一种新型整环式整车翻转机工艺设计方案

刘鸿印

（齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔　161002）

一种新型整环式整车翻转机工艺设计方案

刘鸿印

（齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔161002）

本文介绍了一种新型整环式整车翻转机的工艺设计方案。根据翻转机所在的铁路货车钢结构检修流水线的总体要求，首先确定其总体流程和各组成部分的大体结构形式，在各部结构设计过程中采用经过实践检验的成熟可靠的结构并进行局部优化创新，同时使用PLC采集数字信号并运算实现关键机构的同步控制以及安全的自锁及互锁控制，确保总体方案安全、高效、实用。

通过式整环式翻转机

在某铁路货车厂修基地建设项目中，为了满足钢结构检修流水线式作业的整体设计要求，提出了一种新型整环通过式整车翻转机设计方案，以实现该项目中涉及的运煤专用铁路货车车体钢结构的翻转变位。

1　设计要求

翻转机需要满足的产品型号包括C64K、C70A、C80、C80B等型号运煤专用敞车，同时为了拓展产品适应性能，翻转机的车辆定距适应范围需满足8200mm～12500mm，车辆宽度适应范围3140mm～3400mm，长度适应范围12000mmm～12500mm，车辆最大高度4300mmm。回转速度0.5r/min，回转角度±180度。翻转机能够根据车辆的型号实现在翻转焊接工位自动对中，并且能够参与检修生产线的工件传送。

2　工艺思路

根据生产线的总体流程要求，设计翻转机的工艺思路，从翻转机的生产效率、转型易于调整、可靠性和实用性等因素考虑，综合比较分析，确定最优工艺设计思路。

图1　

图2　

图3　

图4　

如图1所示，翻转机主体结构由翻转环和升降台组成，辅助操作走台及钢结构支撑和安全盖板组成。转环上设置手动车体钢构夹紧装置用于固定车体，升降台上设置辅助传送机构用于车体定位和参与流水线传输。其工艺流程为：传送台车承载车体钢结构在流水线上沿标准轨上进入翻转机；升降台升起一定高度后（如图2所示），用安装在翻转环上的夹紧装置对车体钢结构进行固定；升降台和传送台车落到地面以下（如图3所示），翻转环带动车体钢结构翻转至合适的角度进行焊接作业；作业完成后，车体回转至初始角度，升降台上升至图2所示的高度，复位车体加紧装置；升降台落回至初始高度，并进行传输。

3　各部结构

3.1翻转环组成

翻转环组成（图4），是整环翻转机的最重要组成部分，是功能实现的主体，其结构如图4所示，由转环体、底座、保持架、传动机构组成。转环体为整体组焊加工结构，外圈360度焊接双排链条，内圈设置适合涉及代表产品的手动车体钢结构夹紧装置。整环坐落在带有托辊的底座上，底座两侧设有防止转环体倾倒的保持架。带有自锁装置的驱动电机与底座固定，通过联轴器链接带动驱动链轮，链轮啮合转环体上的双排链条驱动转环体和车体钢结构一起转动至任意角度。根据生产线的工时设置选定的主体转环转动速度0.5r/min，以及车体固定后转环与车体的最大扭转力矩进行计算选定最优的电机及减速器驱动方案。

图5　

图6　

3.2升降台组成

升降台组成（图5）的主要功能是实现传送台车和车体钢结构的升降、沿生产线纵向位置调整以及参与整条检修流水线的传输。它由底座、升降驱动机构、升降台以及安装在升降台上的传输和定位装置组成。由两台固定在底座上的丝杠升降机驱动升降台升降，通过垂直的直线导轨进行导向，确保升降动作平稳，保证车体钢结构固定夹紧高度和翻转时使传送台车落到地面以下。升降台上集成用于工件传输和定位的牵引装置，通过电机驱动链轮，实现直线导轨上的牵引夹持机构沿升降台纵向移动，由气缸驱动夹持机构。用于升降和夹持机构驱动的传动系统均设置数码计数功能，用以记录升降高度和牵引夹持机构的位置。

图7　

3.3操作平台

操作平台（图6）是为了便于工人操作设置的辅助机构，由底座和可沿底座导轨滑动的升降平台组成。它主要实现横移和升降两个动作，横移是为了避让车体钢结构翻转空间，由气缸驱动实现，升降是为了调整操作高度，采用电机驱动双向输出的减速器带动两套丝杠机构升降，通过机械方式实现完全同步。升降机构同样设置数码计数装置，便于控制系统记录当前高度。

3.4钢构支撑及盖板装置

这一装置的功能主要是覆盖升降台下降后的地坑，另一方面也支撑升降台，客服传送时的反作用力。盖板为由气缸驱动的伸缩式结构，能够完全覆盖传送台车落至地面以时的整个地坑，确保操作人员安全。

3.5电器控制系统

电器控制系统的核心采用西门子S7-1200PLC，实现翻转机的转环体转动、升降台组成升降、辅助牵引、操作平台动作及盖板等动作通过非接触式电磁传感器反馈信号实现自锁控制。两套翻转环组成的同步控制则通过PLC对安装在转环传动系统中的计数装置反馈的数据比较分析，控制驱动两台电机输出来实现。通过网络端口与流水线牵引输送装置控制系统通信，参与工件的自动传输和安全互锁。

4　结语

该翻转机方案通过多次讨论后实施，目前已经完成安装调试（图7）。通过式整环翻转机比龙门式和半环式在线翻转机相比具有效率高，结构相对简单，易于维护保养等优势。相信在将来的生产中，其优良的性能能够进一步得到验证。