佟繼龍,陳立停
(遼寧省機(jī)械研究院有限公司,沈陽(yáng) 110032)
心盤(pán)是混鐵車(chē)車(chē)架和轉(zhuǎn)向架的聯(lián)接件,由上心盤(pán)、下心盤(pán)、心盤(pán)墊、心盤(pán)銷(xiāo)及心盤(pán)潤(rùn)滑系統(tǒng)組成。其功能是傳遞混鐵車(chē)運(yùn)載鐵水的重量,還要在混鐵車(chē)通過(guò)彎道時(shí)調(diào)整車(chē)廂與轉(zhuǎn)向架的水平角度變化誤差和垂直角度變化誤差。當(dāng)混鐵車(chē)在水平方向角度發(fā)生變化,上下心盤(pán)要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)混鐵車(chē)在垂直方向角度發(fā)生變化,上下心盤(pán)要發(fā)生偏斜。另外,混鐵車(chē)啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí),上下心盤(pán)要發(fā)生串動(dòng)。目前,使用的心盤(pán)有平面心盤(pán)、球面心盤(pán)兩種。
混鐵車(chē)平面心盤(pán)主要由上心盤(pán)、心盤(pán)墊、下心盤(pán)、中心銷(xiāo)、板銷(xiāo)等部分組成(圖1),心盤(pán)墊多采用自潤(rùn)滑材料或在下心盤(pán)增加手動(dòng)注油孔。
圖1 平面心盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
平面心盤(pán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工制造容易,方便使用和更換,成本較低?;扈F車(chē)在啟動(dòng)、停止和轉(zhuǎn)彎時(shí),上下心盤(pán)之間的壓強(qiáng)突然增加,潤(rùn)滑油難以進(jìn)入結(jié)合面,使平面心盤(pán)及心盤(pán)墊磨損嚴(yán)重,甚至產(chǎn)生膠合現(xiàn)象。
因此,為提高使用壽命,選擇心盤(pán)的中心盤(pán)墊材質(zhì)和加強(qiáng)潤(rùn)滑尤為重要。實(shí)際工作中要經(jīng)常檢測(cè),對(duì)已經(jīng)磨損的平面心盤(pán)或心盤(pán)墊及時(shí)更換。
目前國(guó)內(nèi)自潤(rùn)滑材料的廣泛應(yīng)用大大減少了平面心盤(pán)的自身?yè)p耗。因此在國(guó)內(nèi)多數(shù)的混鐵車(chē)都采用平面心盤(pán)結(jié)構(gòu)。
圖2 心盤(pán)墊為鑲嵌自潤(rùn)滑材料的球面心盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
混鐵車(chē)球面心盤(pán)主要有兩種:
(1)主要由上心盤(pán)、心盤(pán)墊、下心盤(pán)、中心銷(xiāo)、板銷(xiāo)等部分組成的球面心盤(pán)結(jié)構(gòu)(圖2),心盤(pán)墊多采用鑲嵌自潤(rùn)滑材料。
(2)只包含上心盤(pán)和下心盤(pán)的球面心盤(pán)結(jié)構(gòu),上下心盤(pán)在其結(jié)合面位置為自潤(rùn)滑材料(圖3)。
圖3 結(jié)合面為自潤(rùn)滑材料的球面心盤(pán)結(jié)構(gòu)圖
圖2中球面上心盤(pán)球面和球面心盤(pán)墊的球面相接觸,球面心盤(pán)墊放在平面下心盤(pán)上,固定螺栓把球面上心盤(pán)、平面下心盤(pán)、球面心盤(pán)墊連接在一起。圖3 球面上心盤(pán)球面和球面下心盤(pán)的球面相接觸,上下球面心盤(pán)結(jié)合面處有自潤(rùn)滑材料。
這兩種結(jié)構(gòu)方式心盤(pán)的接觸面均為球面,可以在任何方向發(fā)生偏移角度。因此,當(dāng)球面上心盤(pán)發(fā)生少量的偏斜,球面上心盤(pán)與球面心盤(pán)墊(球面下心盤(pán))之間的受力都是均勻的,不會(huì)因局部受力大而產(chǎn)生變形,可改善心盤(pán)受力狀況,減小心盤(pán)的磨損,延長(zhǎng)心盤(pán)的使用壽命。
球面心盤(pán)對(duì)加工精度要求較高,若制造精度不夠,將造成心盤(pán)或心盤(pán)墊嚴(yán)重磨損(圖4、圖5),嚴(yán)重的甚至將影響混鐵車(chē)轉(zhuǎn)彎,導(dǎo)致混鐵車(chē)脫軌。因球面心盤(pán)需要專(zhuān)業(yè)的軸承生產(chǎn)廠家加工方可保證加工精度,因此制作費(fèi)用是普通平面心盤(pán)的100 倍以上。
圖4 球面心盤(pán)墊磨損
圖5 平面心盤(pán)磨損
心盤(pán)是混鐵車(chē)安全可靠運(yùn)行的重要部件。與平面心盤(pán)相比,球面心盤(pán)在結(jié)構(gòu)和受力上有優(yōu)勢(shì),但是受加工精度和生產(chǎn)成本限制,平面心盤(pán)應(yīng)用更為廣泛。隨著制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,加工精度不斷提高和制造成本的不斷降低,相信球面心盤(pán)將廣泛應(yīng)用于混鐵車(chē)上。
[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三卷)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.
[2]張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,1997.