a n d ，a n dg a i nh i g ho p i n i o nb y o p e r a t i n g o nt h e s p o t a t t h es a m et i m e s e l f - p r o p e l l e dh y d r a u l i ch o o kb u f f e r s e p a r a t e - i n s t a l l e d m a c h i n ea l s oh a s p a s s e d t h et e c h n i c a la c h i e v e m e n tt e s to f z h e n g z h o ur a i l w a y b u r e a u t h et e s tc o n s i d e r st h i s h y d r a u l i c h o o kb u f f e r s e p a r a t e i n s t a l l e dm a c h i n e i sa tt h eo u t s t a n d i n gl e v e li nt h eb u r e a u st h es a m ek i n d o f t h ep r o d u c t z h e n g z h o ur a i l w a yb u r e a ua r ep l a n n i n gt od i s s e m i n a t ea n du s ei nt h e 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第v 页 b u r e a u s r o l l i n gs t o c ks e c t i o n i no r d e rt oi m p r o v et h es a f e p r o d u c t i o n s e l f - p r o p e l l e d h y d r a t i l i ch o o kb u f f e rs e p a r a t e i n s t a l l e dm a c h i n e sd e v e l o p m e n ts u c c e s sa l s or e s u l t s i ng o o de c o n o m i ca n ds o c i a lb e n e f i t k e yw o r d s ：v e h i c l e ，h o o k b u f f e rd e v i c e ，s e p a r a t e i n s t a l l e dm a c h i n e ，s e l f - p r o p e l l e d 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 近半个多世纪以来，发达国家的铁路竞相采用高新技术，在货运重 载、客运高速和信息技术等方面取得了重大突破，实现了从传统产业向现 代化产业的转变，世界铁路依靠科技进步在各种现代化交通运输方式的激 烈竞争中得到了振兴和发展，使曾经一度被称为夕阳产业的铁路，得到了 再度兴盛，进入了一个新的大发展时期。几十年来，我国铁路的科学技术 也得到了很大的发展，取得了许多成果，科学技术在铁路提高能力、保证 安全、增加效益等方面起到了重大推动作用。 但是，从总体水平看，我国铁路运输能力不足，技术装备水平低，管 理手段落后，运输质量较差，不能适应市场经济发展的需要。客运高速技 术研究处于初级阶段，信息技术应用进展相对缓慢，运营管理和调度指挥 基本沿用传统手段和方法，我国铁路尚未完成从传统产业向现代化产业的 转变。随着公路、民航系统的迅速发展，铁路在国家运输工作总量中的份 额在不断下降，出现了各种运输方式相互竞争的局面，铁路面临着严峻挑 战。 铁路作为我国国民经济的大动脉，综合运输体系中的骨干，对于实现 国民经济和社会发展目标，具有极为重要的作用。从现在起到本世纪2 0 2 0 年，是我国铁路深化改革，加速发展，实现从“短缺型”向“适应型”、 传统产业向现代化产业转变的关键历史时期。为了实现顺应世界科技进步 潮流，把握世界铁路发展趋势，适应社会主义市场经济的特点，满足国民 经济发展的需求，进一步扩大运能，提高质量，改善服务，保证安全，增 加市场竞争能力，就必须采用现代化科学技术，依靠科技进步实现铁路科 技进步历史性的飞跃。 