车轴步进输送线结构优化设计

随着铁路系统的深化改革和生产力部局的调整，专业化集中修逐渐成为发展趋势。在铁路检修领域，机车、动车和地铁车辆转向架检修过程中，会拆解一定数量的车轴通过行车吊运方式或手推车方式运输到检修平台进行各种检查。由于车间条件所限，车轴检修还没有形成流水线作业，大多是采用手推车轴转运和行车吊运结合的方式进行流转作业，这种模式的车轴检修工艺过程十分不合理，作业效率低。随着高速铁路发展的需求，这种传统检修作业方式不能满足检修的需求，在此基础上国内开发了液压车轴步进输送线替代吊运方式，并将探伤、清洗和尺寸测量设备集中于流水线中，使工艺流程得到了优化，生产效率也得到了提高，实现了半自动化车轴检修过程。但是实际应用中又衍生出许多其他问题无法根除，诸如液压系统压力不稳定、泄漏和举升部分不同步等一系列问题。本文设计了一种电动式车轴步进输送线，彻底解决了液压式车轴输送线衍生的问题，实现了高效作业，大大降低了维护和运营成本，效果显著[1-5]。

1 液压式车轴步进输送线简介

液压式车轴步进输送线主要由步进机构、举升装置、举升旋转装置、液压系统和电气控制部分构成。其中，步进机构由齿轮和齿条组成，齿轮安装在电机输出端，驱动齿条与滑动配件固连在一起，电机驱动齿条向前移动一个间距，完成输送工作后退回初始位置；举升机构由液压举升缸和液压管组成，举升缸前端与带有U型座导向柱固定在一起，车轴放置在U型座内，液压系统提供动力升起作业；举升旋转机构由液压举升缸、旋转马达和液压管组成，举升缸前端与带液压马达和V型摩擦轮配件组固定在一起，车轴放置在V型摩擦轮内，液压系统提供动力到举升缸升起，再分配压力到旋转马达开始旋转。

1.1 液压式车轴步进输送线工作流程图

根据铁路检修规程和现有车轴检修工艺，设计的液压式车轴步进输送线工作流程图（如图1所示），研究表明这种柔性生产线实现了高效和高质量的车轴检修作业。因此，电动式车轴步进输送线仍采用此工作流程。

1.2 液压传动优缺点

1.2.1 优点

(1)液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是机械传动方式所不能比的突出优点。

(2)液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。

图1 车轴步进输送线工作流程

图2 车轴步进输送线优化设计总图

图3 举升装置图

图4 举升旋转装置

(3)功率重量比大：功率重量比是指其输出功率与其重量的比值。功率重量比大的设备即重量和体积较小而能输出较大的功率。

(4)易于实现往复运动：液压面对实现往复运动是最方便的，而电动机则须通过齿轮齿条等机构把旋转运动变成直线往复运动。

(5)易实现较大范围的无级变速：液压传动通过调节液体的流量就可以方便地实现无级变速，而且速比范围大。

(6)可实现快速而且无冲击的变速和换向：这是由于液压机构的功率重量比大，所以液压设备的惯性小，因此反应速度就快。

(7)易于防止过载事故：在液压传动中可以方便地用压力阀来控制系统的压力，从而防止过载，避免事故的发生，而且可以通过装在系统中的压力计来了解各处的工作情况和负载大小，而在机械传动中各处的负载大小就不易观察。

(8)自动润滑、元件寿命较长：液压传动中使用的介质大都为矿物油，它对液压部件产生润滑作用，因此液压元件有自润滑作用，其寿命就较长。

(9)易于实现标准化、系列化：各种液压系统都是由液压元件构成，因此对液压元件实现标准化、系列化，可大大提高生产效率，降低成本，提高产品质量。

1.2.2 缺点

（1）液压系统连接管路泄漏和液压缸内泄；

（2）液压系统受环境因素影响；

（3）液压系统效率低，发热大；

（4）液压系统工作噪音大；

（5）液压举升同步性差，易造成车轴滑落事故；

（6）远距离液压输送，压力损失大；

（7）液压油容易污染，影响系统稳定性；

（8）安装维护成本高；

（9）液压系统复杂，故障排除不易；

文章来源：《机械传动》 网址: http://www.jxcdzz.cn/qikandaodu/2021/0413/408.html