地鐵車輛落車旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備設(shè)計及分析

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722065

摘要：地鐵車輛轉(zhuǎn)向架回裝過程中，需要將復(fù)合彈簧頂入牽引梁內(nèi)，以保證中心銷與牽引梁的密切貼合。由于地鐵車輛牽引梁與中心銷安裝座之間未設(shè)置垂向止擋，所以在頂升復(fù)合彈簧過程中，牽引梁會隨著復(fù)合彈簧一同上升，無法順利的將復(fù)合彈簧頂入牽引梁內(nèi)，本文設(shè)計了一款旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備用來防止?fàn)恳焊S復(fù)合彈簧上升，該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，可以降低復(fù)合彈簧頂升工作的勞動強度，最后利用Solidworks建立其三維結(jié)構(gòu)模型。

關(guān)鍵詞：復(fù)合彈簧；牽引梁

在車輛落車過程中，如果沒有垂向止擋，牽引梁會隨著復(fù)合彈簧的頂升而跟隨上升，達不到將復(fù)合彈簧頂入牽引梁使其與中心銷密切貼合的效果，如果將固定長度的支撐體放置在中心銷安裝座與牽引梁之間，則在復(fù)合彈簧頂升完畢后，由于復(fù)合彈簧擠壓變形，中心銷安裝座與牽引梁會將支撐體緊緊夾住，造成支撐體難以取出[1]。而牽引梁與中心銷之間空間較為狹小，其他可升降設(shè)備的尺寸又難以滿足要求，其價格又過高。基于此種情況本文設(shè)計了一款旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備。

1 設(shè)計及分析

旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備的原理主要借鑒絲杠螺母傳動，結(jié)構(gòu)主要包含旋轉(zhuǎn)支撐體、旋轉(zhuǎn)體、單向推力棍子軸承、防護罩四部分。旋轉(zhuǎn)支撐體主要用來與牽引梁接觸，直接承擔(dān)載荷，旋轉(zhuǎn)體主要提供設(shè)備升降，單向推力球軸承主要用來承擔(dān)作用力及改變運動方式，防護罩主要用來防止推力軸承分離。

1.1 設(shè)計條件

根據(jù)地鐵車輛目前情況，動車整體重量約35t，拖車整體重量約30t，動車轉(zhuǎn)向架重量約6.9t，拖車轉(zhuǎn)向架重量約4.6t，所以動車車體重量約為22t，拖車車體重量約為21t，考慮旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備的通用性，將車體重量考慮為22t，則每個轉(zhuǎn)向架承載的重量約為11t。為保證頂升過程的平衡性和提高設(shè)備的可靠性，落車過程中每個轉(zhuǎn)向架采用2套旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備。每套設(shè)備分擔(dān)的重量為5.5t，選取6t。牽引梁與中心銷之間的垂直工作距離L1約為80cm，牽引梁與構(gòu)架兩側(cè)附加氣室的水平距離L2約為80cm。

綜上所述，旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備的最小承載力大于等于6t，最大尺寸小于等于80cm3。

1.3 底座尺寸

底座主要由單向推力球軸承構(gòu)成，由于推力軸承在本設(shè)備中主要承受壓力，在選取軸承時，主要選取其結(jié)構(gòu)尺寸及承載載荷，根據(jù)機械設(shè)計手冊單向推力球軸承參數(shù)表及設(shè)備旋轉(zhuǎn)體尺寸，選取軸承內(nèi)徑為40mm，12系列的單向推力球軸承。

2 三維模型建立

利用Solidworks分別建立支撐體、旋轉(zhuǎn)體、底座、防護罩三維模型，并對其進行裝配[3]，旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備底座的尺寸根據(jù)牽引梁的寬度和單向推力球軸承國標(biāo)來選取，滿足每個牽引梁可以存放兩個旋轉(zhuǎn)支撐體，旋轉(zhuǎn)體和支撐體尺寸根據(jù)上述計算進行確定；旋轉(zhuǎn)體滿足安裝單向推力球軸承的安裝、預(yù)留扳手操作空間及上述計算進行確定。

3 結(jié)論

本文通過設(shè)計一款結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，易于加工的旋轉(zhuǎn)頂升設(shè)備，滿足了落車時復(fù)合彈簧頂升過程中的工藝要求，最后利用Solidworks建立其三維結(jié)構(gòu)模型。

參考文獻：

[1]宴紅文，郭紅鋒.新型地鐵車輛轉(zhuǎn)向架研究[J].機車電傳動，2006（2）：3639.

[2]成大先，王德夫，姬奎生.機械設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[3]谷德橋，張瀟文，劉海見.Solidworks2011中文版快速入門實例教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

作者簡介：趙昆志（1990），男，研究方向：車輛架大修檢修工藝。