2 0 0 0 年新颁布的中华人民共和国铁路主要技术政策指出 1 ： 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第2 页 铁路是国家重要的基础设施，国民经济的大动脉，交通运输体系的骨 干。为贯彻国家可持续发展战略，适应和促进国民经济发展和社会进步， 应充分发挥铁路技术经济优势，积极发展铁路，满足运输市场需求 加快科技进步，突出技术创新，以市场为导向，加快科技进步， 突出技术创新，以市场为导向，以经济效益为中心，以运输安全为前提， 不断提高运输能力、质量和效率。坚持自主开发与引进相结合，积极采用 高新技术，重视技术的综合集成。根据不同运输需求，采用不同层次的技 术和装备，系统配套，发挥整体效能。改革管理体制，制订相应的政策， 推动新技术尽快转化为生产力 积极推进机车车辆修制改革，在预防修基础上，开展状态修、 换件修和主要零部件的专业化集中修，推广先进检测手段和维修装备，形 成运用、维修的现代化管理体系， 铁路运输生产必须坚持“安全第一”的原则，依靠先进技术和装备， 保障行车安全。以行车安全为核心，系统配套发展铁路安全技术与装备， 制订、修订有关行车安全的规程、法规和标准，加强安全管理，完善行车 安全保障体系 从我国铁路技术政策的有关条文不难看出，科学技术是现代生产力最 活跃的因素和最主要的推动力量。它不仅会导致社会生产力的迅速提高， 也将会引起人类社会生活进行深刻的变革。科技进步已成为国际经济竞争 和综合国力较量的焦点，科技的竞争将关系到国家兴衰和民族存亡。科学 技术是第一生产力。 目前，我国铁路的安全技术装备落后于运输生产不断发展的要求，运 量与运能的尖锐矛盾，是我国铁路存在超负荷运用铁路设备的严重倾向， 长此以往，必将降低设备的安全系数，缩短使用寿命，危机行车安全。此 外，铁路运输自身固有的点多、线长、生产的连续性、协作性和全天候等 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第3 页 特点，使铁路设备也具有种类多、数量大、配置分散、连续运转、自然力 影响大和有形损耗严重等特点，不仅加大了保证设备技术状态经常性良好 的难度，而且还不易使运用中的设备始终处于有效的监控之下。所有这些， 使铁路运输安全基础建设面临更为复杂和艰巨的挑战。发达国家铁路技术 发展的实践表明，随着现代铁路高速、重载和信息技术的应用与发展，安 全技术已成为与一系列高新技术相互融合、彼此渗透、不可分割的先导技 术，研制和发展先进的高质量的运输基础设备已经成为铁路现代化的重要 标志。因此，在我国铁路大发展的形势下，强调运输设备的基础作用，不 失时机地进行机辆检修设备的系统配套改进和安全技术装备的加强，改善 车辆状态，改善检测装备，提高安全保障能力，必将大大加强我国铁路的 安全基础设备。 1 1 钩缓拆装在车辆检修中的地位 车钩缓冲装置是车辆最重要的部件之一，它使机车和车辆或车辆和车 辆之间实现连挂，并承受和传递牵引力和冲击力。车钩缓冲装置的检修质 量直接影响车辆的运输安全性。随着货车的提速，其典型故障明显增多， 直接影响到行车安全，在诸如车钩分离、三态作用不良、缓冲器失效致使 车辆纵向刚性冲击引起车辆脱轨等事故，不能不说与钩缓装置检修质量有 内在联系。因此，在铁路列车全面提速和铁道部以科技创蔌保安全的形势 下，确保行车万无一失、安全运输非常重要。车辆站修是铁路运输中的保 证安全运输的重要环节，而车钩缓冲装置的检修质量是影响车辆安全行车 的重要因素。实施检修自动化，减小检修过程中人为因素的影晌，用先进 的设备保证行车安全尤为重要。 为了保证行车安全，车辆段站修所在车辆车钩缓冲装置进行检修时按 照技术规程要频繁、大量拆装车钩，并对车钩缓冲装置技术性能逐项进行 严格测试，检修质量必须符合( 铁标) 要求后方能投入运行。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第4 页 在铁路列车全面提速和铁道部以科技创新保安全的形势下，铁道部加 强了对铁路车辆的大、中、小修的工艺验收，以确保行车安全运输就成为 必然。 1 2 目前国内一般钩缓拆装工艺与设备 目前国内拆装钩缓设备比较简陋，主要利用钩缓装置拆装小车实现钩 缓装置拆装。 