譚 曉

(廣西嘉德機(jī)械股份有限公司，廣西 玉林 537000)

1概述

在機(jī)車檢修過程中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是最為重要和有力的環(huán)節(jié)之一。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)維護(hù)程序和精度的要求也是最重要和嚴(yán)格的。汽缸為16缸(短缸)，每缸蓋交叉6個(gè)螺母。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)安裝時(shí)，應(yīng)同時(shí)拆下汽缸蓋上的6個(gè)螺母，以確保汽缸蓋密封良好[1]。缸蓋的密度特性是一項(xiàng)重要指標(biāo)。根據(jù)大修工藝要求，保證各缸蓋螺母固定力一致，否則將造成機(jī)車事故，給公司和鐵路局造成重大損失。近幾年來(lái)，隨著公司鐵路機(jī)車的投入使用，檢修需求增加，檢修負(fù)荷增加，檢修周期壓縮。只能通過維修裝配設(shè)備實(shí)現(xiàn)，具有較高的自動(dòng)化程度和控制精度。

2問題提出

液力泵驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)產(chǎn)生扭矩，并固定氣缸蓋。在采用傳統(tǒng)電控方式控制各液壓發(fā)動(dòng)機(jī)壓力的同時(shí)，由于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)工藝及技術(shù)條件的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)同步精確控制。研究表明，液壓缸蓋拆裝機(jī)各液壓馬達(dá)的印刷誤差較大，不平衡和起動(dòng)不穩(wěn)定。內(nèi)燃機(jī)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試時(shí)，由于各缸蓋的預(yù)電壓不能保持相等，因此，在進(jìn)行缸蓋密封性能測(cè)試時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)密封性能變化，從而影響了缸蓋的密封性能。拆裝氣缸蓋需要4～5 h或更少的時(shí)間[2]。汽缸蓋的拆卸與整修，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響機(jī)車柴油機(jī)的維修進(jìn)度。為此，在市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)論證的基礎(chǔ)上，決定采用 PLC控制技術(shù)對(duì)汽缸蓋液壓拆裝進(jìn)行改造，以保證機(jī)車檢修的順利實(shí)施。

3改造方案

3.1汽缸蓋拆裝機(jī)改造方案概述

液缸蓋總成及卸料器由液缸、電氣控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)組成。水壓油箱可裝載10OLN68號(hào)液壓油。電控包括電源和PLC控制，西門子sr20則是PLC的選擇。液壓系統(tǒng)包括水力分配器，高壓油管和液壓發(fā)動(dòng)機(jī)。液力分配模塊包括直動(dòng)式安全閥，雙向換向閥和三通換向閥[3]。汽缸蓋組裝機(jī)液壓系統(tǒng)的調(diào)壓部由直動(dòng)式安全閥、三位四通導(dǎo)向閥及6個(gè)二通閥組成。然而，如果壓力有變化，或者相應(yīng)的液壓元件被更換，壓力應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整。

3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)原有液壓缸蓋螺母拆裝機(jī)存在的問題進(jìn)行了系統(tǒng)改進(jìn)及說明。(1)由變量泵和定量分析機(jī)組成的閉式容積控制系統(tǒng)取代開式節(jié)流控制系統(tǒng)，從而極大地降低了能耗，節(jié)約了能源。(2)為避免液壓驅(qū)動(dòng)頭在拆卸缸蓋時(shí)發(fā)生軸向位移，減少其漂浮磨損，采用具有Y 行中位機(jī)能的三面四通換向閥，控制液壓驅(qū)動(dòng)頭的作用，既能滿足拆卸的要求，又對(duì)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)向頭在拆卸過程中產(chǎn)生較小的軸向力。(3)對(duì)漏水的液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)是非常不實(shí)際的。他必須把引擎拆開再修。將液壓機(jī)安裝在油箱內(nèi)，整體性強(qiáng)。

3.3液壓元件的選擇

液壓泵是液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的能量來(lái)源和核心部件。本系統(tǒng)選用高效低噪音的軸向柱塞泵作為能量來(lái)源，提高了汽缸蓋拆卸操作的安全性，改善了人員工作環(huán)境。主要性能參數(shù)如下：

