武進(jìn)雄，崔國(guó)磊，高云麗，萬(wàn) 濤，許秀峰

(中車石家莊車輛有限公司 技術(shù)中心，河北 石家莊 051430)

近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)外鐵路基礎(chǔ)建設(shè)的快速實(shí)施，為石砟漏斗車帶來(lái)了一定的市場(chǎng)機(jī)遇和空間?；谔岣呤┕ぐ踩?、降低施工成本和施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度等要求，中車石家莊車輛有限公司研制了采用卸砟門開(kāi)度控制裝置、可實(shí)現(xiàn)一人操縱整列車卸砟的新型風(fēng)控管路的滿足多種使用工況的卸砟裝置。

1 主要技術(shù)特點(diǎn)

(1) 該卸砟裝置可手動(dòng)驅(qū)動(dòng)和風(fēng)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，且二者相互獨(dú)立，互不影響。

(2) 風(fēng)控管路采用獨(dú)立主管，區(qū)別于傳統(tǒng)石砟漏斗車風(fēng)控管路風(fēng)源來(lái)自制動(dòng)主管，避免了因制動(dòng)或者風(fēng)控管路充風(fēng)導(dǎo)致的安全隱患，提高了工作效率。

(3) 增加了2種卸砟門控制方式：一是左右兩側(cè)的任意一個(gè)操縱閥同時(shí)控制兩側(cè)卸砟門開(kāi)閉，二是3個(gè)操縱閥中的任意一個(gè)控制所有卸砟門開(kāi)閉，同時(shí)保留了傳統(tǒng)的左右兩側(cè)操縱閥各自控制兩側(cè)卸砟門開(kāi)閉和中間操縱閥控制中間卸砟門開(kāi)閉的功能，提高了工作效率，節(jié)省了人工成本。

(4) 卸砟門開(kāi)度控制裝置符合橫向直線移動(dòng)限位圓弧運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)理念，滿足控制卸砟門開(kāi)度的要求。

(5) 限位擋鐵采用長(zhǎng)圓孔結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)圓孔長(zhǎng)度滿足卸砟門完全打開(kāi)、關(guān)閉的2個(gè)極限位置的要求。

(6) 擺塊一端與雙向風(fēng)缸連接，另一端與限位擋鐵連接，與限位擋鐵連接端采用長(zhǎng)圓孔，長(zhǎng)圓孔長(zhǎng)度滿足擺塊在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中因限位擋鐵約束所需的空間要求。

(7) 可根據(jù)卸砟門工作開(kāi)度要求通過(guò)旋轉(zhuǎn)手輪調(diào)整限位擋鐵的位置，以限制擺塊的旋轉(zhuǎn)角度及卸砟門的開(kāi)度。

(8) 限位擋鐵上設(shè)置了指針，安裝座上設(shè)置了有刻度的標(biāo)記板，可通過(guò)指針與標(biāo)志板對(duì)卸砟門開(kāi)度大小進(jìn)行掌控。

(9) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)共有3套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，每套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中均設(shè)置了控制裝置，滿足車輛所有卸砟門開(kāi)度的控制要求。

(10) 卸砟門開(kāi)度控制裝置設(shè)置在卸砟門開(kāi)閉的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，手動(dòng)和風(fēng)動(dòng)操縱卸砟系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)限位功能。

(11) 控制裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，成本低，尤其滿足在石砟漏斗車卸砟裝置安裝空間的布置要求。

2 卸砟裝置組成

卸砟裝置由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和風(fēng)控管路組成。

(1) 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要由上下部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及上下部連桿組成。其中下部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由5個(gè)傳動(dòng)軸支架、10個(gè)卸砟門連桿(1)、3根下部傳動(dòng)軸、6個(gè)卸砟門及2個(gè)卸砟門連桿(2)組成；上部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由3根上部傳動(dòng)軸、3個(gè)254 mm×220 mm雙向風(fēng)缸、3個(gè)卸砟門開(kāi)度控制裝置、2個(gè)離合器、2個(gè)減速器、3個(gè)傳動(dòng)軸軸承及12個(gè)卸砟門折頁(yè)座組成，如圖1所示。

