气缸盖组装生产线的设计

2004年6月　　　　　　　　　　内燃机车　　　　　　　　　　　

气缸盖组装生产线的设计

袁其刚

(洛阳机车厂科技开发部,河南洛阳471002)

　　摘要:分析了气缸盖组装生产线设计的可行性,介绍了气缸盖组装生产线的设计、总体布置、

设计计算等。指出该气缸盖组装生产线的优点。

关键词:气缸盖;组装;生产线;工艺布置;工艺流程中图分类号:TK423.2　　文献标识码:B　　文章编号:100321820(2004)0620008203

1　课题的提出　　洛阳机车厂气缸盖的组装(又称小组装)是由

几个分散的工序来完成的,由一台卧式的气门弹簧、锁夹安装设备来安装气门弹簧、锁夹。使用深度尺测量气门的下沉量,每个气缸盖的4个气门要分别测量4次,而且读数容易产生误差。导柱的安装则是由人工使用手锤完成,安全性较低,劳动强度比较大。气缸盖组装时放于几个由角钢焊接的支架上,装配各零部件时全靠天车的协助由人工完成,气门导管的装配、弹簧的装配等工位移动,容易因刚性大、表面粗糙的支架而产生对缸头承压面等重要加工面的严重损害,我们厂多次出现由此问题而产生的机车返厂回修。为了解决这一问题,我们设计了新的气缸盖组装生产线。

难满足设计原则要求。

(2)生产线为封闭的环形。这种方案将生产线设计成一个封闭的环形,可以将各工件放在横向的位置,纵向只供运送小车换向用。但此方案不便于维修。

(3)生产线为封闭的环形,操作人员在生产线外侧。这种方案将生产线设计成一个封闭的环形,可以将各工件放在生产线的四周。操作人员位于生产线外侧。

(4)生产线为封闭的环形,操作人员在生产线内侧。这种方案将生产线设计成一个封闭的环形,可以将各工件放在生产线的四周。操作人员位于生产线内侧。

通过对上述4种不同方案的认真分析、论证后,我们认为:方案(1)的优点是省去了运送小车换向的困扰,但却需要解决运送小车的回送问题,如果再加一条辅助轨道,就有点得不偿失了。而且整个生产线长度达30m,工地的布置也就成了一个很大的问题。所以我们决定采用环形封闭式生产线。对比后3种方案,根据我厂工地布置的现状,在尽可能少的调整工地、并尽量充分利用工地的情况下,第4种方案采用封闭式轨道,操作人员位于封闭环内侧,这样在同样的占地面积的情况下,可以适当增大生产线的周长,所以采纳了这个方案。

2　设计方案的确定

2.1　设计原则

　　气缸盖组装生产线的设计,应满足以下要求:

(1)工艺流程安排合理,操作简便,效率高;(2)系统设计应安全、可靠;(3)通用性强,成本低、清洁、满足环保要求;

(4)平面布局简单、紧凑、合理、流程顺畅。2.2　方案论证

　　(1)生产线为直通式。这种方案将生产线设计成直通式,按工艺流程来依次布置,这种布置很

　　收稿日期:2003211203

),男,河南兰考人,工程师。作者简介:袁其刚(1969—

3　气缸盖组装生产线的设计

3.1　气缸盖组装生产线工艺总体布置设计

　　气缸盖组装生产线由数辆运送小车、一台锁夹

第6期(总第3期)袁其刚:气缸盖组装生产线的设计　　　　9　

安装台、一台下沉量测量工作台、一台导柱安装工作台和两个带转台轨道及中间的联接轨道组成。气缸盖采用运送小车支承,小车设计为纵向、横向各有4个轮子。轨道使用1∶100的斜度,工作处采用水平轨道,使运送工件的小车在使用过程中不需要外部附加力,能自然将工件传送到下工序。4个拐角处不需要使小车旋转换向,而是采用了气缸顶升方式先使小车脱离原来方向的轨道;同时,另一个方向的轮子起到支撑作用,气缸继续上升,则由于小车一侧受阻而倾斜,从而自动进入下一轨道。这样还能补偿由于轨道1∶100的斜度而产生的高度差,使工作台仍能保持一定的工作高度。

根据我们厂工地布置的现状,设计气缸盖组装生产线工艺平面布置图,如图1所示。中的测量气门下沉量调整至安装气门弹簧、气门锁夹之后,然后安装其它零部件。这样,就能使安装各种栽丝、法兰集中在后面完成,同时,改善了安装气门锁夹、测量气门下沉量、安装导柱时气缸盖的状态。

4　工艺装备的设计计算

　　气门下沉量原来使用深度尺来测量,本设计方案采用可以在任意位置置零的数显百分表,读数更加准确、方便。按工艺要求,气门的下沉量应在017～315mm之间,我们使用了量程为0～5mm的数显百分表,首先将其在大于315mm处的任意位置置零,则在自由状态百分表的读数小于315mm,将表座置于气缸盖表面,则百分表的读数为下沉量的负值。