钩缓装置拆装小车适用于从各型货车上成套拆卸或安装钩缓装置， 此小车上设有转向风缸，便于使小车转向调头，并可推送到另一修车线上。 1 2 1 基本构造 钩缓装置拆装小车主要由车架5 、升降机构2 、钩头托架3 、爪钩装 置l 、升降风缸、顶拔风缸4 、转向风缸7 等组成，如图卜1 所示。 图卜1 传统钧缓装置拆装小车 1 一爪钩；2 一升降构架；3 一钧头托架；4 一顶拔风缸；5 - 车架；6 一升降风缸 7 一转向风缸：8 - 转盘；9 - , j 、车轮 车架是用钢管焊成，既作为车架，又用作风压管路，并设有风管接头 连接风源，另由3 个管接头分别接于转向风缸、升降风缸及顶拔风缸上。 车架下部设有4 个轮子于轨面上滚动。 升降机构主要部分是装于车架的升降风缸，其活塞杆与升降构架连接， 升降构架的另一端与钩头托架用销轴连接。使用时转上去，不用时落下来。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第5 页 在缸体下端有进风嘴，内部有活塞皮碗及皮碗压板，用螺栓组合而成，用 以顶起升降构架。 顶拔风缸：在缸体内有活塞及上、下皮碗和压板用螺栓连接成一体：缸 的上部有缸盖、密封圈、压盖。在缸盖上设有上进风嘴，缸体底部有下进 风嘴。上、下迸风嘴都受转阀控制进行送风或排风，使活塞上升或下降， 缸体安装在升降构架上，随升降构架而升降。 转向风缸：在缸体内有活塞、皮碗及压板用螺母紧固为一体，活塞杆 向下，杆上套装复原弹簧，下端有弹簧托板、轴承及垫环，缸体装在车体 托架下部，用螺栓结合为一体。在活塞杆的下端部安装有转盘，用以支承 车架：当推动车架转向时，缸体依轴承而转向，但活塞与转盘不动。 爪钩装置用以抓紧钩尾框以便拆卸。爪钩两对，其下端依销轴与升降 构架连接。在销轴槽内有弹簧，簧托及销。在两个爪钩中间分别装有左心 轴和右心轴套在螺杆上，用螺钉定位。在螺杆的两端装有手轮，当转动 手轮时，爪钩可沿左、右螺纹移动，以调整两爪钩之间的距离。 1 2 2 钩缓装置拆装小车的操作方法 拆装成套的钩缓装置时，先将钩缓装置拆装小车推入车下，对正钩缓 装置，接好风源，开放截断塞门向升降风缸送风，利用两升降风缸抬起升 降构架，托起钩尾框。在拆除钩体托板和钩尾框托板后，转动爪钩装置的 手轮，使爪钩夹紧钩尾框下部，关闭截断塞门排除升降风缸的风压，操纵 转阀向顶拔风缸下部给风，使四个顶拔风缸的活塞顶住车底架的牵引梁， 将成套的钩缓装置从牵引梁内拔出，然后送至分解检修处进行检修。 组装成套钩缓装置时，先将检修好的成套钩缓装置放在升降构架上， 推入车下，对正钩缓装置的安装部位，开放截断塞门向升降风缸送风，利 用升降风缸抬起升降构架将钩缓装置送入牵引梁内( 项拔风缸不用) ， 安装钩体托板及钩尾框托板，再关闭截断塞门，排除升降风缸的风压，撤 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第6 页 出钩缓装置安装小车。 当钩缓装置拆装小车在作业过程中需要转向时，可操纵截断塞门向转 向风缸给风，转向风缸的转盘托起车架后，用手推动车架使之转向。转向 后排出转向风缸的压缩空气，使之恢复到原来的位置上。也可以利用转向 风缸转向后推移到另一修车台位上使用。 1 2 3 传统钩缓装置拆装小车的主要问题 从上述结构组成和操作方法可以看出，传统拆装缓装置是采用旋转车 钩挂钩、双向同步升降机和移动升降平台车老三大件，现场作业需要3 人 同时进行作业，有时还需使用桥式起重机联动协作，更换一套车钩缓冲装 置需要8 0 分钟左右，劳动强度大，工作效率低，作业方式已远远不能满足 生产需要。特别是近几年随着货物列车重载、提速，导致货车钩缓装置故 障明显增多，以2 0 0 0 年郑州北车辆段上行站修所为例，一年就更换车钩1 3 9 个，更换缓冲器3 1 8 个，更换钩尾框2 5 5 个，面对站修大量更换车钩及缓冲 装置的现状，已不能满足生产需要。 1 3 该研究项目的来源和主要解决的问题 据统计，全路运行的货车车辆达7 0 余万辆，根据技规要求，运行一 年以上的车辆需要段修，运行半年以上的车辆需要站修，还有不少临修车 辆，各车辆段在检修任务不断增加而人员不断减少的情况下，保质保量完 成生产任务实属不易。