宋永興,付 勇
(1.西安鐵路職業(yè)技術學院,陜西 西安 710600;2.齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司,黑龍江 齊齊哈爾 161002)
隨著國家電力、冶金、化工、軍事工業(yè)的飛躍發(fā)展,大型裝備的需求與日俱增,隨著經濟的騰飛發(fā)展和大開發(fā)建設,中國鐵路承擔著日益增大的大型特種貨物的運輸。為落實科學發(fā)展觀,走可持續(xù)發(fā)展、節(jié)能型企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略,國家 863計劃引進超超臨界機組技術,國內幾家大型電機公司相繼開發(fā)了熱效率、發(fā)電煤耗和環(huán)保綜合性能最高的燃煤發(fā)電廠機組—1000 MW發(fā)電機組。其中發(fā)電機定子自重約為 360 t(含裝載加固重量),現有鐵路車輛無法滿足運輸需要。為提高鐵路在大件貨物運輸市場的競爭力,某軌道交通裝備有限責任公司設計、開發(fā)了適應運輸 1000MW發(fā)電機定子運輸專用凹底特種貨車。
為便捷裝卸貨物,減少整備時間,該車采用全液壓驅動的方式,所有動作的完成均由執(zhí)行元件——液壓油缸的伸、縮完成。液壓系統的設計充分借鑒成熟結構,先進技術。液壓系統原理如圖 1所示,主要由管系、油缸、液壓泵站組成,系統的額定工作壓力為 35 MPa。采用手動比例控制方式。液壓系統的動力源為柴油機。
系統采用定量柱塞泵,通過操作泵站內的手柄,輸出流量也相應成比例變化,從而實現油缸伸、縮速度的無級控制。根據該車的功能的不同,分為旁承油缸油路系統、側移油缸油路系統及導向油缸油路系統。
圖1 液壓系統原理圖
1)旁承油缸油路系統
旁承油缸油路系統由旁承油缸、液壓單向閥、截止閥相應的油路的 PSL閥組成。同側縱向旁承油路須連通。
通過操作泵站內的旁承油路手柄,可實現旁承油缸的伸、縮。液控單向閥的作用使工作機構在任意位置停止后,關閉旁承油缸無桿腔油路的流通。旁承油路的額定工作壓力為 8 MPa,重車運輸前須在平直線調整壓力,最佳調定壓力為 0.5~2 MPa,因貨物偏載等因素,其最大調定壓力不得大于 4 MPa;空車調定壓力須為 0.5~2 MPa。
在整車整備完畢后,須斷開旁承油路與泵站之間的連接軟管。
2)側移油缸油路系統
側移油缸油路系統由支撐油缸、液壓鎖及相應的油路的 PSL閥組成。
通過操作泵站內的相應操縱手柄,可實現側移油缸的伸、縮。
液壓鎖的作用是使側移油缸在任意位置停止后,關閉其 2個油路的流通,鎖緊系統并避免在外力下伸、縮。
3)導向油缸油路系統
導向油缸油路系統由支撐油缸、液壓鎖及相應的油路的 PSL閥組成。
通過操作泵站室內的相應操縱手柄,可實現導向油缸的伸、縮。
液壓鎖的作用是使導向油缸在任意位置停止后,關閉導向油缸的 2個油路的流通,鎖緊系統并避免導向油缸在外界影響下伸、縮。
4)手動泵油路
手動泵油路系統同上。在應急及調整旁承油路壓力時使用手動泵,進一步提高系統的可靠性。
采用卡套式無焊接管接頭,鋼管內部采用無氧化處理,從而保證了系統的清潔度。
液壓油缸為該系統的執(zhí)行元件,全車共 10個液壓油缸,采用耐低溫的進口密封件,能適應 -40℃~+70℃的環(huán)境溫度。
1)旁承油缸
旁承油缸為單向油缸,全車共 4個。缸徑和桿徑分別為 φ220mm和 φ200mm,油缸行程 -30~+30mm。同側的兩個旁承油缸油路相連,利用密封液體內的靜壓力處處相等的原理,旁承油缸承受均衡載荷,減少車輛在過緩和曲線時車體所受的扭轉力,從而改善凹底架的受力狀態(tài)。
2)側移油缸
側移油缸為雙向油缸,全車共 2個。缸體安裝在大底架上,在使用側移油缸時,活塞桿與大底架移動下心盤相連,通過油缸的伸、縮可推動移動心盤的左右滾移。油缸的缸徑和桿徑分別為 φ200mm和φ100mm,有效行程為 ±500mm。
3)導向油缸
導向油缸為雙向油缸,全車共 4個。缸體安裝在凹底架上,在使用導向油缸時,缸體插入大底架導向銷座內起導向銷的作用,除作為水平面內的回轉中心外,同時能縱向位移。油缸的缸徑和桿徑分別為 φ150 mm和 φ100 mm。
液壓泵站采用集成化設計,為封閉式結構,由柴油機、柱塞泵、液壓閥、濾油器、不銹鋼油箱等組合而成。為提高系統的可靠性,關鍵液壓件如:柴油機、柱塞泵、電動機、比例多路閥均采用進口產品。
采用 15號航空液壓油,適應我國幅員廣闊、溫差大的特點。
(1)該車設有 3種(內 、中、外)液壓導向裝置,提高了適應鐵路線路、裝卸貨物場地的能力。
(2)應用成熟的液壓縱向連通旁承裝置,有效改善車體的受力狀態(tài)。
(3)關鍵液壓元件選用進口產品,提高了系統的可靠性。
(4)采用成熟、先進的比例控制系統,實現了所有油缸動作的的無級控制。
該車充分借鑒既有特種貨車的成熟結構,液壓系統的設計更加合理,操作及維護保養(yǎng)更加人性化。該車的研制成功必將為我國重點工程的建設作出重要貢獻。
[1] 雷天覺.新編液壓工程手冊[M].北京:北京理工大學出版社,1998.
[2] 成大先.機械設計手冊[M].化學工業(yè)出版社,2002.