引言

車輛連接裝置(即車鉤緩沖裝置）是高鐵及地鐵車輛最基本的組成部件之一,車鉤從結構形式上可以分為全自動車鉤、半自動車鉤和半永久車鉤,而車鉤的維護維修大致可分為輕維護和重維護,與我國軌道交通車輛整車檢修的5大級別相呼應。維修使用的設備一直以來都是業(yè)內(nèi)研究和關注的話題,而隨著科技的發(fā)展,為了減輕工人的勞動強度、降低維修成本等,機電液一體化的自動、半自動及智能化設備成為了未來發(fā)展和研究的主要課題。

1車鉤檢修設備介紹

1.1車鉤檢修級別

車鉤的維護級別和檢修時間大致如表1所示。

輕維護包括可在車輛上直接執(zhí)行的計劃中任務,無需進維修車間。在大多數(shù)情況下,目視檢查腐蝕、磨損和損壞情況足以確定是否需要更換零件。

重維護時須將整個產(chǎn)品從車輛上拆除,運輸?shù)綄ｉT的檢修車間,從進車間的常規(guī)檢查到整個車鉤分解檢查更換零部件,而后組裝檢驗到出車間這一系列的過程才是車鉤檢修最為重要和復雜的部分。

1.2車鉤檢修設備

根據(jù)車鉤頭、身、尾三部分的結構,車間對應檢修設備大致如圖1所示。

1.2.1鉤頭拆解及裝配部分設備

(1）車鉤拆裝操作臺:適用于動車組車鉤拆解與組裝時的水平固定。操作臺固定機構能可靠固定鉤尾座,上下左右安裝中心孔距可調整,以適應不同系列和型號的車鉤,左右與上下移動全部采用直線導軌,上下移動采用蝸輪箱通過絲杠升降,傳動部件采用304不銹鋼保護罩。

(2）鉤頭翻轉臺:工作臺翻轉采用減速箱傳動,在3609范圍內(nèi)翻轉,翻轉力矩大且具有自鎖功能。機械鉤頭組裝測試臺帶四個腳輪,前輪為定向輪,后輪為萬向輪,并配置有地剎器。

1.2.2鉤身(鉤桿）拆解及裝配部分設備

(1）壓潰管壓機:組裝機由機架牌坊、70MPa(700bar）液壓系統(tǒng)及工裝部件等組成,機架牌坊采用雙柱式結構,確?？沙休d壓潰管組裝時的反作用力。安全系數(shù)1.2倍。150t液壓缸安裝于機架牌坊內(nèi)。70MPa(700bar）液壓系統(tǒng)由電動泵、液壓缸及相應液壓附件組成,其中電動泵需要具有雙速出油自動切換功能,可實現(xiàn)液壓缸的快進、工進、快退功用,還需具有保壓功能。液壓泵采用緊湊型設計,置于機架牌坊上。液壓缸為雙作用70MPa(700bar）液壓缸,并配有安全溢流閥。

(2）車鉤連掛試驗臺:設備由固定臺支座、移動小車、支撐導軌、車鉤左右位置調節(jié)系統(tǒng)、車鉤升降調節(jié)裝置、氣動控制臺等組成,主要用于動車組(半）自動、半永久性車鉤檢修后的各項功能,包括氣密性、自動伸縮、鎖閉、傳感器反饋等的檢查及試驗。

(3）車鉤牽引桿組裝機:本操作臺適用于動車組全自動、半永久性車鉤中氣液緩沖器。壓機由機架牌坊、橫梁升降機構、擰緊機構、緩沖器移動支承機構、70MPa(700bar）液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)以及工裝部件等組成。機架牌坊采用龍門式結構,確保能夠承受緩沖器壓裝及擰緊(擰松）時的滿載荷。安全系數(shù)1.5倍。橫梁升降機構須與擰緊機構相互配合,在緩沖器端蓋被擰緊(擰松）時,實現(xiàn)聯(lián)動。此外,橫梁須能單獨調整高度,以滿足不同規(guī)格緩沖器的作業(yè)需求。氣動擰緊機構可以提供200～6000N·m的擰緊力,并能按照緩沖器組裝工藝要求設定扭矩。緩沖器移動支承機構能實現(xiàn)緩沖器從吊裝工位至壓裝工位的移動,并且能承受滿負荷壓裝作業(yè)時所產(chǎn)生的擠壓力與扭轉作用力。70MPa(700bar）液壓系統(tǒng)由電動泵、液壓缸及相應液壓附件組成,其中電動泵需要具有高低壓出油功能,低壓控制轉盤的升降,高壓控制壓裝油缸的壓裝。

1.2.3鉤尾拆解及裝配部分設備

（1）緩沖器橡膠軸承組裝機:本操作臺適用于動車組全自動、半永久性車鉤。組裝機由機架牌坊、70MPa（700bar）液壓系統(tǒng)及工裝部件等組成,確?？沙休d橡膠關節(jié)軸承裝拆時的反作用力。

