王飛 董玉欣 杜星杰

摘 要：本文介紹了研制鐵路敞車(chē)移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)的目的、下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及參數(shù)選擇，介紹了該裝置設(shè)計(jì)的思路和效果，實(shí)踐證明該裝置性能可靠，結(jié)構(gòu)合理，降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了在鐵路敞車(chē)檢修大庫(kù)內(nèi)下側(cè)門(mén)邊框整形的機(jī)械化作業(yè)。

關(guān)鍵詞：鐵路;下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī);研制

中圖分類(lèi)號(hào)：TG386.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）12-0098-02

1研制目的

根據(jù)鐵路敞車(chē)檢修大庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，運(yùn)煤敞車(chē)由于裝卸方式對(duì)車(chē)體造成損傷等原因，其車(chē)體上的下側(cè)門(mén)邊框存在凹凸、扭曲、卷邊等變形，導(dǎo)致下側(cè)門(mén)邊框與下側(cè)門(mén)間隙超出檢修標(biāo)準(zhǔn)。目前檢修大庫(kù)內(nèi)車(chē)體檢修作業(yè)時(shí)，通過(guò)移動(dòng)式車(chē)體整形機(jī)可以連同下側(cè)門(mén)一體調(diào)整一部分外凸變形，但大部分下側(cè)門(mén)邊框的變形，是靠乙炔火焰加熱后由人工采用簡(jiǎn)易長(zhǎng)桿卡鉗來(lái)回掰動(dòng)的方式大致解決，勞動(dòng)強(qiáng)度很大，作業(yè)效率較低。因此，依據(jù)敞車(chē)下側(cè)門(mén)邊框檢修作業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出機(jī)械化、移動(dòng)式，具有自動(dòng)液壓整形下側(cè)門(mén)邊框功能的移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)十分必要。

2原理與方案

2.1研制目標(biāo)

根據(jù)生產(chǎn)工藝要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，經(jīng)過(guò)我們深入實(shí)際的調(diào)查研究后，制定出以下研制目標(biāo)。（1）符合檢修規(guī)章、工藝要求，實(shí)現(xiàn)在檢修大庫(kù)內(nèi)，下側(cè)門(mén)邊框整形移動(dòng)式機(jī)械化;（2）該移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)，由單個(gè)操作者駕駛，通過(guò)操作桿，控制下側(cè)門(mén)托起頂升、調(diào)整整形平臺(tái)、下側(cè)門(mén)邊框液壓整形作業(yè)過(guò)程;（3）根據(jù)檢修大庫(kù)內(nèi)移動(dòng)作業(yè)特點(diǎn)和下側(cè)門(mén)邊框整形作業(yè)中的操作者的視線范圍，定制開(kāi)發(fā)一種電動(dòng)四向移動(dòng)作業(yè)平臺(tái);（4）在保證以上各項(xiàng)功能的前提下，采用合理機(jī)械結(jié)構(gòu)，保障機(jī)械性能的穩(wěn)定性、安全性。

2.2技術(shù)路線

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，下側(cè)門(mén)邊框上下兩邊有背焊型鋼結(jié)構(gòu)，基本無(wú)變形，左右兩側(cè)寬度20cm、厚度8cm的邊框有凹凸、扭曲、卷邊等嚴(yán)重變形。因此需要整形部位為左右兩邊框，擬采用一個(gè)整形液壓缸，通過(guò)導(dǎo)桿推動(dòng)前后兩塊活動(dòng)鉗口板，在兩塊鉗口板逐漸壓合的過(guò)程中，將邊框的變形部位整形完成。考慮邊框板材8mm厚度，每次整形的長(zhǎng)度范圍暫定300mm，通過(guò)調(diào)整平臺(tái)移動(dòng)，左右兩側(cè)邊框分別完成。

2.3設(shè)備結(jié)構(gòu)組成及功能特點(diǎn)