目前站修大量、频繁更换车钩缓冲装置，给施修单 位带来一定难度和压力，其根源在于目前拆装钩缓装置是采用旋转车钩挂 钩、双向同步升降机和移动升降平台车老三大件，需要3 人同时进行作业， 有时还需使用桥式起重机联劳协作，更换一套车钩缓冲装置需要8 0 分钟 左右，劳动强度大，工作效率低，作业方式落后，已远远不能满足生产需 要。显而易见，沿用年代已久的传统拆装缓装置已不适应需要。特别是近 几年随着货物列车重载、提速，导致货车故障明显增多。随着铁路现代化 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第7 页 进程的加快，铁道部多次行文，要求更新换代现有设备，面对站修大量更 换车钩及缓冲装置的现状，急需研制“钩缓拆装机”。 针对传统钩缓装置拆装设备不能满足生产需要的实际，为了适应铁路 高速、重载的发展需要，保证行车的安全，按照运装货车( 1 9 9 9 ) 3 1 号 关于强化货车站修适应新图和提速安全指导工作的意见、郑辆运 ( 1 9 9 9 ) 7 号关于强化货车站修适应新图和提速安全指导工作的意见 的通知和运装货车( 2 0 0 1 ) 1 7 3 号关于进一步加强货车站修工作的意见 的要求，主要枢钮站应配备齐必要的工装设备，保证站修修车的质量，研 制钩缓拆装机被提到议事只程。按照上级要求，结台自身实际情况，拟自 行研制开发站修十项工装之的自行式液压钩缓拆装机。 拟研制的自行式液压钩缓拆装机应能完成整套钩缓装置的拆装，满足 技术规程规定的拆装工艺要求，能够改进原有的作业手段，减轻职工劳动 强度，提高站修职工钩缓拆装作业的工作效率和劳动生产率；该装置应移 动方便，能够灵活进入车体下进行操作；该装置应结构紧凑、操作方便、 使用灵活、安全可靠：该装置应能够保证修车质量，满足生产需要；还应 具有明显的经济效益和满足节能、环保要求。 铁路几次捉速后面临着系列技术问题需要跟迸解决，必然迎来铁路 产业技术革命。尤其铁路工装现代化更是势在必行。现在拟开发的自行式 液压钩缓拆装机，必将使车辆钩缓拆装实现机械化，满足铁路现代化提速 的需要。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第8 页 第2 章钩缓拆装工艺及自行式液压钩缓拆 装机总体方案 2 1 对自行式钩缓拆装机的总体要求 根据车辆车钩缓冲装置站修规则，技术要求如下【5 】： 6 6 1 车钩钩头、钩尾扁销螺栓分解检查，一其他部分外观检查； 6 6 1 1 钩头内部清扫，各配件有裂纹、变形时更换。组装时各磨耗部给 油，组装后试验车钩三念作用及防跳作用须良好。钩舌与钩腕内侧距离： 闭锁位置不大于1 3 3 r a m ，全开位置不大于2 4 8 m m 。 6 6 1 2 钩舌与上钩耳的间隙不大于1 0 m m ，超过时可在下钩耳上部加垫圈 调整。 6 6 1 3 钩舌销与钩耳i l 或钩舌销孔之间隙：1 3 号车钩不大于7 m m ，其它 型车钩不大于5 r a m ，钩耳孔、钩舌销孔衬套裂损时更换。 6 6 1 4 钩提杆弯曲调修，钩提杆链松余量为3 0 4 5m m ，下作用车钩钩提 杆与钩提杆座凹槽间隙不大于3m m ，钩提杆座螺栓不得松动。 6 6 1 5 下作用车钩上孔盖丢失时添补。 6 6 1 6 车钩中心高度为8 5 0 8 9 0m m ，守车为8 6 0 8 8 0m m 。 6 6 1 7 车钩、钩舌、钩尾框有横裂纹时更换。冲击座裂损时更换，有裂 纹时焊修。 6 6 1 8 钩身弯曲大于1 3m m ，钩身下面磨耗大于7f i l m 时更换。钩身上部 与冲击座之间隙小于8m m 时调整。 6 6 1 9 钩体托粱弯曲大于8i t i i t i 时调修或更换，螺拴须紧固并有背母和开 口销。 6 6 1 1 0 钩尾扁销螺栓有裂纹或磨耗后直径小于1 8m m 时更换。钩尾扁销 螺栓须为方头螺栓，组装时须紧固并有弹簧垫圈和开1 2 1 销。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第9 页 6 6 2 缓冲装置外观检查须符合下列要求： 6 6 2 1 3 号缓冲器钢板弹簧( 瓦片簧) 折损：一组超过2 片，两组共 超过3 片后时更换。 6 6 2 2 2 号缓冲器弹簧盒后弯角处裂纹圆周超过l 4 ，3 号缓冲器、橡 胶缓冲器及其它缓冲器箱体裂损更换。 