(南車戚墅堰機車有限公司， 江蘇 常州　213011)

引言

機車輪對是機車上的重要走行部件，機車輪對正反壓試驗機是用于鐵路機車輪對進(jìn)行正反壓試驗的專用裝備，適用于DF8B、DF4、DF8、DF7G機車輪對反壓檢驗，HXN5B機車輪對正壓檢驗。該裝備由機械部分、液壓系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，其中機械部分包含底座、支撐小車、正反壓擋板、過渡支承，完成對各車型機車輪對的正反壓試驗及相應(yīng)的曲線記錄、存儲及輸出功能。

1　機車輪對正反壓試驗機主要技術(shù)參數(shù)

適用輪對：適用DF4、DF8、DF8B、HXN5B、DF7G輪對的正反壓試驗。

液壓系統(tǒng)額定壓力：25 MPa；

油缸直徑：320 mm；

快進(jìn)速度：20 mm/s；

工進(jìn)速度：0～10 mm/s；

到指定噸位升壓時間不少于：(25±3) s；

到指定噸位升壓速度不大于：(5～8) t/s。

試驗壓力：(0～200) t(可調(diào))，DF8B輪對反壓力139 t，DF4輪對反壓力200 t，DF8輪對反壓力160 t，DF7G輪對反壓力140 t，HXN5B輪對正壓力127 t。

2　機車輪對正反壓試驗機結(jié)構(gòu)及其工作原理

該裝備為整體底座，焊接結(jié)構(gòu)，剛性好。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

其工作原理是通過油缸的施壓來實現(xiàn)輪對的正壓或反壓試驗，以左側(cè)車輪為例，先將輪對吊至兩個支撐小車上，當(dāng)左側(cè)輪對需要正壓試驗時，通過正壓擋板將車輪擋住，啟動右工作油缸，以活塞桿施壓車輪軸，實現(xiàn)輪對的正壓試驗；同樣，當(dāng)需要反壓試驗時，通過反壓擋板擋住左邊車輪，啟動左工作油缸，以活塞桿施壓車輪軸，實現(xiàn)輪對的反壓試驗。為使裝備具有通用性，增加了可移動過渡支承。各車型輪對的試驗壓力是通過與油缸無桿腔連接的壓力傳感器設(shè)定控制，油缸的工作行程通過位移傳感器控制。 單側(cè)輪對試驗3次，每次之間時間間隔3 s，每次保壓10 s， 試驗完成自動打印曲線。如果每次試驗保壓時油缸無桿腔壓力無波動，即都保持車輪不在車軸上移動，輪對檢驗合格，反之不合格。右側(cè)車輪的正反壓試驗同左側(cè)一致。該機車輪對正反壓試驗機的特點：

圖1　機車輪對正反壓試驗機總裝圖

(1) 雙端都可正反壓檢測，工件無需調(diào)頭，方便操作，縮短工作時間。裝備具有互鎖功能，避免兩側(cè)油缸同時動作；

(2) 可調(diào)節(jié)支撐小車保證試驗時車軸軸線與機構(gòu)中心線在同一直線上；

(3) 具備軸頸保護(hù)功能，出現(xiàn)異常情況時，能自動提示并停止，防止軸頸墩粗或壓傷；

(4) 車輪型號改變時，只須必要的簡單操作，無需更換工裝，輪型轉(zhuǎn)換調(diào)整方便；

(5) 配套微機控制系統(tǒng)，系統(tǒng)能預(yù)設(shè)各個車型的試驗參數(shù)并能保存；

(6) 自動控制輪對正反壓的快進(jìn)和工進(jìn)速度，能夠采用自動和手動方式完成正反壓試驗；

(7) 試驗相關(guān)數(shù)據(jù)通過位移和壓力傳感器輸送到工控機，實時顯示正反壓試驗過程及曲線記錄，試驗軌跡自動跟蹤、圖形顯示并計算機自動跟蹤打印。

3　液壓系統(tǒng)分析

輪對正反壓試驗機液壓系統(tǒng)是為試驗機工作油缸提供動力源的系統(tǒng)。該液壓系統(tǒng)主要由油箱裝置(含其附件：液位控制計、電接點溫度計、空氣濾清器、液位液溫計、放油閥等)、高低壓油泵電機組、控制閥塊(含電磁卸荷閥、溢流閥、疊加閥組等)、壓力傳感器、壓力油路過濾器等組成(系統(tǒng)原理圖見圖2)。系統(tǒng)主要參數(shù)為：最高工作壓力為28 MPa，額定高壓工作壓力為25 MPa，高壓工作流量為9.6 L/min，額定低壓工作壓力為4 MPa，低壓工作流量為95 L/min。

液壓系統(tǒng)通過向工作油缸的無桿腔提供具有一定壓力和流量的液壓油，推動油缸的活塞桿前進(jìn)，向輪對軸施壓，進(jìn)行試驗。

1) 油箱裝置

油箱在液壓系統(tǒng)中主要功用是儲存系統(tǒng)所需的足夠油液、散發(fā)熱量、逸出溶解在油液中的空氣及沉淀污物。本系統(tǒng)油箱采用分離式結(jié)構(gòu)，尺寸為1600 mm×960 mm×650 mm，材料是碳鋼Q235-A。