2.3.1移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)總體結(jié)構(gòu)描述

如圖1所示，移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)，包括電動(dòng)移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)、邊框整形裝置、調(diào)整平臺(tái)、電控液壓托舉下側(cè)門(mén)裝置、激光輔助對(duì)位裝置。邊框整形裝置安裝在調(diào)整平臺(tái)上端，調(diào)整平臺(tái)安裝在電動(dòng)移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)上。調(diào)整平臺(tái)用于帶動(dòng)邊框整形裝置水平位移。電控液壓托舉下側(cè)門(mén)裝置安裝在調(diào)整平臺(tái)上。電動(dòng)移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)具備上下升降、前后移動(dòng)對(duì)位、橫向移動(dòng)轉(zhuǎn)換作業(yè)位置等功能。

2.3.2移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形裝置的結(jié)構(gòu)描述

邊框整形裝置包括承載框架和貫穿承載框架并在承載框架上滑動(dòng)的導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿為4個(gè)，左右兩排對(duì)稱(chēng)分布，導(dǎo)向桿伸出承載框架一端固定有連接板，連接板偏向承載框架側(cè)面安裝有液壓驅(qū)動(dòng)裝置，所述液壓驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置有伸縮端，所述伸縮端與套裝在導(dǎo)向桿上的后整形鉗口板連接，驅(qū)動(dòng)裝置用于帶動(dòng)后整形鉗口板伸縮;所述導(dǎo)向桿伸出承載框架另一端固定有前整形鉗口板，所述前整形鉗口板和后整形鉗口板相對(duì)側(cè)面左右邊沿均設(shè)置有更換的鉗口條。

調(diào)整平臺(tái)包括底座和安裝在底座上的雙向移動(dòng)油缸，所述雙向移動(dòng)油缸的移動(dòng)端與所述承載框架的底端中部連接，所述底座設(shè)置有與承載框架的底端支腳所連接的滑塊配合的滑軌。導(dǎo)向桿與連接板通過(guò)螺栓固定連接，伸縮端與所述后整形鉗口板通過(guò)螺栓固定連接，導(dǎo)向桿與所述前整形鉗口板通過(guò)螺栓固定連接。

目前該移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形裝置已被授予實(shí)用新型專(zhuān)利權(quán)（專(zhuān)利號(hào)：201921677857.1）。

2.3.3移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

如上述，邊框整形裝置，采用整形鉗口驅(qū)動(dòng)裝置及鉗口浮動(dòng)開(kāi)合方式，通過(guò)導(dǎo)桿推動(dòng)前后兩塊活動(dòng)鉗口板，在兩塊鉗口板逐漸壓合的過(guò)程中，將邊框的變形部位整形完成。常規(guī)的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)伸縮端伸縮具有固定端，驅(qū)動(dòng)伸縮端單向伸出時(shí)，產(chǎn)生的推動(dòng)力不可調(diào)節(jié)，若應(yīng)用到本裝置驅(qū)動(dòng)整形鉗口板，力度較大時(shí)可能對(duì)貨車(chē)車(chē)體產(chǎn)生推動(dòng)力，不利于貨車(chē)檢修時(shí)的安全操作;本技術(shù)方案設(shè)計(jì)浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)鉗口浮動(dòng)開(kāi)合方式，壓合過(guò)程不會(huì)對(duì)貨車(chē)車(chē)體產(chǎn)生強(qiáng)硬推動(dòng)力，提高作業(yè)安全性。

調(diào)整平臺(tái)配合電動(dòng)四向移動(dòng)平臺(tái)上的升降和前后移動(dòng)，提供一種六個(gè)自由度調(diào)整平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)整形鉗口的上下、左右和前后調(diào)整動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)兩側(cè)下側(cè)門(mén)邊框的機(jī)械化整形作業(yè)。

2.3.4電控液壓托舉下側(cè)門(mén)裝置

如圖1所示，電控液壓托舉下側(cè)門(mén)裝置由舉門(mén)油缸、U型舉門(mén)臂、固定裝置、連接銷(xiāo)軸及銷(xiāo)套等裝置構(gòu)成。操作者通過(guò)電控操縱桿操作，舉門(mén)油缸鞲鞴桿帶動(dòng)舉門(mén)臂沿旋轉(zhuǎn)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)下側(cè)門(mén)沿其與車(chē)體的吊掛門(mén)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，直至托舉起來(lái)騰出邊框的整形作業(yè)空間。

