浅谈柴油机机体加工翻转台总体方案

摘 要：笔者长期从事基层政府的科技管理和机械产品设计、科技成果转让方面工作，本文提出了几种柴油机机体加工翻转台的新方案，并对这些方案的性能作了比较。

关键词：柴油机 翻转台

【分类号】TK426

内燃机车的动力由柴油机提供。机体是柴油机的基础零件。通过它使得柴油机的许多零部件连接成为一个整体。柴油机机体是一个结构复杂、工况恶劣、技术条件要求很高的零件。它除承受各种作用力（支承力及紧固力） 外，还处于高温高压之下，机体内备有水腔油道等。

（一）挠性构件翻转台

所谓挠性构件翻转台是指用挠性件传动来促使机体翻转。挠性构件（链条、钢丝绳等）既是传动元件，又是承载构件，受力状况恶劣。

液压驱动挠性构件翻转台

此方案是将前者方案中的机械驱动改为液压驱动。按照液压缸安装位置不同又可以分为以下二种机型：

1. 双立柱油缸

驱动翻转台增速型方案和立柱式油缸方案相比，它具有大大缩短机架高度及油缸行程的长处。油缸的受力几乎是通过油缸的中心线而不改变方向挠性构件AB段 和CD 段在转体过程中和地面夹角变化最小。油缸总是处在以无杆腔作为工作腔的情况左右油缸的伸缩同步问题，可以用两油缸的有杆腔组成串联来解决。前后油缸由于承载不匀而引起不同步问题，可以用调速阀解决。由于立柱采用双立柱框架结构，使整个机架的刚度大大提高，是一种较为可行的方案，机体翻转角度可达180°，足以满足工艺要求。

2. 立柱式油缸驱动翻转台

把原来的立柱以油缸代替，缸头部滑轮在导轨内上下滑动，挠性件不是封闭的，其两端和机架底部固接。当左右油缸一上一下滑动时机体则在挠性件上翻滚，实现转体的目的。液压传动与机械传动比较，它具有的体积小、容易实现调速、操纵灵便、吸振性好、载易保护等的优点在此方案中得到了充分的发挥过。再加上挠性传动短，链轮数的减少也减小了磨损。而液压传动中的一些主要缺点，在此方案中不起明显作用，实为可行方案之一。但是此方案除了存在机体和挠性件的磨损外，机体翻转角度受到了一定的限制（ 90°-180°）。当要超过此范围时，则需吊车配合该方案也存在一些缺点油缸滑轮升得太高总高达3。s m左右，活塞杆不稳，易受弯矩造成油缸的偏磨，占空间过行程加长也增加了油缸加工的难度。将油缸倒挂在两立柱之间。组成增速型链轮组，则能克服上述缺点。

（二）L字形构架液压驱动机体翻转台

1. L字形构架液压驱动机体翻转台两端面，用钢叛焊成具有一定角度，截面为矩形的两个变截面端架。端架上焊有扇形钢饭增加其强度。钢叛上安装有回转支承轴，两端架之间又用型钢连接成一个整体机架。当机体被吊放在机架上将要翻转时，其机体和机架的合重心对支座的回转中心己产生一个有利于翻转的偏心距。从理论上讲，机体的翻转可以不需要外部提，供任何动力，只需油缸的回油给以节流，提高背压来控制翻转速度。当转体完毕，机体被吊走，由油缸提供推力使机架恢复到原位。其所需功率也是很小的。油缸安置在支座的左侧，是让油缸始终处于以无杆腔作为工作腔工况，可以大大降低系统的压力。L字形构架方案的优越性是较明显的，需功率最小，结构简单，占地面积小，吊装方便还可以进行无级调速，能在 90°范围内翻转一个任意角度，也可以当作一个简易工作台，其缺点是转体限制在90°范围之内，超过此范围则需吊车配合再翻一次，而且只适用于一种机型。为了适应机体在不同位置起翻，以及翻转时的准确定位，机架上还装有一套导向定位装置，机架两端部油缸的同步间题，完全由机架刚度来保证。制造该机架时，由于焊接产生的变形较大，端部的支承轴加工必须是在热处理之后进行。因此为了保证该机架两回转轴以及两油缸支承轴的同心度，必须使加工工艺性变差。该系统的特点是除了进回油路能调速外，还能自动调节背压限制了油缸在负值载荷作用（机体构架的自重对回转中心的翻转力矩）下活塞杆的运动速度。而在正值负载作用时，背压又能自动减小。

（三）翻板型液压驱动机体翻转台

翻板型翻转台的示意图，是由A O、BO两块翻板通过O连接而成。因此不工作时是不占空间的。翻转的动力液压缸安置在地下，当机体顺时针翻转时先OB翻起贴O C面，然后左边油缸活塞顶起，机体开始翻转。此时右边油缸处于回油节流。当机体重心G到达以上，所作垂直线的右侧时，理论上左边油缸可以不做功而复位，但为了防止机体打滑，继续工作到翻转完毕后复位。在整个翻转过程中右边油缸始终处于回油节流产生背压的工况。但其节流程度应该有所变化。一开始不要节流过甚，以免左边油缸消耗功率过大。本方案既具有液压驱动的一切优点且结构最简单，又不占空间。实为诸方案之冠至于翻转过程中两油缸的配合以及节流程度的调整，可以设计相应的液压系统给以保证，为此方案液压系统。液压系统的特点是用节流芯棒来实现回油路节流调速。于芯棒是一个变截面杆，芯棒的最大截面积仍要小于活塞的节流孔。可以根据翻板翻转的速度来设计芯棒的变截面积和活塞的节流孔大小，当油缸反向行程时因辅助缸的活塞上装有一个单向阀而不起节流作用。两缸的配合动作由翻板两侧的程开关控制。当缸Ⅰ和缸Ⅱ工作时，缸Ⅲ和缸Ⅳ的进出油口和油箱连通。辅助油缸起节流阻尼作用，该阻尼作用随着芯棒截面积的变化而变化。辅助油缸的缸体可以和两侧的两个油缸缸体刚性联结，当翻板翻转时三个缸体一起作小角度范围的摆动。

结语：

综上所述，各种翻转台方案各有其可取之处，也各有其不足之处。只有通过充分的讨论和比较，再结合本厂的具体加工能力和使用条件，取一个较为适合本厂情况的方案才是比较合理的。

参考文献

[1]关肇勋、黄奕振，实用液压回路上海科学技术文 出版1982年第31 -186页。

[2] 成大先.机械设计手册[M].4版.北京：化学工业出版社，2002，5.

[3] 李平.臂架翻转设备设计及无线遥控技术应用研究[D].中南大学，2012.

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