圖1 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(2) 風(fēng)控管路由風(fēng)控主管、折角塞門、截?cái)嗳T、給風(fēng)調(diào)整閥、操縱閥、200 L風(fēng)缸、風(fēng)表、三通及風(fēng)管組成。

3 卸砟裝置工作原理及操縱方法

卸砟裝置可通過(guò)手動(dòng)和風(fēng)動(dòng)2種方式實(shí)現(xiàn)卸砟功能，車體兩側(cè)的卸砟門可手動(dòng)操縱，而中間卸砟門不具備手動(dòng)操縱功能；所有卸砟門均可風(fēng)動(dòng)操縱，且兩者互相獨(dú)立，2種操縱方式均通過(guò)離合器控制裝置將離合器與減速器分離或嚙合來(lái)控制卸砟門的開(kāi)啟與關(guān)閉。

3.1 手動(dòng)卸砟

將操縱閥的手柄置于手動(dòng)位，使雙向風(fēng)缸活塞兩側(cè)皆通大氣。扳動(dòng)離合器控制裝置的手柄到手動(dòng)位，將離合器合上，按照減速器手輪上所示旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)手輪即可開(kāi)閉卸砟門。

3.2 風(fēng)動(dòng)卸砟

風(fēng)控管路工作原理如圖2所示。

圖2 風(fēng)控管路工作原理圖

列車運(yùn)行前，打開(kāi)截?cái)嗳T(1)和(2)為200 L風(fēng)缸充風(fēng)，待風(fēng)表指針達(dá)到420 kPa以上時(shí)關(guān)閉截?cái)嗳T(1)，離合器控制裝置將離合器與減速器分離，將所有操縱閥手柄置于中立位。

(1) 操縱閥獨(dú)立控制對(duì)應(yīng)卸砟門。開(kāi)右側(cè)卸砟門時(shí)，打開(kāi)截?cái)嗳T(右)，將操縱閥(右)手柄扳到開(kāi)門位，雙向風(fēng)缸活塞推出，右側(cè)卸砟門打開(kāi)；關(guān)閉時(shí)，將操縱閥(右)的手把扳到關(guān)門位，則雙向風(fēng)缸活塞退回原位，卸砟門關(guān)閉。中間卸砟門、左側(cè)卸砟門原理相同。

(2) 1個(gè)側(cè)操縱閥(左或右)集中控制兩側(cè)卸砟門。打開(kāi)截?cái)嗳T(3)和(4)，打開(kāi)折角塞門，將操縱閥(左或右)手柄扳到開(kāi)門位，兩側(cè)卸砟門全部打開(kāi)；關(guān)閉時(shí)，將操縱閥(左或右)手柄扳到關(guān)門位，卸砟門關(guān)閉。

(3) 1個(gè)操縱閥(左或右或中)集中控制3組卸砟門。打開(kāi)截?cái)嗳T(3)、(4)、(5)和(6)，操作方法與兩側(cè)卸砟門集中控制的操作方法相同。

3.3 開(kāi)度控制裝置

開(kāi)度控制裝置主要由底座、限位塊、旋轉(zhuǎn)手輪及標(biāo)志板組成(圖3)。根據(jù)客戶的施工需要，將手輪旋轉(zhuǎn)手柄套入手輪轉(zhuǎn)臂上，轉(zhuǎn)動(dòng)控制裝置的手輪使限位塊產(chǎn)生縱向移動(dòng)，直至限位塊上的紅色指針移動(dòng)至規(guī)定位置，控制連接杠桿的旋轉(zhuǎn)角度，限制雙向風(fēng)缸活塞的行程，達(dá)到控制卸砟門開(kāi)度的目的。

