C80火車(chē)機械結構改造的前期分析和后續改造探究論文

C80火車(chē)機械結構改造的前期分析和后續改造探究論文

　　C80車(chē)型的載荷量達到了80t，這個(gè)數值決定了其在進(jìn)行接卸時(shí)翻車(chē)機需要具有足夠的動(dòng)力進(jìn)行翻卸工作，在火車(chē)運輸中，原有的運貨車(chē)載荷量多為70t以下，其翻車(chē)機主要適用于C70以下的車(chē)型。為了保證運輸接卸的順利進(jìn)行，就需要依照C80車(chē)型的需要對翻車(chē)機進(jìn)行改造，根據其工藝的特點(diǎn)，需要對其結構改造進(jìn)行嚴謹的研究與分析，并在改造之后進(jìn)行后續改造，保證其在實(shí)際的C80火車(chē)運輸中的接卸功能，從而減輕鐵路運輸的壓力。

　　1 翻車(chē)機適應C80火車(chē)機械結構改造的前期分析和研究

　　1.1 翻車(chē)機配重和翻車(chē)機電機驅動(dòng)力矩的分析研究。用CATIA畫(huà)出翻車(chē)機的三維圖形，測量重心參數用CATIA畫(huà)出翻車(chē)機的三維圖，畫(huà)出端環(huán)、開(kāi)端壓車(chē)器、閉端兩側壓車(chē)器、閉端中間壓車(chē)器1、閉端中間壓車(chē)器2、靠車(chē)板、加高小靠車(chē)板、壓車(chē)器液壓缸、靠車(chē)板液壓缸、兩側平臺、主平臺梁、南側平臺、開(kāi)端箱型梁、閉端箱型梁、液壓站、平臺軌道、中間液壓管橋架和上機電纜橋架零件圖，畫(huà)出零件圖的時(shí)候，必須注意如果有些零部件的密度不是鋼的密度，就需要單獨畫(huà)一個(gè)幾何體，這樣才可以單獨賦予材料特性。裝配這些零件圖，組成翻車(chē)機組件，給這些零件加上材料特性，壓車(chē)器膠皮需要單獨賦予rubber的材料特性，翻車(chē)機端環(huán)里的配重需要單獨賦予concrete的材料特性，翻車(chē)機液壓站油箱里的液壓油需要單獨賦予water的材料特性，翻車(chē)機其它的鋼結構都賦予steel的材料特性。

　　1.2 作業(yè)工藝的更新。由于原翻車(chē)機系統作業(yè)工藝屬于摘鉤作業(yè)工藝，工藝流程中存在摘鉤人員摘鉤確認、翻控操作人員推車(chē)機落臂動(dòng)作指令輸出、翻車(chē)機翻車(chē)動(dòng)作指令輸出等多處工藝流程斷點(diǎn)。這些工藝流程斷點(diǎn)不但增加了作業(yè)循環(huán)所需的時(shí)間，嚴重影響了作業(yè)效率，而且還會(huì )增加設備的能耗。C80型敞車(chē)具備不摘鉤作業(yè)的條件，所以需要對原作業(yè)工藝進(jìn)行更新，改造為無(wú)人干擾的旋轉鉤作業(yè)工藝。1.3 定位車(chē)首節落臂。在摘鉤作業(yè)工藝中，不存在定位車(chē)首節落臂的問(wèn)題，只需要操作人員通過(guò)視頻監控系統手動(dòng)啟動(dòng)定位車(chē)尋找合適的落臂位置即可。改造為無(wú)人干擾的旋轉鉤作業(yè)工藝后，定位車(chē)根據作業(yè)指令需要自動(dòng)尋找首節落臂位置，因而首節落臂作業(yè)相對復雜，安全系數要求相對較高。

　　1.4 定位車(chē)尋鉤。在摘鉤作業(yè)工藝中，不存在定位車(chē)尋鉤的問(wèn)題，只需按照可編程序控制器(PLC)程序設計返回到上一次的落臂位置即可。在旋轉鉤作業(yè)工藝中，定位車(chē)的落臂位置被限制在兩節車(chē)廂之間的鉤頭或兩節車(chē)廂的連接桿處，所以需要進(jìn)行定位車(chē)尋鉤作業(yè)，而且這一作業(yè)的控制精度需要達到厘米級。

　　1.5 翻車(chē)機壓車(chē)器信號檢測。C80型敞車(chē)比C70型車(chē)高304mm，比C64型車(chē)高452mm，所以壓車(chē)器的打開(kāi)角度控制范圍需要根據C80型敞車(chē)進(jìn)行控制調整。調整以后，壓車(chē)器的各個(gè)信號檢測保護裝置同樣需要進(jìn)行改造，這樣才能滿(mǎn)足作業(yè)要求。

