电力机车车轴齿芯组装装备及其液压系统分析

唐维军

（南车戚墅堰机车有限公司，江苏常州 213011）

1 引言

该车轴齿芯组装装备用于HXD1 型和谐大功率电力机车车轴齿轮组装线，其作用是对车轴和齿芯进行组装。该设备由机械部分、液压系统和电气系统组成，其中机械部分包含底座、框架座、小车、立柱、升降台，并与齿芯加热器组装成一体，完成齿芯的加热、输送和组装。

2 车轴齿芯组装装备结构和工作原理

车轴齿芯组装装备的底座、框架座、小车、立柱和升降台均为焊接件，其整体结构如图1 所示。

其工作原理是小车安装于框架座上，由步进电机通过联轴器，驱动滚珠丝杆副配合直线滚动导轨实现高、低两个速度传动。齿芯加热器安装于框架座侧端，齿芯放置于小车上，通过控制小车走行，可以实现齿芯

加热完毕后输送至装配指定位置。

升降台安装于立柱上，通过升降缸驱动，配合直线滚动导轨，实现升降台的上下运动。升降台上安装三个卡爪，卡爪的开合由三个小型抱轴缸同步驱动，实现卡爪对车轴的抓取。另由两只举升缸同步上升实现车轴的举升，当车轴翻转主机上的机械手将车轴水平抓取并以竖直状态夹持搬运至卡爪处时，卡爪闭合，抓住车轴上端的联接盘，机械手松开并撤离，这样使车轴自然垂直，再控制升降台下降，完成车轴与齿芯的组装。

3 液压系统分析

车轴齿芯组装装备液压系统为两只举升缸、三只抱轴缸和一只升降缸提供具有一定压力和流量的工作油液，完成车轴举升、抓取和下降与齿芯组装的工作循环。该液压系统主要由油箱及其附件、液压泵、电磁溢流阀、分流集流阀、叠加阀组、回油滤油器以及管道等组成（系统原理图见图2）。系统额定工作压力14MPa，系统最高工作压力25MPa，系统工作流量22L/min，工作介质为N46抗磨液压油。

3.1 电动启动

空载启动油泵电机组，延时10s 左右，电磁溢流阀8.1电磁铁YV1 通电，系统建压。

图1 车轴齿芯组装装备总装图

3.2 升降缸动作

图2 液压系统原理图

（1）上升动作。电磁换向阀9.3 和电磁铁YV7 动作，液压油进入升降缸无杆腔，有杆腔油液经电磁换向阀9.3、回油滤油器5.1 流回油箱，顶升至行程开关XK2 发讯时，上升动作停止。根据顶升工况要求，可两台油泵同时开启进行顶升动作。

（2）下降动作。升降缸下降有快进下降、工进下降两种下降速度工况。

快进下降：电磁换向阀9.3、电磁铁YV6 和电磁换向阀19.1、电磁铁YV8 动作，液压油经由电磁换向阀9.3 进入升降缸有杆腔，无杆腔油液分为两路：一路油液流经单向节流阀18.1，另一路油液流经电磁换向阀19.1、单向节流阀20.1再汇同一起流经液压锁12.2、电磁换向阀9.3、回油滤油器5.1 后进入油箱，快进时的速度由单向节流阀20.1 调定。

工进下降：当升降缸下降至行程开关XK3 发讯时，电磁换向阀19.1 和电磁铁YV6 失电复位，无杆腔油液只能经单向节流阀18.1、液压锁12.2、电磁换向阀9.3、回油滤油器5.1流回油箱，工进时的速度由单向节流阀18.1 调定。

3.3 抱轴缸动作

（1）抱轴缸抱紧。电磁换向阀9.2 和电磁铁YV4 得电，液压油经电磁换向阀9.2、双向液压锁13.1、单向节流阀14.3、集流分流阀组15.1～17.1 后，分为三路，分别进入各抱轴缸有杆腔，无杆腔油液经单向节流阀14.4、双向液压锁13.1、电磁换向阀9.2 后流入油箱。

（2）抱轴缸松开。电磁换向阀9.2 和电磁铁YV5 得电，液压油经电磁换向阀9.2、单向节流阀14.4 后分为三路进入抱轴缸无杆腔，有杆腔油液汇经集流分流阀组15.1～17.1 后，单向节流阀14.3、双向液压锁13.1 和电磁换向阀9.2 后流入油箱。

3.4 举升缸动作

（1）举升缸上升动作。电磁换向阀9.1 和电磁铁YV2 动作，液压油经电磁换向阀9.1、液压锁12.1 后，分两路经单向节流阀14.1 和14.2 分别进入两支举升缸的无杆腔，有杆腔油液经电磁换向阀9.1、回油滤油器5.1 后进入油箱。举升缸举升速度及两缸同步由单向节流阀14.1 和14.2 调节。

（2）举升缸下降动作。电磁换向阀9.1 和电磁铁YV3动作，液压油经电磁换向阀9.1 后，一路打开液压锁12.1，另一路进入举升缸有杆腔，无杆腔油液经单向节流阀14.1和14.2、电磁换向阀9.1、回油滤油器5.1 后进入油箱。

4 结论

该电力机车车轴齿芯组装装备及其液压系统经加工制作及现场安装调试，各项性能指标完全满足设计要求。对类似液压系统的设计具有参考意义。

［1］雷天觉.液压工程手册［M］.北京：机械工业出版社，1990.

［2］官忠范.液压传动系统［M］.北京：机械工业出版社，1998.

［3］许福玲，陈尧明.液压与气压传动［M］.北京：机械工业出版社，2008.