圖3 開(kāi)度控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖

4 計(jì)算

采用風(fēng)動(dòng)卸砟時(shí)，風(fēng)控管路中的儲(chǔ)風(fēng)缸為動(dòng)力源，容積為200 L，在最不利工況下壓力為400 kPa，6個(gè)卸砟門由3個(gè)雙向風(fēng)缸控制，單個(gè)雙向風(fēng)缸的容積為11.2 L。卸砟門開(kāi)啟1次，儲(chǔ)風(fēng)缸壓降至343 kPa；卸砟門關(guān)閉1次，儲(chǔ)風(fēng)缸壓降至293 kPa；卸砟門開(kāi)啟2次，儲(chǔ)風(fēng)缸壓降至251 kPa；卸砟門關(guān)閉2次，儲(chǔ)風(fēng)缸壓降至215 kPa[1]。

計(jì)算結(jié)果顯示，卸砟門打開(kāi)、關(guān)閉2次且按照最不利工況考核時(shí)儲(chǔ)風(fēng)缸的風(fēng)壓為215 kPa，大于卸砟門打開(kāi)、關(guān)閉1次所需要的壓降，滿足風(fēng)動(dòng)工況下卸砟門的打開(kāi)、關(guān)閉需要。

5 試驗(yàn)

5.1 風(fēng)控管路漏泄試驗(yàn)

將單車試驗(yàn)器與車輛一端風(fēng)控管路主管相連，打開(kāi)該端折角塞門，關(guān)閉另一端折角塞門，打開(kāi)風(fēng)控管路的截?cái)嗳T，操縱閥手柄置于保壓位。將單車試驗(yàn)器置于1位充風(fēng)直至風(fēng)控管路壓力達(dá)500 kPa，再將單車試驗(yàn)器置于3位并保壓1 min。試驗(yàn)結(jié)果顯示，風(fēng)控管路系統(tǒng)漏泄量約為3 kPa，滿足技術(shù)條件的要求。

5.2 卸砟門開(kāi)閉試驗(yàn)

通過(guò)手動(dòng)和風(fēng)動(dòng)卸砟2種方式對(duì)卸砟門開(kāi)閉機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、開(kāi)度控制裝置進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，卸砟門開(kāi)閉靈活，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)合理，開(kāi)度控制裝置機(jī)構(gòu)可靠，滿足石砟漏斗車的功能要求。

5.3 卸砟試驗(yàn)

在重車工況下對(duì)卸砟裝置實(shí)施手動(dòng)卸砟試驗(yàn)和風(fēng)動(dòng)卸砟試驗(yàn)[2]，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)圖4。試驗(yàn)時(shí)，在車輛以不同運(yùn)行速度、卸砟門不同開(kāi)度的多種組合工況下，通過(guò)人力轉(zhuǎn)動(dòng)減速器手輪或風(fēng)動(dòng)手柄檢測(cè)重車工況下手動(dòng)卸砟、風(fēng)動(dòng)卸砟的可靠性以及開(kāi)度控制裝置的各項(xiàng)功能，其中風(fēng)動(dòng)卸砟試驗(yàn)包括1個(gè)操縱閥集中控制2個(gè)卸砟門、1個(gè)操縱閥集中控制兩側(cè)4個(gè)卸砟門和1個(gè)操縱閥集中控制6個(gè)卸砟門3種情況。試驗(yàn)結(jié)果表明，2種操縱方式的不同卸砟形式下石砟漏斗車新型卸砟裝置和開(kāi)度控制裝置操控靈活，性能可靠。

6 結(jié)束語(yǔ)

石砟漏斗車新型卸砟裝置已成功地應(yīng)用到多個(gè)批次的出口國(guó)外石砟漏斗車產(chǎn)品中，得到了客戶的一致好評(píng)。經(jīng)近年來(lái)的實(shí)際運(yùn)用考驗(yàn)證明，該新型卸砟裝置結(jié)構(gòu)合理，使用性能良好，可廣泛應(yīng)用于不同載重、不同國(guó)家或區(qū)域的石砟漏斗車產(chǎn)品中，該技術(shù)的研制成功，進(jìn)一步提高了公司在國(guó)內(nèi)外石砟漏斗車市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力。