圖2　液壓系統(tǒng)原理圖

(1) 油箱液位的控制：在油箱上設(shè)置了一個液位控制計4，監(jiān)視油箱里液位高度，液位過高或過低時都聲光報警，使油泵電機不能啟動。只有液位高度距油箱頂部在100～350 mm之間時，油泵電機才能正常啟動；

(2) 油箱油溫的控制：為保證油液正常工作溫度在20～65 ℃，在油箱上設(shè)置了一個電接點溫度計5，監(jiān)視油箱里油液溫度。油溫高于55 ℃時，風(fēng)冷器21的電機啟動，風(fēng)冷器開始工作；油溫低于40 ℃時，風(fēng)冷器電機停止工作。

2) 油泵電機組

本系統(tǒng)采用雙泵供油，以實現(xiàn)工作油缸快速和慢速運動。

(1) 低壓油泵電機組：該泵組為低壓大流量泵組，油泵采用的是派克丹尼遜定量葉片泵11，型號為T6D-031-1R02-B1，額定工作壓力21 MPa，排量為97.9 mL/r。電機采用的是型號為Y160M-6B5，額定功率為7.5 kW，額定轉(zhuǎn)速為970 r/min的Y系列電機，本泵組采用立式安裝。為防止葉片泵吸入雜質(zhì)，在泵的吸油口安裝有吸油過濾器9；

(2) 高壓油泵電機組：該泵組為高壓小流量泵組，油泵采用的是力士樂變量柱塞泵8，型號為A10VSO10 DR/52R-PPA14，最高工作壓力28 MPa，額定工作壓力25 MPa，排量為10 mL/r。電機采用的是型號為Y132M2-6B5，額定功率為5.5 kW，額定轉(zhuǎn)速為960 r/min的Y系列電機，本泵組也采用立式安裝。為防止柱塞泵吸入雜質(zhì)，在泵的吸油口安裝有吸油過濾器7。

3) 電磁卸荷閥

在葉片泵的出口安裝的是常閉式電磁卸荷閥13。電磁卸荷閥的設(shè)置壓力為4 MPa，通過壓力表14可觀測該設(shè)定值。在葉片泵啟動時，電磁卸荷閥的電磁鐵YV0斷電，葉片泵實現(xiàn)空載啟動，需工作時，電磁鐵YV0通電，葉片泵加載運行，可實現(xiàn)油缸快進(jìn)或快退。工作中油缸需工進(jìn)或工退時電磁卸荷閥的電磁鐵YV0斷電，葉片泵空載運行。

4) 溢流閥和單向節(jié)流閥

在柱塞泵的出口安裝的是直動式疊加溢流閥15、單向節(jié)流閥18和電磁換向閥17。溢流閥15的設(shè)置壓力為25 MPa，通過壓力表16可觀測該設(shè)定值。在柱塞泵啟動時，電磁換向閥17的電磁鐵YV1斷電，柱塞泵實現(xiàn)空載啟動，需工作時，電磁鐵YV1通電，柱塞泵加載運行，進(jìn)行壓力試驗。油缸的工進(jìn)或工退的速度以及到指定噸位的升壓速度可通過單向節(jié)流閥18調(diào)節(jié)。

5) 疊加閥組

兩組相同的疊加閥組中分別包括電液換向閥23，液控單向閥24，電磁球閥25，壓力繼電器26。以左閥組為例，電液換向閥23的作用是控制左油缸活塞桿伸出(電磁鐵YV2通電)或縮回(電磁鐵YV3通電)。液控單向閥24是為了實現(xiàn)左油缸無桿腔保壓。電磁球閥25是試驗結(jié)束后油缸瞬間卸荷使用的，以免保壓結(jié)束后電液換向閥23換向時對系統(tǒng)造成巨大沖擊，電磁球閥的電磁鐵YV6通電時，左油缸卸荷。壓力繼電器26的作用是監(jiān)測左油缸有桿腔的壓力，以判斷油缸是否回退到位，壓力繼電器SP1發(fā)訊，左油缸快退停止。

6) 壓力傳感器

壓力傳感器22的作用是監(jiān)測油缸無桿腔的壓力達(dá)到某車型輪對的試驗壓力時發(fā)出保壓信號，同時在保壓10 s的過程中實時監(jiān)測油缸無桿腔的壓力，以判斷試驗是否成功。

7) 壓力油路過濾器

為了將浸入系統(tǒng)的和系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的顆粒污染物清除，避免對液壓系統(tǒng)的閥類元件造成傷害，在壓力油路安裝了一個過濾精度為10 μm帶發(fā)訊裝置的高壓濾油器19。

4　結(jié)論

該通用輪對正反壓試驗機經(jīng)加工制作及現(xiàn)場安裝調(diào)試，滿足了各種車型輪對正反壓試驗要求，對類似裝備液壓系統(tǒng)的設(shè)計具有參考意義。

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