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基于翻车机在适应C80火车机械结构改造的前期分析和后续改造探究

作者:2017-06-19 16:24阅读:文章来源:未知
  C80车型的载荷量达到了80t,这个数值决定了其在进行接卸时翻车机需要具有足够的动力进行翻卸工作,在火车运输中,原有的运货车载荷量多为70t以下,其翻车机主要适用于C70以下的车型。为了保证运输接卸的顺利进行,就需要依照C80车型的需要对翻车机进行改造,根据其工艺的特点,需要对其结构改造进行严谨的研究与分析,并在改造之后进行后续改造,保证其在实际的C80火车运输中的接卸功能,从而减轻铁路运输的压力。
  1 翻车机适应C80火车机械结构改造的前期分析和研究
  1.1 翻车机配重和翻车机电机驱动力矩的分析研究。用CATIA画出翻车机的三维图形,测量重心参数用CATIA画出翻车机的三维图,画出端环、开端压车器、闭端两侧压车器、闭端中间压车器1、闭端中间压车器2、靠车板、加高小靠车板、压车器液压缸、靠车板液压缸、两侧平台、主平台梁、南侧平台、开端箱型梁、闭端箱型梁、液压站、平台轨道、中间液压管桥架和上机电缆桥架零件图,画出零件图的时候,必须注意如果有些零部件的密度不是钢的密度,就需要单独画一个几何体,这样才可以单独赋予材料特性。装配这些零件图,组成翻车机组件,给这些零件加上材料特性,压车器胶皮需要单独赋予rubber的材料特性,翻车机端环里的配重需要单独赋予concrete的材料特性,翻车机液压站油箱里的液压油需要单独赋予water的材料特性,翻车机其它的钢结构都赋予steel的材料特性。
  1.2 作业工艺的更新。由于原翻车机系统作业工艺属于摘钩作业工艺,工艺流程中存在摘钩人员摘钩确认、翻控操作人员推车机落臂动作指令输出、翻车机翻车动作指令输出等多处工艺流程断点。这些工艺流程断点不但增加了作业循环所需的时间,严重影响了作业效率,而且还会增加设备的能耗。C80型敞车具备不摘钩作业的条件,所以需要对原作业工艺进行更新,改造为无人干扰的旋转钩作业工艺。1.3 定位车首节落臂。在摘钩作业工艺中,不存在定位车首节落臂的问题,只需要操作人员通过视频监控系统手动启动定位车寻找合适的落臂位置即可。改造为无人干扰的旋转钩作业工艺后,定位车根据作业指令需要自动寻找首节落臂位置,因而首节落臂作业相对复杂,安全系数要求相对较高。
  1.4 定位车寻钩。在摘钩作业工艺中,不存在定位车寻钩的问题,只需按照可编程序控制器(PLC)程序设计返回到上一次的落臂位置即可。在旋转钩作业工艺中,定位车的落臂位置被限制在两节车厢之间的钩头或两节车厢的连接杆处,所以需要进行定位车寻钩作业,而且这一作业的控制精度需要达到厘米级。
  1.5 翻车机压车器信号检测。C80型敞车比C70型车高304mm,比C64型车高452mm,所以压车器的打开角度控制范围需要根据C80型敞车进行控制调整。调整以后,压车器的各个信号检测保护装置同样需要进行改造,这样才能满足作业要求。
  1.6 定位车平台定位。C80型敞车比C70型车短1726mm,比C64型车短1438mm,而目前的翻车机系统中主平台长度为24m,延伸平台长度为1.7m,在翻卸C80型敞车时需要将延伸平台与主平台分离,所以需要对主平台与延伸平台之间的检测保护装置进行调整与改造。原翻车机平台上的两节车是靠推车机牵引定位的,定位控制精度要求相对不高,一般为0~350mm。改造为旋转钩作业工艺后,平台上的两节车与地面上的车仍是连接在一起的,很容易发生车与平台或车与地面混凝土的碰撞事故,所以对平台定位控制精度的要求相对较高,一般为0~100mm。
  1.7 漏斗积煤检测。翻车机系统中有五个漏斗,并列分布于翻车机平台的下方,由于C80型敞车较C64型和C70型车短且高,因而在翻车机翻卸C80型敞车后,车内的煤炭主要被翻卸在中间的三个漏斗内,会造成中间的三个漏斗煤炭过多,而两端的两个漏斗内煤炭较少的情况。这一情况可能导致皮带给料系统出现给料不稳,导致皮带跑偏、洒煤等问题。此外,翻车机平台下方安装有液压系统的管道和阀门,漏斗内积煤过多,会对液压管道、阀门等部件产生额外的磨损。
  2 翻车机适应C80火车机械结构改造的后续改造
  2.1 翻车机入端靠车板铰点之间的箱型梁焊缝加固改造。根据研究发现翻车机在进行适应C80车型改造后入端部分的箱型梁边缘的焊缝易产生开裂的情况,因此在进行后续改造时,需要研究焊缝开焊的裂口的形成特点,分析其在实际的情况中所承受的作用力,根据其受力状态进行加固工作。一般改造的翻车机入端箱型梁焊缝及腹板撕裂主要的原因是由于C80车型的增压,并且其应变能力不足,抗弯能力较低所造成开裂情况。加固方案:1)贴着原腹板,再焊接两块厚12毫米的Q345钢板。2)在翼缘板上表面,沿着原腹板的方向,焊接两块厚12毫米的Q345钢板。
  2.2 为保护翻车机压车器头部联接板固定螺栓进行加固改造。翻车机入端平台高强螺栓断裂也是在其机械结构改造后常发的状况,高强螺栓在设备运行时会承受一定的工作载荷,通常使用的高强螺栓适应C70以下的车型所产生的工作载荷,其所产生的作用力及剪力都在一定的范围内,而没有经过改造的螺栓因承受过大的载荷经常出现断裂的情况。为了保证翻车机的运行,需要对螺栓进行改造,其主要应用特点是将高强螺栓所受的工作载荷分担出去,减少其运行时所受到的剪力,在每个压车器头部联接板上方竖直焊接2个厚20mm材料为Q345的筋板。压车器头部钢结构在受到工作载荷之后,原来压车器头部联接板高强螺栓所受到的部分剪力通过焊缝传递到保护压车器头部联接板高强螺栓的筋板上,这样高强螺栓所受到的载荷就减小了,保证了高强螺栓的安全。
  目前翻车机的改造大多数是将应用于C70车型翻卸的翻车机改装成可以翻卸C80车型的翻卸设备。接卸80t载荷的翻车机的改装成功使我国铁路运输行业有了进一步的发展。翻车机的类型有很多,例如俄式O型翻车机、CD78翻车机等。在翻车机的改装与使用时,需要根据翻车机的型号及相关的要求进行分析及改造,并保证其焊接筋板的牢固性,避免出现断裂的问题,从而保证改造过的翻车机可以适用C80车型的工作环境。
 

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