宋永興，付 勇

(1.西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710600;2.齊齊哈爾軌道交通裝備有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161002)

1 概述

隨著國(guó)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(jīng)濟(jì)的騰飛發(fā)展和大開發(fā)建設(shè)，中國(guó)鐵路承擔(dān)著日益增大的大型特種貨物的運(yùn)輸。為落實(shí)科學(xué)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(guó)家 863計(jì)劃引進(jìn)超超臨界機(jī)組技術(shù)，國(guó)內(nèi)幾家大型電機(jī)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(jī)組—1000 MW發(fā)電機(jī)組。其中發(fā)電機(jī)定子自重約為 360 t(含裝載加固重量)，現(xiàn)有鐵路車輛無法滿足運(yùn)輸需要。為提高鐵路在大件貨物運(yùn)輸市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，某軌道交通裝備有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)、開發(fā)了適應(yīng)運(yùn)輸 1000MW發(fā)電機(jī)定子運(yùn)輸專用凹底特種貨車。

2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為便捷裝卸貨物，減少整備時(shí)間，該車采用全液壓驅(qū)動(dòng)的方式，所有動(dòng)作的完成均由執(zhí)行元件——液壓油缸的伸、縮完成。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分借鑒成熟結(jié)構(gòu)，先進(jìn)技術(shù)。液壓系統(tǒng)原理如圖 1所示，主要由管系、油缸、液壓泵站組成，系統(tǒng)的額定工作壓力為 35 MPa。采用手動(dòng)比例控制方式。液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源為柴油機(jī)。

2.1 原理介紹

系統(tǒng)采用定量柱塞泵，通過操作泵站內(nèi)的手柄，輸出流量也相應(yīng)成比例變化，從而實(shí)現(xiàn)油缸伸、縮速度的無級(jí)控制。根據(jù)該車的功能的不同，分為旁承油缸油路系統(tǒng)、側(cè)移油缸油路系統(tǒng)及導(dǎo)向油缸油路系統(tǒng)。

圖1 液壓系統(tǒng)原理圖

2.2 油路介紹

1)旁承油缸油路系統(tǒng)

旁承油缸油路系統(tǒng)由旁承油缸、液壓?jiǎn)蜗蜷y、截止閥相應(yīng)的油路的 PSL閥組成。同側(cè)縱向旁承油路須連通。

通過操作泵站內(nèi)的旁承油路手柄，可實(shí)現(xiàn)旁承油缸的伸、縮。液控單向閥的作用使工作機(jī)構(gòu)在任意位置停止后，關(guān)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(yùn)輸前須在平直線調(diào)整壓力，最佳調(diào)定壓力為 0.5～2 MPa，因貨物偏載等因素，其最大調(diào)定壓力不得大于 4 MPa;空車調(diào)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(cè)移油缸油路系統(tǒng)

側(cè)移油缸油路系統(tǒng)由支撐油缸、液壓鎖及相應(yīng)的油路的 PSL閥組成。

通過操作泵站內(nèi)的相應(yīng)操縱手柄，可實(shí)現(xiàn)側(cè)移油缸的伸、縮。

液壓鎖的作用是使側(cè)移油缸在任意位置停止后，關(guān)閉其 2個(gè)油路的流通，鎖緊系統(tǒng)并避免在外力下伸、縮。

3)導(dǎo)向油缸油路系統(tǒng)

導(dǎo)向油缸油路系統(tǒng)由支撐油缸、液壓鎖及相應(yīng)的油路的 PSL閥組成。

通過操作泵站室內(nèi)的相應(yīng)操縱手柄，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向油缸的伸、縮。

液壓鎖的作用是使導(dǎo)向油缸在任意位置停止后，關(guān)閉導(dǎo)向油缸的 2個(gè)油路的流通，鎖緊系統(tǒng)并避免導(dǎo)向油缸在外界影響下伸、縮。

4)手動(dòng)泵油路

手動(dòng)泵油路系統(tǒng)同上。在應(yīng)急及調(diào)整旁承油路壓力時(shí)使用手動(dòng)泵，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。

2.3 管系

采用卡套式無焊接管接頭，鋼管內(nèi)部采用無氧化處理，從而保證了系統(tǒng)的清潔度。

2.4 油缸

液壓油缸為該系統(tǒng)的執(zhí)行元件，全車共 10個(gè)液壓油缸，采用耐低溫的進(jìn)口密封件，能適應(yīng) -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(gè)。缸徑和桿徑分別為 φ220mm和 φ200mm，油缸行程 -30～+30mm。同側(cè)的兩個(gè)旁承油缸油路相連，利用密封液體內(nèi)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(shí)車體所受的扭轉(zhuǎn)力，從而改善凹底架的受力狀態(tài)。

2)側(cè)移油缸

側(cè)移油缸為雙向油缸，全車共 2個(gè)。缸體安裝在大底架上，在使用側(cè)移油缸時(shí)，活塞桿與大底架移動(dòng)下心盤相連，通過油缸的伸、縮可推動(dòng)移動(dòng)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(dǎo)向油缸

導(dǎo)向油缸為雙向油缸，全車共 4個(gè)。缸體安裝在凹底架上，在使用導(dǎo)向油缸時(shí)，缸體插入大底架導(dǎo)向銷座內(nèi)起導(dǎo)向銷的作用，除作為水平面內(nèi)的回轉(zhuǎn)中心外，同時(shí)能縱向位移。油缸的缸徑和桿徑分別為 φ150 mm和 φ100 mm。

2.5 液壓泵站

液壓泵站采用集成化設(shè)計(jì)，為封閉式結(jié)構(gòu)，由柴油機(jī)、柱塞泵、液壓閥、濾油器、不銹鋼油箱等組合而成。為提高系統(tǒng)的可靠性，關(guān)鍵液壓件如：柴油機(jī)、柱塞泵、電動(dòng)機(jī)、比例多路閥均采用進(jìn)口產(chǎn)品。

2.6 液壓油

采用 15號(hào)航空液壓油，適應(yīng)我國(guó)幅員廣闊、溫差大的特點(diǎn)。

3 總結(jié)

(1)該車設(shè)有 3種(內(nèi) 、中、外)液壓導(dǎo)向裝置，提高了適應(yīng)鐵路線路、裝卸貨物場(chǎng)地的能力。

(2)應(yīng)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(guān)鍵液壓元件選用進(jìn)口產(chǎn)品，提高了系統(tǒng)的可靠性。

(4)采用成熟、先進(jìn)的比例控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了所有油缸動(dòng)作的的無級(jí)控制。

該車充分借鑒既有特種貨車的成熟結(jié)構(gòu)，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加合理，操作及維護(hù)保養(yǎng)更加人性化。該車的研制成功必將為我國(guó)重點(diǎn)工程的建設(shè)作出重要貢獻(xiàn)。

[1] 雷天覺.新編液壓工程手冊(cè)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2002.