王新磊

摘要：本文分析了鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械產(chǎn)品Q(chēng)S1200高效清篩機(jī)，在方案設(shè)計(jì)評(píng)審時(shí)有關(guān)專(zhuān)家提出：該車(chē)作業(yè)走行掛檔存在多軸掛檔困難，可能長(zhǎng)時(shí)間掛不上擋，給該機(jī)現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)很多麻煩的問(wèn)題。針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真分析，優(yōu)化了最初設(shè)計(jì)，改進(jìn)后的設(shè)計(jì)能夠很好地解決存在的問(wèn)題，使QS1200高效清篩機(jī)的設(shè)計(jì)方案更加完美。

關(guān)鍵詞：QS1200高效清篩機(jī);作業(yè)走行;掛檔;優(yōu)化設(shè)計(jì)

0? 引言

QS1200全斷面道砟清篩機(jī)是目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)效率最高、自動(dòng)化程度最高、回填效果最好的枕底清篩機(jī)。QS1200清篩機(jī)在從事清篩作業(yè)時(shí)，是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)作業(yè)齒輪箱，完成作業(yè)走行。該車(chē)由8軸驅(qū)動(dòng)走行，走行作業(yè)時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的正常工作與否，直接影響鐵路維修施工的清篩質(zhì)量和施工進(jìn)度。由此可見(jiàn)作業(yè)走行液壓系統(tǒng)在QS1200高效清篩機(jī)中的重要地位，對(duì)該系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性要求都很高。

1? 存在的問(wèn)題

驅(qū)動(dòng)該車(chē)走行的8根驅(qū)動(dòng)軸，每根軸的脫掛擋是由電磁換向閥來(lái)控制，如（圖1現(xiàn)有掛檔液壓原理圖）所示，當(dāng)車(chē)輛在作業(yè)走行時(shí)，操作者通過(guò)打開(kāi)作業(yè)掛檔開(kāi)關(guān)，各軸中的掛檔電磁閥和卸荷電磁閥同時(shí)通電（見(jiàn)液壓原理圖1），離合器中的左邊齒在液壓油的推動(dòng)下，向右運(yùn)動(dòng)并和右齒進(jìn)行嚙合。八根驅(qū)動(dòng)軸每個(gè)離合器上裝有一個(gè)感應(yīng)開(kāi)關(guān)，只有當(dāng)離合器嚙合到位，掛上檔時(shí)，掛檔指示燈顯示綠色。當(dāng)掛檔指示燈顯示紅色時(shí)，說(shuō)明離合器沒(méi)有嚙合到位。作業(yè)走行開(kāi)始之前，需要8個(gè)離合器全部都掛上檔后，作業(yè)走行才能夠順利驅(qū)動(dòng)。當(dāng)掛檔開(kāi)始后，可能會(huì)出現(xiàn)有1個(gè)或幾個(gè)離合器未掛上的情況，當(dāng)出現(xiàn)這樣情況時(shí)，可以通過(guò)操作點(diǎn)動(dòng)掛檔開(kāi)關(guān)，已經(jīng)掛上檔的離合器內(nèi)，電池閥會(huì)保持得電狀態(tài)，保持掛檔。此時(shí)，再操作沒(méi)有掛上檔位的離合器內(nèi)電磁閥失電，并控制左右齒輪脫開(kāi)，保持一定的距離，啟動(dòng)脫開(kāi)離合器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，再給電磁閥通電，嘗試再次掛檔，重復(fù)該操作，直至所有的離合器都同時(shí)掛檔完成。專(zhuān)家提出：該種結(jié)構(gòu)的離合器拖掛擋控制方式控制多軸掛檔時(shí)，隨機(jī)性太大，對(duì)于多軸掛檔，存在多軸難以同時(shí)掛上檔位，需要多次操作掛檔，通過(guò)點(diǎn)動(dòng)掛檔轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)后，再掛檔時(shí)存在齒頂齒掛不上檔的現(xiàn)象，會(huì)給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)很多麻煩。