6 6 2 3 2 号缓冲器与从板间隙大于2 5m m 时更换。 6 6 2 4 钩尾框托板、磨耗板齐全，螺栓须紧固并应有背母或弹簧垫圈， 从板裂损更换。 从上述6 6 1 、6 6 ，1 ，7 、6 6 】8 、6 6 1 1 0 、6 6 2 1 等条款的检修技术 要求中均需要整体拆装钩缓装置，这些要求作为车钩缓冲装置站修程原则 必须按照规定完成。完成这些任务，需要频繁整套拆装钩缓装置，劳动强 度很大。为此，经查阅了大量的技术资料，并对其它车辆段站修钩缓装置 检修现状进行了调研，其结果几乎全是依靠人工和简单机械来完成的。这 种作业方式安全性差，并且劳动强度大，拆装工作时间长。针对这些问题， 我们确定研制的拆装机，应满足以下条件： 1 、货车车钩加缓冲器自重5 0 0 一7 0 0 公斤，在拆装过程中，稍有不慎， 就有可能滑落伤及作业人员，所以该机的设计必须性能稳定、安全可靠。 2 、在钩缓装置拆装作业是在货车底部的有限空间中完成的，所以必 须结构紧凑，移动灵活，操作方便，能够灵活进入车体下进行操作。 3 、生产效率要高，操作方便灵活。 4 、满足技术规程规定的拆装工艺要求，能够改进原有的作业手段， 减轻职工劳动强度，提高站修职工钩缓拆装作业的工作效率和劳动生产 章。 5 、该装置应能够保证修车质量，满足生产需要；还应具有明显的经 济效益和满足节能、环保要求。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 0 页 2 2 自行式液压钩缓拆装机的总体方案 完成规定检修程序，初步方案有机械传动式、气体传动式和电控液压 式。 通过调查分析，机械传动时结构复杂，外形尺寸较大：气动式在一定 的外形尺寸限制下压力就显不足，拆卸力小，因此研制该设备排除了机械 传动和气体传动的方案，决定采用液压传动技术，理由如下： l 、液压传动装置的质量一功率比低，在输出同等功率的条件下，体 积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、动态性能好。 2 、液压传动装置的控制调节简单，操纵方便，易实现较复杂的自动 工作循环。布局方便灵活，可随拆装机的需要，借助油管方便灵活地布置 各种元件，受限制程度小。 3 、易于实现过载保护。借助溢流阀等液压元件实现过载自动保护。 4 、运转平稳可靠，液压元件能自行润滑，使用寿命长。 5 、输出力调整简单、准确。用压力控制阀来控制压力，容易控制执 行部分的输出力。 6 、液压元件已经实现标准化、系列化和通用化，设计制造和使用都 比较方便。液压元件的排列也具有较大的机动性。 通过控制电磁换向阀分别使各部油缸动作，实现钩缓装置的拆装作 业。其中控制托架液压缸和托架，可将钩缓装置支起，托车钩液压缸可将 钩头托起，然后用手动可调爪钩卡住钩尾框，通过控制高压卸钩液压缸施 压，将钩缓装置从丛板座中拉出，达到拆卸钩缓装置的作用，反之将钩缓 装置托起后，人工将钩缓装置紧固，实现钩缓装置的组装。 2 2 1 主要结构与组成 按照拆装机总体方案和要求，其主要组成见图2 1 。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 l 页 图2 1自行式液压钩缓拆装机组成示意图 1 一拖车钩液压缸2 一控制箱3 一控制面板4 一离合器手柄 5 一卸钩液压缸6 一爪钩7 一变速箱 该拆装机主要应有电气控制部分( 控制箱) 、变速箱、拆装作业部分、 走行部分四个部分组成。 2 2 1 1 控制箱 控制箱内安装有电机、油泵、各种电磁换向阀、溢流阀等，控制面板 上有电源开关、压力表，各种控制按钮和压力调节阀等。 2 2 1 2 变速箱 变速箱应设计按放在拆装机的前半部分，内有液压马达、变速齿轮机 构，传动轴、离合器等装置，通过操纵，实现拆装机在车辆车钩下部自如 移动。 2 2 1 3 拆装部分 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 2 页 拆装部分设计成由4 条液压缸组成，包括2 条卸钩油缸、l 条托架油 缸和托车钩油缸。前部拆装部分可通过由双级双作用托架液压缸进行升 降，包括托架、可调抓钩、两个同步单级卸钩液压缸，后部有托车钩双级 双作用液压缸，拆卸钩缓装置时，先将托车钩液压缸升起，托住车钩，再 将托架项起，利用可调卡爪卡住钩尾框，用高压缸将钩缓装置拆下。