（2）EFG橡膠緩沖器組裝專用設備:

設備一,在EFG裝置更換橡膠環(huán)等部件后,對其上下殼體的壓緊及定位銷進行壓裝,以便緊固相應螺栓,采用PLC控制,具備"一鍵式操作",實現(xiàn)EFG從定位、上下內(nèi)殼體的合攏、壓裝定位銷到復位等工序的全自動操作。

設備二,對完成內(nèi)殼組裝的EFG裝置進行軸承、軸套防水環(huán)等部件安裝,也可用于安裝EFG的對中部件、橡膠支撐環(huán)及對EFG做油漆的涂補。定位裝置可以電動3609旋轉,便于完成EFG相關部件的組裝作業(yè)。

（3）鉤尾座內(nèi)襯套拆除專用中頻加熱機:本設備采用電磁感應加熱原理,對銅套、軸承內(nèi)環(huán)及各種金屬內(nèi)孔等部件進行迅速加熱,達到金屬產(chǎn)品無損傷快速脫卸工件的目的。感應線圈設計為多圈圓形式結構,線圈外部包裹耐高溫絕緣材料,感應線圈根據(jù)加熱工件尺寸進行設計定制。設備主要由感應加熱電源、水冷感應線圈、熱電偶測溫控制儀、工業(yè)循環(huán)水路散熱器和移動式機柜組成。

2檢修設備智能化發(fā)展趨勢研究

我國機械工業(yè)近幾年正在擺脫傳統(tǒng)觀念,逐漸走上高端、智能化發(fā)展的快軌,這也為整個產(chǎn)業(yè)轉型升級提供了動力支持,智能化系統(tǒng)指的是由現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、行業(yè)技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面的應用的智能集合,隨著信息技術的不斷發(fā)展,其技術含量及復雜程度也越來越高,智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業(yè)。而在車鉤檢修設備方面,為改善傳統(tǒng)工裝的操作困難,避免檢修拆解發(fā)生誤差和故障,緩沖桿智能組裝機應運而生。緩沖桿智能組裝機現(xiàn)場布置圖如圖2所示。

圖2緩沖桿智能組裝機現(xiàn)場布置圖

2.1設備的電氣自動化

對傳統(tǒng)車鉤檢修壓機添加了PLC可編程控制器的程序化設計,變身為智能化組裝壓機,它有以下優(yōu)點:響應快,控制精度高,可靠性好,控制程序可隨應用場合的不同而改變。另外采用觸摸屏或者電腦控制,實現(xiàn)設備動作有序,降低了工人手動控制操作設備的難度,提高了效率。并且通過位移和壓力傳感器以及激光對準等技術手段保證車鉤在檢修時的壓緊和對中動作的精確度,避免了傳統(tǒng)方式用眼睛去看、用尺子去測量的誤差,也避免了重復動作,提高了整體檢修的效率。

2.2設備的網(wǎng)絡智能化

現(xiàn)如今互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展,給設備的智能化發(fā)展帶來了再一次飛躍的機會。在互聯(lián)網(wǎng)繁榮的背景下,尤其是當前即將從4G時代進入5G時代,只要給車鉤智能壓機添加網(wǎng)絡端口,那么不論是在辦公室還是遠在異地就都可以通過通信設備來調取查看某個車鉤檢修安裝時的相關情況,甚至在設備出現(xiàn)程序故障的時候,也可以通過遠程操作來解決問題,這也為生產(chǎn)廠家的售后提供了相當大的幫助。傳統(tǒng)上每一臺車鉤檢修后只能通過紙質標簽書面記載每一個產(chǎn)品的檢測結果,而隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,例如電子標簽的使用,現(xiàn)在只要在設備上貼相關二維碼或者電子標簽,通過配備的電子掃描槍進行掃描,那么設備從生產(chǎn)出廠到現(xiàn)今為止的所有情況,包括設備上車運行時間、期間檢修的頻率、每次檢修更換了什么備件,又或者是每一次檢修后的檢驗參數(shù),都可以一覽無余,這就為后續(xù)的檢修以及新產(chǎn)品的設計提供了參考依據(jù)。

3結語

從手動工具到機械工裝再到現(xiàn)如今的智能化設備,工業(yè)4.0將機器人、互聯(lián)設備和快速的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡集中到了工廠環(huán)境中,從而使工廠的生產(chǎn)效率更高,工人重復勞動減少,企業(yè)成本降低。而車鉤檢修設備的發(fā)展才剛剛步入智能化的初級階段,雖然滿足了目前的使用需求,但是離真正的智能化還有很多路要走,希望在未來工業(yè)技術發(fā)展的帶動下車鉤檢修設備也能得到進一步的完善。