设计导柱压力时,最重要的就是计算导柱的压入力,有了这个数据,就可以选配动力。具体计算如下:

压入力Pr=πdlfrpmax式中:d为配合面公称直径,根据图纸要求,

d=24mm;l为最大压入长度,根据图纸要求,l=35mm;fr为压入时的摩擦系数,对铸铁、钢来说,用

图1　气缸盖组装生产线工艺平面布置图

1—工件运送小车;2—轨道(一);3—锁夹安装台;4—锁夹

存放架;5—弹簧存放架;6—轨道(二);7—下沉量测量工作台;8—轨道(三);9—导柱安装工作台;10—导柱存放架;

11—轨道(四);12—螺栓存放架;13—风扳机悬挂支架;14—

压入法装配时,正常工作状态其摩擦系数f=0108,压入时的摩擦系数fr=112f=112×0108=0196;pmax为最大计算过盈时的压力强度。

δmaxpmax=×10-4

d

C1C2+E1E2

带转台轨道(一);15—轨道(五);16—带转台轨道(二);

17—轨道(六);18—轨道(七);19—轨道(八);20—轨道(九)。

式中:C1、C2为系数;E1、E2分别为被包容件和包

容件的弹性模数;δmax为最大计算过盈量。

δmax=δTmax-1.2(RZ1+RZ2)式中:δTmax为最大配合过盈;RZ1、RZ2分别为被包容件外表面和包容件内表面不平度平均高度。

经计算,压入力Pr=9937.2(N)。

3.2　气缸盖组装生产线工艺流程设计

　　我们厂原来气缸盖组装的工艺流程如下:

装小栽丝(包括喷油器螺栓、出水管螺栓、气缸盖裙螺柱、示功阀螺柱、溢法兰螺柱等)→装放气阀法兰→装回法兰→装进气支管→气门系统装配(包括选配气门、测量气门下沉量、安装气门弹簧、气门锁夹)→安装摇臂座栽丝→安装导柱→安装横臂→安装摇臂组→安装裙盖。

考虑到测量气门下沉量时需要将气缸盖翻转,在不影响气缸盖组装的情况下,为使设计简单化,我们将工艺流程做了适应的修改。将气门系统装配、安装导柱提到最前面,其中又将气门系统装配

5　气缸盖组装生产线操作规程

　　气缸盖由轨道(八)处吊装至工件运送小车,经

轨道(九)进入轨道(一),在锁夹安装台使用锁夹安装机压缩气门弹簧、安装气门锁夹,经轨道(二)进入下工序,将翻转架、小车和气缸盖翻转180°,由电机控制将测头放在气缸盖上面,测量气门下沉量,再将翻转架、小车和气缸盖翻转回原位,经轨道

【下转第24页】

24

　　　　内燃机车

2004年

638—X7/5—ZJ常开触头—6—L励磁绕组—8—X7/14—682—2HKg1正联锁—681—X7/6—

7—CF(-),如图2所示。励磁机L发电,经2ZL

整流后,再经LC主触头向主发电机F提供励磁电流,主发电机F发电,经1ZL整流后,向牵引电动机1D～6D供电,1D～6D开始正常运转,通过减速齿轮箱驱动轮对旋转,机车起动。不仅实现了主接触器主触头1C～6C在无电状态下闭合,而且LC及ZC的主触头也在无电状态下闭合。

5　结论

图2　改进后的DF4B型机车励磁机L励磁电路(部分)

通过以上改进,在机车起动前的各项准备工作完成后,将换向手柄从“中立”位搬至“前牵”位,KZ的“3”号触指闭合,1HKg1、2HKg1线圈得电,1HKg1、2HKg1主触头闭合;同时KZ的“2”号触指闭合,为1HKg1、2HKg1线圈得电作准备。然后主手柄从“0”位搬至“1”位,KZ的“5”号触指闭合,1HKf1、2HKf1线圈得电,1HKf1、2HKf1主触头闭合,1HKf1、2HKf1线圈得电后,通过其联锁电路,使LLC线圈得电,LLC主触头闭合,为接通励磁机L的励磁电路作准备,同时通过LLC的一对正联锁闭合,使1C～6C线圈得电,1C～6C主触头在无电状态下闭合,接通主电路,同时通过1C～6C正联锁接通LC线圈电路,LC主触头也在无电状态下闭合。经过SJ(2～3s)的时间延时,最后ZJ线圈得电,其常开触头闭合,接通励磁机L的励磁电路,其电路为:CF(+)—650—X7/7—9—2DZ—626—LLC主触头—628—Rwq—629—R1t—635—637—2HKg1正联锁—【上接第9页】

(三)后,在导柱安装压力机的作用下,使用导柱安装套安装导柱,然后在两个带转台轨道处安装回法兰、进气支管、摇臂座栽丝、横臂,完成后由轨道(七)处将组装完成的气缸盖吊下,然后,小车进入轨道(八),进行下一轮的工作循环。

