铁路转向架自动转向装置设计

科 技创新 与应 用 Ｉ ２ ０ １ ３ 年 第６ 期
路 桥 科 技
铁路转 向架 自动转 山东 日照 ２ ７ ６ ８ ２ ６ ）
摘 要： 介 绍 了铁 路 转 向 架 自动 转 向装 置 的机械 结构 ， 阐明 了其 气动控 制 系统 工作 原 理 。
关 键词 ： 气 动控 制 ； 转 向架 ； 转 向
慢进 一 快 退 的运 动方 式 ； １ ３为人 控 换 向 阀 ，用 于实 现 转 向架 通 过 作 １ ４ 为 延 时气 控 阀 ， 用 于 控制 转 盘 的 转 向和 复 当前各机车车辆厂 、 车辆段在制造修理过程 中通常使用吊车吊 业 和转 向作业 的切换 ； 运 进 行转 向架 的转 轨转 线作 业 。相 比较 而 言 ， 在 这 类 工位 使 用转 盘 位 动作 ； １ ５为气 控 阀 ， 用于 控 制定 位 气 缸动 作 ； １ ６为杠 杆式 机 控 阀 ， 类 设 备 进 行 作业 要 比 吊车 吊运 更 加 安 全 经济 ， 效率更高 ， 工艺 更 加 用 于转 向架 前 轮检 测 。 顺 畅 。 目前 在用 的转 向架转 向转 盘装 置 大部 分 采 用手 动 驱 动 ， 劳动 转 向架转向作业各气动元件基本动作顺序如下 ： 初始状态下气 、 ３ 、 １ ５ 、 １ ６ 均 为 复位 状 态 ， 气阀 ｌ ４为延 时 换 向后 状 态一 前 轮 对进 强度很大。因此笔者根据现场应用实际要求 ， 设计制造了全部采用 阀 ２ ６ 换 向一 气 气动元件控制 ， 能够将 自动定位 、 转 向、 推 出、 延 时复位等全部 动作 入到转向轨道碰撞活动橡胶缓冲止挡块触动检测气阀 １ 阀１ ５ ａ 端进气换 向，同时气阀 １ ４复位一 定位气缸 ８ 、 ９ 活塞伸 出， 定 自动实 现 的新 型转 向架 自动转 向装置 。 ２ 机械 结构 设 计 位杠杆露出轨面 ， 并将转向架定位 ， 同时 回转气缸 １ Ｏ 动作 ， 转 盘开 转盘 自转 ９ ０ 。 到位 ， 触动机械挡铁和检测气阀 ２ 换 向一 气阀 转 向架 自动转 向装 置 由 ８ 转盘、 ５底座 、 ４回转 支 承 、 ７辅助 滚子 始 自转一 支 承装 置 、 ３ 转 向 架定 位装 置 、 ２推 出装 置 和 ６回转 气 缸 及 花纹 钢板 １ ５ 复位 ， 气阀３ ａ 端进气 ， 延时 ４ ～ ５ ｓ 后换 向一 定位 气 缸 ８ ， ９复 位 ， 推 ， ５的作 用下 快速 旋 转 ，将 转 向架 推 出一 检 测气 盖 板 等组 成 （ 如图 １ ） 。设备 直 径 ３ ２ ０ ０ ｍ ｍ， 高５ ５ ０ ａ ｒ ｍ， 整 体安 放 在设 出杠 杆在 推 出气 缸 ４ 备 基础 圆形地 坑 中 ， 盖板 上平 面 与 车 间地 面平 齐 。该 装 置 除 了可 以 阀 １ ６复位一 气阀 １ ４ ａ 端进气 ， 延时若干时间 ， 待转 向架离开转盘后 换 向一 回转气 缸 １ Ｏ动作 驱 动转 盘逆 向旋 转 ９ Ｏ 。 ， 气阀 ２ 、 ３ 复位 ， 系 统 承 载转 向架 或轮 对载 荷 外 ， 还 允 许车 间 内 ５ ｔ 叉 车通 行 。 底 座 通过 地 脚螺 栓 固定 于地 坑 内 ， 转 盘为 型 钢 焊接 结 构并 通 过 进入 下 一工 作循 环 。 回转支承定位在底座上 ，由回转气缸驱动以底座转轴 为中心上做 当转向架需进行通过作业时 ， 可人工操纵阀 １ ３ 进行换 向， 转盘 ０的驱动下 自 转９ ０ ｏ ，使通过轨道与转 向轨道换位 ， 从 ９ ０ 。 