组装 时方法基本相同。 2 2 1 4 走行部分 走行部分主要应考虑工作场地的局限性和复杂性。应有手推底盘，油 箱、小车轮、双向作用横移油缸、横移轮等部分组成。可以横向移动、纵 向移动，方便对位。 2 2 2 主要功能 2 2 2 ，1 行走、移动 ( 1 ) 手推行走：底盘设计采用了四个驱动轮，其中前面两个为固定 式，后面两个驱动轮可进行转向，在后部还安装有手推把，作业前，可方 便地进行行走，移动到作业现场。 ( 2 ) 电动行走：由于手推行走较笨拙、费力，还专门设计一套蜗轮 变速机构，通过液压马达经过两级变速，驱动两前轮自动行走，速度初定 为1 r r d m i n 左右。 ( 3 ) 横行移动：由于该机在车体下面作业时不容易对准位置，需要 横向对位移动，因此还应设计有横向移动机构，确定位置。 2 2 2 2 拆卸钩缓装置 拆卸钩缓装置时，先将该车移动到车体下面。对准钩缓装置，然后操 作油缸上升按钮，通过电磁阀控制由高压油泵供给的液压油经过溢流阀、 调压阀进入托车钩油缸和托架油缸，使其升起，托住钩缓装置，用电动扳 手将缓冲托板螺丝拧下后，再用可调爪钩卡住钩尾框，利用卸钩液压缸将 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 3 页 钩缓装置拉下，平稳放在托架上，然后移动钩缓车，将钩缓装置移出车体 外，完成钩缓装置的拆卸作业。 2 2 2 3 安装钩缓装置 将放有钩缓装置的钩缓拆装机平稳移动到车体下面后，启动按钮，使 托车钩油缸和托架油缸升起，将钩缓装置顶到位，然后安放缓冲托板，迸 行紧固后，即可移出该车，完成钩缓装置的安装，必须达到工艺要求。 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 4 页 第3 章自行式液压钩缓拆装机受力分析及 参数设计 3 1 钩缓装置的压力分析 车辆在运行过程中，由于列车的起动、停车、速度改变等原因，车辆 之间会频繁地承受着相互的冲击。车辆冲击时所产生的能量，被缓冲器压 缩变形、车体变形、车辆运动速度的改变和货物的相对位移吸收。车辆的 冲击可分为两个阶段：缓冲器行程全压缩前称为弹性冲击阶段，冲击能量 主要被缓冲器所接受：缓冲器全压缩行程以后称为刚性冲击阶段，这时的 能量主要消耗于车体变形，在一定的冲击能量条件下，缓冲器在全压缩行 程中吸收的能量愈小，车辆变形吸收的能量愈多，车辆变形也愈大。 因此，有必要先分析缓冲器在全压缩过程中所吸收的能量。 3 1 1 车辆在冲击时的动能 缓冲器在全压缩过程中所吸收的能量( 即所做的功) 即为缓冲器的容 量。 当一辆重为w ，的车辆以一定的速度v t 向另一辆重为w2 、速度为v2 的车 辆冲击，冲击后两车的菇同速度为vc 。根据能量守恒定律得 州i v 卜w2 v 2 2 ) _ 1 2 9 2 州l + w2 ) v ：去g + e ( 3 - 1 ) 2 ( w 】v j + w2 v 2 ) 土：( w 】+ w 。) v 。土( 3 - 2 ) gg 式中 e 一两车冲击端缓冲器所吸收能量： g 一重力加速度。 两式消去vc 可得缓冲器吸收能量 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第l5 页 其中睨一一相当重量 v 2 v l v ， 其中v 一相当冲击速度 式( 3 ) 可改写成 e ：土阮矿2 2 9 当车辆重量相等时( w = w i = w 2 ) ，缓冲器能量也相同( e = 2 a ) ，则 a = j ( 等昀 ( 3 _ 式中a 为一个缓冲器的容量。 图3 1 为2 号、3 号缓冲器的挠力特性曲线。 压 鳙 力 t k n ， 图3 12 号、3 号缓冲器的挠力特性曲线 舄器 一i 冶 毗 肛 令 西南交通大学工程硕士研究生学位论文第1 6 页 图中o a 为增载时的特性曲线，o b a 为卸荷时的特性曲线。o a 至水平 坐标间的面积就相当于缓冲器的最大容量值。o a b o 的面积代表缓冲器能 量吸收的功能。从图3 一l 看出，代表缓冲器容量的两块面积，近似为个 三角形的面积。 三角形的底边就是缓冲器行程，而高即为缓冲器的最大压缩力。故 缓冲器的容量实为缓冲器最大压缩力和行程乘积的i 2