2? 分析問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)專(zhuān)家提出的問(wèn)題，對(duì)控制方式和離合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致分析，認(rèn)為專(zhuān)家提出的問(wèn)題存在的可能性很大，會(huì)在以后的現(xiàn)場(chǎng)施工中存在很大不良隱患;影響整機(jī)性能和施工進(jìn)度，甚至影響到本公司的形象。通過(guò)分析控制方式和離合器的結(jié)構(gòu)認(rèn)為：該車(chē)的離合器裝置裝在車(chē)軸齒輪箱上，該車(chē)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是整體從國(guó)外采購(gòu)的，作為成熟產(chǎn)品，通過(guò)改變他的結(jié)構(gòu)形式來(lái)解決拖掛擋不暢的問(wèn)題不切實(shí)際。應(yīng)考慮在保持該原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化液壓控制系統(tǒng)，解決上述問(wèn)題。通過(guò)分析可以知道，當(dāng)前的離合器掛檔模式，出現(xiàn)沒(méi)有掛檔位的情況后，通過(guò)人為操作使嚙合齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)角度，多次嘗試，通過(guò)碰運(yùn)氣的方式掛檔，效率低下，操作不當(dāng)，很容易造成離合器打齒，一旦打了齒，整個(gè)離合器就用可能出現(xiàn)損傷甚至報(bào)廢。我們?cè)诮鉀Q好齒頂齒掛檔控制的問(wèn)題時(shí)，多軸掛檔難的問(wèn)題就迎刃而解。

當(dāng)離合器齒輪完全嚙合進(jìn)行傳動(dòng)工作時(shí)，液壓系統(tǒng)需要保持36bar的液壓力，防止離合器齒輪脫開(kāi)，而且作業(yè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的低轉(zhuǎn)速?zèng)]有控制手段。想要避免打齒，可以通過(guò)一個(gè)很小的離合器推力和一個(gè)很低的馬達(dá)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就能平穩(wěn)、安全的脫、掛檔。

3? 優(yōu)化設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)，液壓原理如（圖2新掛檔系統(tǒng)液壓原理圖）所示，在圖2中要進(jìn)行作業(yè)掛檔時(shí)，打開(kāi)作業(yè)掛檔開(kāi)關(guān)，電磁溢流閥2、電磁閥和掛檔電磁閥得電，同時(shí)讓兩個(gè)液壓泵處于待命工作狀態(tài)。開(kāi)始掛檔，控制低壓控制電磁閥得電掛檔，此時(shí)液壓力被溢流閥限制為：13bar。

使用場(chǎng)景1：如果掛檔后，掛檔指示上的綠燈全部亮起，說(shuō)明8個(gè)離合器全部掛上檔位。此時(shí)離合器上的感應(yīng)開(kāi)關(guān)會(huì)使低壓控制電磁閥失電，溢流閥失去作用，掛檔壓力被限制為42bar。作業(yè)走行順利開(kāi)始。

使用場(chǎng)景2：如果掛檔后，出現(xiàn)一個(gè)或幾個(gè)離合器沒(méi)有掛上檔，首先保持掛上檔位的離合器，維持掛檔狀態(tài)不變，然后操作未掛上檔位的離合器內(nèi)點(diǎn)動(dòng)掛檔開(kāi)關(guān)，電磁閥1和電磁溢流閥1通電，此時(shí)液壓泵開(kāi)始工作，通過(guò)給減壓閥和單項(xiàng)節(jié)流閥通電，此時(shí)作業(yè)馬達(dá)以一個(gè)較慢的速度和較低的壓力帶其轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)溢流閥的限制使離合器的推力只有13bar，此時(shí)可以實(shí)現(xiàn)上文中較小離合器推力和較低馬達(dá)轉(zhuǎn)速掛檔。當(dāng)8個(gè)離合器全部掛上檔位后，通過(guò)控制電磁閥失電，此時(shí)溢流閥失去作用，掛檔壓力回復(fù)為42bar。同時(shí)電磁閥和電磁溢流閥失電，液壓泵轉(zhuǎn)到油缸系統(tǒng)工作?？刂葡到y(tǒng)的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了安全、平穩(wěn)掛檔的同時(shí)，也使掛檔效率得到提高，降低了掛檔時(shí)間和掛檔風(fēng)險(xiǎn)，可以在較短時(shí)間內(nèi)完成拖掛擋操作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)需求有積極作用。

4? 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)QS1200高效清篩機(jī)作業(yè)掛檔控制系統(tǒng)，讓我們認(rèn)識(shí)到對(duì)評(píng)審專(zhuān)家的任何意見(jiàn)都要認(rèn)真對(duì)待，可能一條看似很小的建議就可以在設(shè)計(jì)之初避開(kāi)設(shè)計(jì)上的缺陷，對(duì)于從事設(shè)計(jì)工作的人員，無(wú)論做什么產(chǎn)品設(shè)計(jì)，必須和新車(chē)的工況密切結(jié)合，不能只是從原理上考慮問(wèn)題，應(yīng)該把每一種工況都想到，把成熟設(shè)計(jì)借鑒的更好，從而設(shè)計(jì)出客戶(hù)最喜愛(ài)、最好用的好產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]B/T786.1-93，液壓氣動(dòng)圖形符號(hào).

[2]GB3766-83，液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件.