C80火車機械結構改造的前期分析和後續改造探究論文

C80車型的載荷量達到了80t，這個數值決定了其在進行接卸時翻車機需要具有足夠的動力進行翻卸工作，在火車運輸中，原有的運貨車載荷量多為70t以下，其翻車機主要適用於C70以下的車型。為了保證運輸接卸的順利進行，就需要依照C80車型的需要對翻車機進行改造，根據其工藝的特點，需要對其結構改造進行嚴謹的研究與分析，並在改造之後進行後續改造，保證其在實際的C80火車運輸中的接卸功能，從而減輕鐵路運輸的壓力。

　　1 翻車機適應C80火車機械結構改造的前期分析和研究

1.1 翻車機配重和翻車機電機驅動力矩的分析研究。用CATIA畫出翻車機的三維圖形，測量重心參數用CATIA畫出翻車機的三維圖，畫出端環、開端壓車器、閉端兩側壓車器、閉端中間壓車器1、閉端中間壓車器2、靠車板、加高小靠車板、壓車器液壓缸、靠車板液壓缸、兩側平台、主平台樑、南側平台、開端箱型樑、閉端箱型樑、液壓站、平台軌道、中間液壓管橋架和上機電纜橋架零件圖，畫出零件圖的時候，必須注意如果有些零部件的密度不是鋼的密度，就需要單獨畫一個幾何體，這樣才可以單獨賦予材料特性。裝配這些零件圖，組成翻車機組件，給這些零件加上材料特性，壓車器膠皮需要單獨賦予rubber的材料特性，翻車機端環裏的配重需要單獨賦予concrete的材料特性，翻車機液壓站油箱裏的液壓油需要單獨賦予water的材料特性，翻車機其它的鋼結構都賦予steel的材料特性。

1.2 作業工藝的更新。由於原翻車機系統作業工藝屬於摘鈎作業工藝，工藝流程中存在摘鈎人員摘鈎確認、翻控操作人員推車機落臂動作指令輸出、翻車機翻車動作指令輸出等多處工藝流程斷點。這些工藝流程斷點不但增加了作業循環所需的時間，嚴重影響了作業效率，而且還會增加設備的能耗。C80型敞車具備不摘鈎作業的條件，所以需要對原作業工藝進行更新，改造為無人干擾的旋轉鈎作業工藝。1.3 定位車首節落臂。在摘鈎作業工藝中，不存在定位車首節落臂的問題，只需要操作人員通過視頻監控系統手動啟動定位車尋找合適的落臂位置即可。改造為無人干擾的旋轉鈎作業工藝後，定位車根據作業指令需要自動尋找首節落臂位置，因而首節落臂作業相對複雜，安全係數要求相對較高。

1.4 定位車尋鈎。在摘鈎作業工藝中，不存在定位車尋鈎的問題，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。在旋轉鈎作業工藝中，定位車的落臂位置被限制在兩節車廂之間的鈎頭或兩節車廂的連接杆處，所以需要進行定位車尋鈎作業，而且這一作業的控制精度需要達到釐米級。

1.5 翻車機壓車器信號檢測。C80型敞車比C70型車高304mm，比C64型車高452mm，所以壓車器的打開角度控制範圍需要根據C80型敞車進行控制調整。調整以後，壓車器的各個信號檢測保護裝置同樣需要進行改造，這樣才能滿足作業要求。

1.6 定位車平台定位。C80型敞車比C70型車短1726mm，比C64型車短1438mm，而目前的翻車機系統中主平台長度為24m，延伸平台長度為1.7m，在翻卸C80型敞車時需要將延伸平台與主平台分離，所以需要對主平台與延伸平台之間的`檢測保護裝置進行調整與改造。原翻車機平台上的兩節車是靠推車機牽引定位的，定位控制精度要求相對不高，一般為0~350mm。改造為旋轉鈎作業工藝後，平台上的兩節車與地面上的車仍是連接在一起的，很容易發生車與平台或車與地面混凝土的碰撞事故，所以對平台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。翻車機系統中有五個漏斗，並列分佈於翻車機平台的下方，由於C80型敞車較C64型和C70型車短且高，因而在翻車機翻卸C80型敞車後，車內的煤炭主要被翻卸在中間的三個漏斗內，會造成中間的三個漏斗煤炭過多，而兩端的兩個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、灑煤等問題。此外，翻車機平台下方安裝有液壓系統的管道和閥門，漏斗內積煤過多，會對液壓管道、閥門等部件產生額外的磨損。

　　2 翻車機適應C80火車機械結構改造的後續改造

2.1 翻車機入端靠車板鉸點之間的箱型樑焊縫加固改造。根據研究發現翻車機在進行適應C80車型改造後入端部分的箱型樑邊緣的焊縫易產生開裂的情況，因此在進行後續改造時，需要研究焊縫開焊的裂口的形成特點，分析其在實際的情況中所承受的作用力，根據其受力狀態進行加固工作。一般改造的翻車機入端箱型樑焊縫及腹板撕裂主要的原因是由於C80車型的增壓，並且其應變能力不足，抗彎能力較低所造成開裂情況。加固方案：1)貼着原腹板，再焊接兩塊厚12毫米的Q345鋼板。2)在翼緣板上表面，沿着原腹板的方向，焊接兩塊厚12毫米的Q345鋼板。

2.2 為保護翻車機壓車器頭部聯接板固定螺栓進行加固改造。翻車機入端平台高強螺栓斷裂也是在其機械結構改造後常發的狀況，高強螺栓在設備運行時會承受一定的工作載荷，通常使用的高強螺栓適應C70以下的車型所產生的工作載荷，其所產生的作用力及剪力都在一定的範圍內，而沒有經過改造的螺栓因承受過大的載荷經常出現斷裂的情況。為了保證翻車機的運行，需要對螺栓進行改造，其主要應用特點是將高強螺栓所受的工作載荷分擔出去，減少其運行時所受到的剪力，在每個壓車器頭部聯接板上方豎直焊接2個厚20mm材料為Q345的筋板。壓車器頭部鋼結構在受到工作載荷之後，原來壓車器頭部聯接板高強螺栓所受到的部分剪力通過焊縫傳遞到保護壓車器頭部聯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。

目前翻車機的改造大多數是將應用於C70車型翻卸的翻車機改裝成可以翻卸C80車型的翻卸設備。接卸80t載荷的翻車機的改裝成功使我國鐵路運輸行業有了進一步的發展。翻車機的類型有很多，例如俄式O型翻車機、CD78翻車機等。在翻車機的改裝與使用時，需要根據翻車機的型號及相關的要求進行分析及改造，並保證其焊接筋板的牢固性，避免出現斷裂的問題，從而保證改造過的翻車機可以適用C80車型的工作環境。