SP216蓄能制动器拆装作业台的设计

摘要：SP216蓄能制动器拆装作业台是根据SS8、SS9电力机车上蓄能制动器的结构特点和内部力学特性而设计制造的一台专用工装设备，主要作用是拆卸和安装SP216蓄能制动器，以进行蓄能制动器的大修工作。它的设计制造的成功有效地提高了北京机务段SS8、SS9电力机车的大修工作效率。

关键词：蓄能制动器 力学特性 丝杠传动 电气控制 生产

效率

1 概述

SP216蓄能制动器属电力机车基础制动装置的一部分，它与踏面制动器配套使用，主要作用是机车停车后对机车实行停车制动，防止机车在坡道上滑行。北京机务段在进行电力机车检修时需要对蓄能制动器进行拆卸、检查、整修、安装。由于蓄能制动器内主压缩弹簧和压缩弹簧的工作高度载荷的和不小于10367N，所以在拆卸和安装时存在着很大的危险，在没有专用工装设备时根本无法拆装，故需要设计制作一台专用工装设备来进行蓄能制动器的拆装作业。SP216蓄能制动器拆装作业台的设计制造成功顺利地解决了这一难题，此蓄能制动器拆装作业台采用普通丝杠传动系统，拆卸过程中有效地平衡了弹簧缓解时较大的弹力，安装过程中速度较慢，控制系统采用点动控制，顺利地消除了安装过程中的安全隐患。

2 主要技术参数

①拆装台长、宽、高：1600mm、500mm、658mm。②减速机功率：1.1kw。③所需电源：三相380V 50Hz 。④输出转速：82r/min。⑤卡盘行程520mm。⑥卡盘行走速度：656mm/min。

3 主要结构设计及关键问题解决

蓄能制动器拆装作业台主要有电机、减速器、丝杠传动系统、轨道及托板、台面及卡槽、底座、电气控制系统等组成。

3.1 托板、轨道、丝母丝杠传动装置、轮对、卡盘和减速器共同组成走行装置。托板采用两片厚20mm的45钢板制作，结构牢固可靠，承受载荷大，能够很好地满足工作要求。轨道采用两条平行的10号槽钢与两头立板焊接而成，槽钢为碳素结构钢，强度和硬度均能达到要求，保证了卡盘的直线运动。丝杠定位一头采用联轴器、一头采用轴承定位。丝母座两头轴头与托板的配合采用间隙配合，一方面解决了丝杠受径向力的问题，另一方面消除了由于轨道受力偶矩时的微小挠度所带来的误差。由于蓄能制动器和丝杠传动机构不在一水平面内，故设计4对轮对，保证了结构紧凑，平衡了由于弹簧弹力造成的倾覆力矩。卡盘采用一片20mm厚度钢板焊接4条卡抓而成。卡抓的尺寸设计根据蓄能制动器的后座的尺寸设计，防止了拆卸或安装时因弹簧的不稳定弹力而造成的径向位移的发生。卡盘后轴上铣有一开口，和托板上轴销配合，这样以来卡盘可以随时更换，大大提高了维修效率。减速器采用立式摆线针轮减速器，电机功率1.1kw，减速比为17，输出转速82r/min。

3.2 底座及台上固定装置。蓄能制动器拆装作业台底座采用10号槽钢焊接而成，考虑到弹簧的弹力很大，在底座结构设计时特别焊接了加强板，有效地防止了底座的弹性变形，由于拆装蓄能制动器时会存在应力集中现象，故在应力集中的地方采用两块20mm厚的钢板做立板，一块安装丝杠轴承座，另一块安装减速器，两立板之间连接轨道，两板相距1100mm，并有4条支腿与底座相连，加强板加强，结构牢固，不宜变形。工作台的台面由4块形状不同的钢板连接，两头的两块与立板焊为一体，中间两块与立板用螺栓连接，便于拆卸、维修。台面上卡槽与其中一块固定的面板焊接成一体，卡槽是根据蓄能制动器底座专门设计的快装装置，便于蓄能制动器的固定。

4 主要创新设计

4.1 走形装置中轮对的设计。由于轨道连接形式为焊接，无法拆卸，为满足日后作业台的检修，需要对丝杠和丝母进行拆卸，这就对轮对的设计提出了要求，必须靠拆卸轮对来实现丝杠传动系统的分解，故设计轮对时两对设计有缘，两对无缘，从而满足了拆卸要求，同时有缘轮对起导向作用。

4.2 卡槽快装装置设计。根据蓄能制动器的结构特点和安装特性，考虑到安装的方便快捷和固定牢靠，台面上蓄能制动器的固定装置设计成卡槽快装装置。快装装置由卡槽和底板组成，蓄能制动器外形不一，两外壳安装粗糙，故设计了底板来消除因蓄能制动器外形不一而带来的形状误差，底板上焊接4条柱销正对蓄能制动器底座上的4条通孔。卡槽上设计安装了4条螺栓，拧紧4条螺栓就能把蓄能制动器牢固地紧固在底板上，既放表快捷又简单省时。

4.3 丝母座与托板的配合设计。丝母座两轴头与托板的配合采用间隙较大的间隙配合，最大径向间隙为3mm，两托板之间的距离大于丝母座两轴台的距离，最大间隙达4mm，既消除了丝杠轴所受径向力，又为丝杠受冲击力起到缓冲作用，有效地保护了丝杠传动系统。

5 小结

SP216蓄能制动器拆装作业台经过精心设计制造，现在已经投入使用，是北京机务段SS8、SS9电力机车的大修时必不可少的工装设备，它在设计时既满足了生产上的功能要求，又符合人体工程学原理，拆装作业中有效地克服了蓄能制动器中弹簧的巨大弹力，结构稳固，保证了作业安全，使用者使用时轻便快捷，控制灵活，大大提高了生产效率，之前的蓄能制动器拆装检查一台需用1天的时间，用蓄能制动器拆装作业台工作一天可拆装检查4-5台，提高了生产效率4-5倍，如果只实现拆装作业紧需要不到10分钟时间，同时提高了机车检修质量，保证了机车制动安全，为我段的电力机车的检修工作做出了贡献。

参考文献：

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[5]成大先.机械设计手册第一卷（第五版）.北京：化学工业出版社，2007.

致谢：

在设计制造SP216蓄能制动器拆装作业台的过程中，得到了北京机务段领导的大力支持，也得到了北京设备车间、检修车间的大力协助，在此特别提出感谢！

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