　　(1)机车起动电路的改进部分比较简单,很容易实现,而且不影响其它电器的动作过程。

(2)机车起动电路进行改进后,不仅完全实现了1C～6C主触头在无电状态下闭合和断开,而且LC及ZC的主触头也在无电状态下闭合和断开,减少了1C～6C、LC、ZC主触头烧损故障的发生。

(3)由于国产电传动内燃机车的机车起动电路大多存在同样的缺陷,因此,这种改进方法,对于其它型号的电传动内燃机车也有参考价值。

(4)由于SJ延时了2～5s,因此即使LC主触头延迟2s闭合,乘务员也不会误认为电路出了故障,产生错误的操作。

参考文献:

[1]　赵敬超,张金才.内燃机车电传动[M].北京:中国铁道出版

社,1999.[2]　戚墅堰机车车辆厂.东风11型内燃机车电传动系统[M].北京:

中国铁道出版社,1997.[3]　赵伟.配置410C牵引电动机的东风4B型机车主接触器烧损原

因分析[J].机车电传动,1997,(2).

(1)工艺流程安排合理,操作简便,工作效率高。(2)每个轨道均设计为箱体,轨道下方的空间作

6　小结

　　该气缸盖组装生产线方案已在洛阳机车厂实施,从使用效果看,气缸盖组装生产线改善了工人的劳动强度,且占地少、成本低,确保了气缸盖检修质量,缩短了气缸盖检修周期。气缸盖组装生产线具有以下特点:

为工具箱使用,节约了空间。

(3)整条生产线采用了压缩空气和电力作为动力,共使用了6个气缸和2台电机,具有成本低、清洁、环保的优点。

(4)通用性强,可以完成所有DF系列内燃机车气缸盖的检修工作,包括DF4B、DF4C、DF4D、DF5、DF7C、DF7D、DF8、DF11型机车。

(5)该方案平面布局简单、紧凑、合理、流程顺

畅。

ABSTRACTS

Dieselmutipleunitmodulardesign

YINJin2guo,CAOZhi2wei

(SifangLocomotiveandRollingStockCO.,LTD,Qingdao266031,China)

Abstract:TakingTianan002andTianan003Ahydraulictransmissionmotorcarsasexamples,theconceptofmodularintegrationdesignisproposedintermsofarrangingpowerunit,transmissionsystemandauxiliarydevicesunderfloor.Theadvantagesofmodularintegrationdesignarepointedoutbyanalysis.

Keywords:Tianan002;Tianan003A;dieselmultipleunits;modulardesign;hydraulictransmission;diesel2converterset

DevelopmentofBS2000radiocontrollocomotive

JIANGPei2fa1,ZHURong2hua2

(1.SifangLocomotiveandRollingStockCO.,LTD,Qingdao266031,China;2.ShanghaiBaogangGroupCO.,Shanghai200063,China)Abstract:

The

development

process,

general

arrangementoftheassemblylinearedescribed.Theadvantagesoftheassemblylinearepointedout.

Keywords:cylinderhead;assemblyline;techniquear2rangement;processflow

arrangement,performance,structuralcharacteristicandfieldoperationresultofthefirstBS2000radiocontrollocomotivearedescribed.Thisdomesticlocomotiveiscomparedwiththe

Discussionondesigningandcomputingof

heavyrailcarbodyXIANGA2feng1,XIAOShou2na2

(1.YongjiMotorFactory,Yongji044502,China;2.SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)

Abstract:

The

structure

characteristic,

similarforeignones,andsomenewdesignconceptsandmethodsareproposedinthispaper.

Key

words:locomotive;radiocontrol;structural

characteristic;constantspeedcontrol;startingatmaintainingposition;blackbox;research

computationmodel,computationloadandmode,aswellastheevaluationstandardsofthestrengthandrigidofcarbodyarepresented.Thecomputationanalysisshowsthatthecarbodystructuredesignisreasonableandmeetsthelocomotivegeneralarrangementandrelevantnationalstandardsforlocomotivestaticstrength.

Keywords:heavyrailcar;carbodydesign;strength;rigid;finite2elementcomputation

Developmentoflocomotivecoolingwateradditiveagent

CHENMu2ru

(Maoming

Petrochemical

Corporation,Maoming

525000,China)

Abstract:Theanticorrosiveperformancesofexistingcoolingwateradditiveagentsareanalysed.Basedontheanalysis,onekindofcoolingwateradditiveagentforthecharacteroflocalwaterquality

suitable

forlocomotive

dieselengineisdeveloped.Theapplicationresultshowsthat

Cylinderheadassemblylinedesign

YUANQi2gang

(LuoyangLocomotiveWorks,Luoyang471002,China)Abstract:Thefeasibilityofcylinderheadassemblylinedesignisanalysed.Thedesignandcomputation,general

thenewagentismoresuitableforthecoolingwaterusedforMaomingPetrochemicalCorporationπslocomotive.

Keywords:dieselengine;coolingwater;additivea2gent;performance;research;development

Ⅲ