齿条传动推车机的设计

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【摘 要】铁路部门从2007年5月份开始，在所有的翻车机系统中禁止使用摘钩平台装置。这造成了很多翻车机系统需要进行改造，而这些老的翻车机系统受到场地、工期、费用的限制，不能进行大规模的、破破坏性的改造。这样，就需要一种结构紧凑、自动化程度高、成本低的推车设备来取代摘钩平台。本文结合天津军粮城发电有限公司翻车机改造项目，介绍一种齿条传动的推车机。

【关键词】推车机；齿条传动；自动化

0 概述

由于铁路部门从2007年5月份开始，在所有的翻车机系统中禁止使用摘钩平台装置，造成很多老式的翻车机系统即依靠摘钩平台将车皮顶起，并使车皮溜进翻车机室的翻车机系统无法将车皮推送到翻车机室内进行翻卸作业，使整个翻车机系统瘫痪，而无法使用。

而且绝大部分老式翻车机系统受现有系统布局、土建基础和设备的限制，而不能装备常规的重车拨车机。即使能配备重车调车机，其工程造价也是很高昂的。所以需要一种结构简单，占地面积小的推车设备来取代重车调车机。

1 侧臂式推车机

在2007年底出现了一种侧臂式推车机，如下图1所示。它由钢丝绳卷扬系统、大臂系统、行走机构、导向机构、简易车钩等组成。通过对该侧臂式推车机进行分析和考察，发现该推车机的设计存在一定的缺陷。

1）侧臂式推车机采用钢丝绳和卷扬来提供动力部分，它最大的缺点是传动的精准性比较差，造成车皮定位比较困难。钢丝绳使用一段时间后，还需要保养和收紧，造成了比较高的日常维护工作量；

2）侧臂式推车机采用电机来实现大臂的抬、落，这使得抬、落臂动作冲击较大，制动性、可靠性较差；

3）臂体前端，不是铁路专用的车钩，而是一个用钢板切割而成的简易“车钩”，这会很难通过铁路部门的检车，造成整个翻车机系统停用；

4）大臂前端的简易车钩为常开结构，没有挂钩和摘钩系统，不能与车皮上的车钩锁紧，造成该推车器只能推送车皮，不能牵引车皮；

5）侧臂式推车机将车皮推至翻车机进车端时，是依靠车皮推送过程中的惯性溜进翻车机平台的，整个推车过程是不能实现准确定位的，而且对车皮的冲击较大。

2 齿条传动推车机

针对现有侧臂式推车机的缺陷和不足，结合天津军梁城发电有限公司实际改造的要求，我设计开发了一种齿条传动的推车机，如图2所示。齿条传动推车机依靠车体上固定的小齿轮与地面齿条的啮合来实现推车机的移动，由于采用的齿轮齿条传动，相对钢丝绳传动来说，本推车机的传动精准性得到大大的提升。

驱动装置由三合一减速机、驱动轴、小齿轮组成，其中驱动电机采用起重及冶金用变频调速电机，可以实现低速接车、高速推车，以提高推车效率，减小对车皮的损伤。地面齿条直接固定在行走轨道上，节约空间和成本。

摆动油缸、臂体、车钩、自动摘钩装置组成了推车机的侧臂系统。臂体上的转动轴直接与摆动油缸相连，在液压系统的驱动下，实现大臂的抬、落。由于采用液压站和摆动油缸来驱动，相对电机驱动的形式来说，该推车机的侧臂系统动作更加平稳和可靠。推车车钩为铁路上标准的13号车钩（TB/T456-2008），避免了铁路检车时可能出现的不符合项。

在车钩上装有自动摘钩装置（如图3所示），来实现车钩与铁路车皮车钩钩舌的自动脱开。它的工作工作原理是：当推车器车钩与铁路车皮车钩挂接后，车钩之间的钩舌是相互自锁的。当需要开钩时，液压站开始工作并驱动油缸，然后由油缸带动曲杆、链环，使车钩的锁紧销轴被提起，钩舌失去自锁，推车机后退，使得推车机上车钩与铁路车皮车钩自动脱开。车钩脱开后，推车器上车钩在开钩弹簧的作用下，使车钩处于开钩状态，为下一次推车机车钩与铁路车皮车钩挂接做准备。这样的设计，可以完全避免人工摘钩，使得推车机的工作过程可以依靠电气控制系统来实现自动化。

1.油缸；2.支架；3.曲杆；4.链环；5.开钩弹簧

在推车机车体的下方，设计了4组行走轮和4组导向轮。行走轮用来实现推车机在行走轨道上的水平移动；由于推车机在推送车皮时，会产生一个水平的推车力，这个推车力反作用在推车机的车体部分上，形成一个可以使推车机水平面旋转的扭矩，4组导向轮就可以很好的平衡这个旋转扭矩，使得推车机工作时不会发生倾翻和旋转，运行更加平稳。

总体上，这种齿条传动推车机相对钢丝绳传动的推车机来说，具有如下的优点：

1）它使用液压系统控制抬、落臂，动作平稳、可靠、冲击小；

2）推车车钩为铁路车辆标准车钩，与车皮上车钩的连接牢固，既能推送车皮，也能牵引车皮，可以使车皮准确定位在所需位置；

3）它配备自动液压摘钩装置，可自动完成摘钩动作，使得推车过程可以和翻车机系统完全连锁，自动化程度较高；

4）它采用齿轮齿条传动，使得传动精度更高、更平稳，推车作业效率提高；

5）它将传动齿条、导向块集成在车体的行走轨道上，整体结构紧凑，占地面积小。

3 总结

在2007年以前，全国范围内的翻车机系统很多配置了自动摘钩平台，铁路部发出禁止令后，这些使用了自动摘钩平台的翻车机系统将都将需要进行改造。那么，齿条传动的推车机凭借自身设计的先进性和优点，将在以后的改造项目中占据主导地位，同时也使得齿条传动的推车机拥有广阔的市场前景和巨大的经济效益。

【参考文献】

[1]GB/T18817-2002 铁路货车翻车机和散装货物解冻库检测技术条件[S].

[2]TB/T1407-1998 列车牵引计算规程[S].

[3]GB146.1-83 铁路车辆限界[S].