型號(hào)：10MYCY14-1B 額定壓力：31.5 MPa

額定轉(zhuǎn)速：1000 r/min 理論排量：10 m3/h

針對(duì)柴油機(jī)維修工藝的要求，選擇低速大扭矩液壓機(jī)。

型號(hào)：1QJMO2-0.4Z 排量：0.406L/REV

額定壓力：10 MPa 最多轉(zhuǎn)速：120 r/min。

額定輸出扭矩：600 N·m

3.4電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用西門子 PLC控制器(sr20型)取代了傳統(tǒng)的分離式電控拆裝的舊設(shè)備，提高了汽缸蓋拆裝機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性，使每臺(tái)液壓機(jī)的驅(qū)動(dòng)力保持平衡，消除了原液壓退役機(jī)驅(qū)動(dòng)力不一致所導(dǎo)致的系統(tǒng)故障，使每臺(tái)馬達(dá)輸出扭矩都能達(dá)到平衡。

4操作及功能

4.1軟件操作說明

(1)切換到屏幕，延時(shí)正常操作面。

(2)在軟件操作中有人工和自動(dòng)操作2種形式，按住√按鈕可以實(shí)現(xiàn)這兩者的任意切換。

(3)在人工操作松緊界面，按下有三角形圖標(biāo)的按鈕可以對(duì)下一次操作次數(shù)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)也可以選擇當(dāng)前的方式，當(dāng)扭矩達(dá)到輸入數(shù)值之后，系統(tǒng)就會(huì)停止操作。

(4)在自動(dòng)操作界面，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)旋松或擰緊6個(gè)螺母，當(dāng)按中間鍵時(shí)就會(huì)停止操作。

4.2接通電源總開關(guān)，啟動(dòng)油泵電機(jī)

壓穩(wěn)后，選擇“緊固”功能按鈕，6個(gè)螺釘頭依次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

4.3柴油機(jī)汽缸蓋的分解操作

(1)使用天車將拆裝機(jī)提升到柴油機(jī)缸蓋位置，然后緩慢下降。

(2)將操作界面轉(zhuǎn)換成手動(dòng)操作，選擇扳手，輸入數(shù)值，然后按下松開鍵套入螺絲頭，之后將界面切換到自動(dòng)操作狀態(tài)，按下松鍵將螺母旋松1～2個(gè)周期。

(3)重復(fù)以上步驟，分解其它缸蓋。

(4)最后關(guān)閉油泵，順利地吊起拆裝機(jī)。

(5)使用電動(dòng)或氣動(dòng)扳手，將旋松的汽缸蓋螺母旋下。

4.4柴油機(jī)汽缸蓋的組裝操作

(1)在拆裝機(jī)使用之前，先用電扳手或氣扳手緊固汽缸蓋螺母，使其產(chǎn)生30～50 nm的力矩。

(2)按照上述步驟，將拆裝機(jī)的扳頭對(duì)準(zhǔn)螺母。

(3)切換自動(dòng)界面，按下“緊”鍵，6個(gè)扳頭分別交替動(dòng)作，直至徹底上緊。

(4)其余汽缸蓋螺母按上述的操作分別用“緊固”螺母。

(5)關(guān)閉油泵馬達(dá)和電源，拆裝機(jī)應(yīng)妥善放置于固定位置。

5結(jié)語(yǔ)

經(jīng)改進(jìn)的液壓汽缸蓋母拆裝機(jī)，通過 PLC控制各液壓機(jī)的工作壓力，使各液壓機(jī)的啟動(dòng)點(diǎn)平衡，提高工作效率，工廠每臺(tái)柴油機(jī)無(wú)效工時(shí)減少3 h，按150臺(tái)大修機(jī)車計(jì)算，年節(jié)余約5×3×2×16×150=48000 kW·h，按0.9元/kW時(shí)計(jì)算，每年可節(jié)省費(fèi)用4.32萬(wàn)元。