2.3.5激光輔助對(duì)位裝置

本技術(shù)方案中的激光輔助對(duì)位裝置，是將便攜式十字線激光器通過(guò)固定支架安裝叉車(chē)門(mén)架上，豎激光線對(duì)正下側(cè)門(mén)門(mén)帶中心，橫向激光線平行地面安全指示標(biāo)線。輔助操作者駕駛對(duì)位。

2.3.6定制電驅(qū)四向叉車(chē)移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)

如圖1所示，本技術(shù)方案擬定制四向電動(dòng)叉車(chē)作為移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)。四向電動(dòng)叉車(chē)集前移式叉車(chē)、側(cè)叉、平衡重式叉車(chē)的功能于一體。在構(gòu)造上它和前移式叉車(chē)基本相同，門(mén)架位于前后車(chē)輪之間，在叉車(chē)前方有呈臂狀伸出的兩條插腿，插腿前端裝有支撐輪，貨叉可隨門(mén)架在叉車(chē)縱向前后移動(dòng)。與前移式叉車(chē)不同之處在于，四向電動(dòng)叉車(chē)叉腿前端的兩個(gè)承重輪可以通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)90°當(dāng)后輪轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，整個(gè)叉車(chē)可以從前后行駛的狀態(tài)就地變?yōu)樽笥倚旭?，相?dāng)于側(cè)叉，因此適合更窄通道。最小作業(yè)通道寬度通?？梢栽?m以內(nèi)。

2.4設(shè)備作業(yè)流程

根據(jù)擬定的移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)總體技術(shù)方案，其整形作業(yè)流程，包括如下步驟：

（1）操作者駕駛電動(dòng)四向叉車(chē)移動(dòng)平臺(tái)，垂直車(chē)體對(duì)正下側(cè)門(mén)邊框，把整形裝置移動(dòng)到調(diào)整平臺(tái)滑道中部，使整形裝置的中心與待整形下側(cè)門(mén)邊框的中心基本重合;

（2）操作者通過(guò)電控液壓舉門(mén)裝置，將下側(cè)門(mén)抬起托住，騰出整形作業(yè)空間;

（3）升降調(diào)整整形裝置高度在門(mén)框的高度范圍內(nèi)，接著使整形裝置向前移動(dòng)，當(dāng)整形裝置前后兩個(gè)整形鉗口板之間的空隙中心面基本與待整形邊框邊在一個(gè)平面時(shí)停止叉車(chē)的前移動(dòng)作;

（4）通過(guò)調(diào)整平臺(tái)的左右平移功能和叉車(chē)的升降功能使邊框待調(diào)整部位進(jìn)入到整形裝置的前整形鉗口板和后整形鉗口板之間，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行整形作業(yè)，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)后整形鉗口板向前伸出，對(duì)邊框面向后整形鉗口板一面突出部位進(jìn)行壓回整形，當(dāng)后整形鉗口板受到的阻力大于驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)力時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置連同連接板被推回，連接板通過(guò)導(dǎo)向桿的作用將前整形鉗口板拉回，進(jìn)而邊框面向前整形鉗口板一面突出部位被壓回整形，如此反復(fù)循環(huán)動(dòng)作，直至邊框兩面被整形壓平為止;

（5）一個(gè)部位調(diào)整完畢后，重復(fù)步驟（3）和步驟（4）繼續(xù)整形其他部位，當(dāng)需要調(diào)整部位全部調(diào)整完畢，把整形裝置移動(dòng)到滑道中部，放下下側(cè)門(mén)，結(jié)束此次調(diào)整工作，側(cè)向開(kāi)動(dòng)叉車(chē)離開(kāi)進(jìn)入下一個(gè)待整形下側(cè)門(mén)邊框。

2.5技術(shù)參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)

（1）定制電動(dòng)四向移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，四向電動(dòng)叉車(chē)移動(dòng)平臺(tái)由車(chē)體、門(mén)架、液壓系統(tǒng)（含整形專(zhuān)用液壓系統(tǒng)）及電氣系統(tǒng)組成。

主要技術(shù)參數(shù)如下：

操作方式：站駕式;

額定載荷：1500kg;

驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率：4.5kW;

電池電壓/容量：48V/300AH。

（2）邊框整形裝置。

整形油缸：

缸徑280mm;

行程140mm。

平臺(tái)移動(dòng)油缸：

缸徑50mm;

行程300mm;

外形尺寸：長(zhǎng)1560mm，寬480mm，高800mm。

3下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)的使用效果

我們于2020年6月在神華鐵路裝備有限責(zé)任公司肅寧車(chē)輛維修分公司的敞車(chē)上進(jìn)行下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，該下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)，整形裝置對(duì)下側(cè)門(mén)邊框整形過(guò)程中，不會(huì)對(duì)貨車(chē)車(chē)體產(chǎn)生強(qiáng)硬推動(dòng)力，提高使用安全性;全過(guò)程機(jī)械化操作，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，以液壓冷整形方式代替人工加熱局部調(diào)整方式，整形效果顯著改善，作業(yè)效率可明顯提高。

4技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)

（1）移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)，實(shí)現(xiàn)了檢修大庫(kù)下側(cè)門(mén)邊框的機(jī)械化液壓整形作業(yè)，其研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)如下：1）液壓整形鉗口形式及鉗口開(kāi)合方式是關(guān)鍵技術(shù)，為適應(yīng)下側(cè)門(mén)邊框的各種變形調(diào)修，液壓整形鉗口的形式設(shè)計(jì)為單邊鉗口，具體長(zhǎng)度需要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)整形試驗(yàn)效果確定。鉗口開(kāi)合方式通過(guò)導(dǎo)向桿實(shí)現(xiàn)前后兩塊鉗口板浮動(dòng)閉合。2）車(chē)體下側(cè)門(mén)的可控狀態(tài)是下側(cè)門(mén)邊框整形作業(yè)的前提，研制開(kāi)發(fā)的一種旋轉(zhuǎn)曲線臂式下側(cè)門(mén)托升機(jī)構(gòu)，完成下側(cè)門(mén)挑起、托升，使下側(cè)門(mén)在邊框整形作業(yè)時(shí)處于托頂狀態(tài)。3）適合檢修大庫(kù)內(nèi)狹窄通道移動(dòng)和作業(yè)的作業(yè)平臺(tái)，根據(jù)作業(yè)過(guò)程特點(diǎn)，研制開(kāi)發(fā)四向移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，正向前移作業(yè)，側(cè)向移動(dòng)轉(zhuǎn)換作業(yè)位置。

（2）技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。1）單邊雙側(cè)液壓整形鉗口和鉗口板浮動(dòng)閉合方式是液壓整形作業(yè)平臺(tái)的創(chuàng)新點(diǎn)。2）研制開(kāi)發(fā)一種旋轉(zhuǎn)曲線臂式下側(cè)門(mén)托升機(jī)構(gòu)，完成下側(cè)門(mén)挑起、托升，使下側(cè)門(mén)在邊框整形作業(yè)時(shí)處于托頂狀態(tài)是騰出下側(cè)門(mén)邊框整形作業(yè)空間的創(chuàng)新點(diǎn)。3）定制開(kāi)發(fā)四向移動(dòng)作業(yè)平臺(tái)，正向前移作業(yè)，側(cè)向移動(dòng)轉(zhuǎn)換作業(yè)位置是適合檢修大庫(kù)內(nèi)狹窄通道移動(dòng)和作業(yè)的創(chuàng)新點(diǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

該下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)研制出來(lái)以后，以其機(jī)械結(jié)構(gòu)合理性，簡(jiǎn)單方便的操作性，受到檢修現(xiàn)場(chǎng)使用者的歡迎，它不僅降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了敞車(chē)下側(cè)門(mén)邊框整形的移動(dòng)機(jī)械化作業(yè)，為國(guó)鐵集團(tuán)公司開(kāi)展的敞車(chē)破損整治工作提供了工裝保障。

目前全路各檢修單位的下側(cè)門(mén)邊框整形作業(yè)基本是人工作業(yè)方式，該移動(dòng)式下側(cè)門(mén)邊框整形機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)檢查作業(yè)需求較大，其研制成功具有一定科技創(chuàng)新示范作用。