　　1.6 定位車(chē)平臺定位。C80型敞車(chē)比C70型車(chē)短1726mm，比C64型車(chē)短1438mm，而目前的翻車(chē)機系統中主平臺長(cháng)度為24m，延伸平臺長(cháng)度為1.7m，在翻卸C80型敞車(chē)時(shí)需要將延伸平臺與主平臺分離，所以需要對主平臺與延伸平臺之間的檢測保護裝置進(jìn)行調整與改造。原翻車(chē)機平臺上的兩節車(chē)是靠推車(chē)機牽引定位的，定位控制精度要求相對不高，一般為0~350mm。改造為旋轉鉤作業(yè)工藝后，平臺上的兩節車(chē)與地面上的車(chē)仍是連接在一起的，很容易發(fā)生車(chē)與平臺或車(chē)與地面混凝土的碰撞事故，所以對平臺定位控制精度的要求相對較高，一般為0~100mm。

　　1.7 漏斗積煤檢測。翻車(chē)機系統中有五個(gè)漏斗，并列分布于翻車(chē)機平臺的下方，由于C80型敞車(chē)較C64型和C70型車(chē)短且高，因而在翻車(chē)機翻卸C80型敞車(chē)后，車(chē)內的煤炭主要被翻卸在中間的三個(gè)漏斗內，會(huì )造成中間的三個(gè)漏斗煤炭過(guò)多，而兩端的兩個(gè)漏斗內煤炭較少的情況。這一情況可能導致皮帶給料系統出現給料不穩，導致皮帶跑偏、灑煤等問(wèn)題。此外，翻車(chē)機平臺下方安裝有液壓系統的管道和閥門(mén)，漏斗內積煤過(guò)多，會(huì )對液壓管道、閥門(mén)等部件產(chǎn)生額外的磨損。

　　2 翻車(chē)機適應C80火車(chē)機械結構改造的后續改造

　　2.1 翻車(chē)機入端靠車(chē)板鉸點(diǎn)之間的箱型梁焊縫加固改造。根據研究發(fā)現翻車(chē)機在進(jìn)行適應C80車(chē)型改造后入端部分的箱型梁邊緣的焊縫易產(chǎn)生開(kāi)裂的情況，因此在進(jìn)行后續改造時(shí)，需要研究焊縫開(kāi)焊的裂口的形成特點(diǎn)，分析其在實(shí)際的情況中所承受的作用力，根據其受力狀態(tài)進(jìn)行加固工作。一般改造的翻車(chē)機入端箱型梁焊縫及腹板撕裂主要的原因是由于C80車(chē)型的增壓，并且其應變能力不足，抗彎能力較低所造成開(kāi)裂情況。加固方案：1)貼著(zhù)原腹板，再焊接兩塊厚12毫米的Q345鋼板。2)在翼緣板上表面，沿著(zhù)原腹板的方向，焊接兩塊厚12毫米的Q345鋼板。

　　2.2 為保護翻車(chē)機壓車(chē)器頭部聯(lián)接板固定螺栓進(jìn)行加固改造。翻車(chē)機入端平臺高強螺栓斷裂也是在其機械結構改造后常發(fā)的狀況，高強螺栓在設備運行時(shí)會(huì )承受一定的工作載荷，通常使用的高強螺栓適應C70以下的車(chē)型所產(chǎn)生的工作載荷，其所產(chǎn)生的作用力及剪力都在一定的范圍內，而沒(méi)有經(jīng)過(guò)改造的螺栓因承受過(guò)大的載荷經(jīng)常出現斷裂的情況。為了保證翻車(chē)機的運行，需要對螺栓進(jìn)行改造，其主要應用特點(diǎn)是將高強螺栓所受的工作載荷分擔出去，減少其運行時(shí)所受到的剪力，在每個(gè)壓車(chē)器頭部聯(lián)接板上方豎直焊接2個(gè)厚20mm材料為Q345的筋板。壓車(chē)器頭部鋼結構在受到工作載荷之后，原來(lái)壓車(chē)器頭部聯(lián)接板高強螺栓所受到的部分剪力通過(guò)焊縫傳遞到保護壓車(chē)器頭部聯(lián)接板高強螺栓的筋板上，這樣高強螺栓所受到的載荷就減小了，保證了高強螺栓的安全。

　　目前翻車(chē)機的改造大多數是將應用于C70車(chē)型翻卸的翻車(chē)機改裝成可以翻卸C80車(chē)型的翻卸設備。接卸80t載荷的翻車(chē)機的改裝成功使我國鐵路運輸行業(yè)有了進(jìn)一步的發(fā)展。翻車(chē)機的類(lèi)型有很多，例如俄式O型翻車(chē)機、CD78翻車(chē)機等。在翻車(chē)機的改裝與使用時(shí)，需要根據翻車(chē)機的型號及相關(guān)的要求進(jìn)行分析及改造，并保證其焊接筋板的牢固性，避免出現斷裂的問(wèn)題，從而保證改造過(guò)的翻車(chē)機可以適用C80車(chē)型的工作環(huán)境。

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