回转。 转盘整体结构具有足够的承载强度和抗冲击能力 ， 保证旋 在回转气缸 １ 而实 现 转 向架 的通 过 。 转作业无扇形摆动和轴间晃动。 转 盘上 设 置 相 互 垂直 的两 股轨 道 （ 通过 轨 道 和 转 向轨 道 ， 轨 距 ４结束语 与其他传统控制方式 （ 如电动方式 、 液压方式 ） 相 比， 在转 向架 １ ４ ３ ５ ｍ ｍ） ， 轨道 内侧 面、 顶 面与设备安装处所 内已铺设安装好 的井 字形 钢 轨对 齐 。 由于转 向架 质 量 很大 ， 在 刚刚驶 入 转 盘轨 道 时会 对 自动转 向装 置 上采 用气 动 控制 技 术有 以下 几 个优 点 ： ４ ． １工 作 介 质 是 压 缩 空 气 ， 目前各 机 车 车辆 厂 、 车辆 段 均 集 中 回转支承乃至底座产生较大的倾覆力矩 ， 因此本设计特别在转盘井 供应 ， 动 力 实现 容 易 。 字形轨道下部安装 了 ８ 个辅助滚子支承装置。 转向架定位装置安装在转 向轨道 内侧面 ， 和活动橡胶缓冲止挡 ４ ． ２气 动 元件 已经 实现 了标 准化 ， 输 出力 以及 工作 速 度 的 调节 安装维护简单 ， 可靠性高 ， 使用寿命长 ， 防潮性能好 ， 使用 块配合实现转 向架 自动定位 ， 转 向作业结束时 ， 推 出装置 自动升起 非常容易 ， 将 转 向架 推 离 转 盘 。转 盘 回转 过程 两 个 末 端 除 了安 装 有 机 械 挡铁 安全。 即便气动控制系统出现故障， 只要无严重 的机械结构损坏 ， 关 外， 还加装 了油压缓冲器 ， 以吸收设备和转 向架 回转动能， 减少冲击 闭气源该转盘仍能手动实现必要 的通过和转向功能。 ４ ． ３ 采 用气 动 控 制 实 现 转 向 架 转 向 功 能仅 需 要 价格 低廉 的 几 造 成 的机 械结 构 损害 。 只气缸和气阀 ， 机械传动方式是最简单的杠杆机构 ， 具有明显的成 ３气 动控 制 系统设 计 本优势。液压控制方式实现同样 的功能时虽然机械结构类似 ， 但造 气 动 控制 原 理 图如 图 ２ 。 图中 ｌ 为 气 源处 理 元 件 ，用 于 对 压 缩 空 气进 行 过 滤 调 压 和 润 价偏高 ， 检修 困难 。而采用电动方式实现同样功能则需要相对复杂 齿轮传动机构 ，特别对于转 向架定位及推出这样简单 的 滑； ２ 为 杠 杆 式机 控 阀 ，用于 转 盘 自转 ９ Ｏ 。 到位 检 测 ； ３为延 时 气 控 的减速机一 结 构要 复 杂 的 多 ， 而 且还 容 易 带 来 地 阀， 用于控制推出气缸动作 ； ４ 、 ５为推 出气缸 ； ６ 、 ７ 为快速排气阀 ， 用 功 能用 电动 控 制方 式 实 现 时 ， 于提高推 出动作的运动速度 ； ８ ， ９为定位气缸 ； １ ０为回转气缸 ； １ １ 、 坑返潮积水引起 电路漏 电等安全隐患。 当然采用气动控制技术也有动作速度易受负载 的变化 而变化 ， １ ２为单向节流 阀， 用于调整 回转气缸运动速度 ， 继 而实现转盘 自转 低速稳定性不好 ， 输出力较小等缺点， 但在转向架转向这样 的应 用场 合 ， 是 能满 足工 作 要求 的 。 该设 备 自研 制成 功 以来 ，又陆 续 在多 个 单位 获 得安 装 应用 ， 使 用效 果 良好 。 运 用该 设 备替 代 吊车 转运 客货 车转 向 架， 对 于提高工作效率 ， 降低能耗和劳动强度具有积极的意