多规格铁路货车轴承压罩机的研制

马海军

摘要：YZJ-30B型铁路轴承压罩机是铁路轴承防护罩的压合设备，主要适用于353130BL等油封的压装及铁路货车圆锥滚子轴承多种不同型号铁路轴承成品的密封罩压合。

关键词：压罩机构 密封罩 翻转机构 定位机构

1 概述

该设备包括主机架、定位机构、翻转机构、压罩机构和进出料棍棒线等，轴承的定位和翻转采用气缸驱动、LL油封的压装采用油缸驱动。能广泛应用于3532226、353130B、353130等多种类型的铁路轴承和类似轴承的密封罩的压装。该设备的主机为结构件，制作过程中整体加工，保证了压模油缸与定芯气缸的同轴度和轴承防护罩的压装精度，具有设计合理、结构紧凑、运转平稳、噪音低、振动小等优点。

2 研制过程

2.1 主要技术难点和分析：

①将主机架的两个侧板进行整体设计，基本消除了工作时主机架的变形；②为防止翻转机构在翻转时出现翻转不到位或翻转过头，设计时选用气动作驱动力，配合齿轮、齿条以及导向机构和调整机构，确保翻转箱翻转到位且没有晃动现象；③压罩时轴承内部采用芯轴定位，外部采用销轴定位，定位准确、可靠；④压罩的压头用液压驱动；⑤将机架焊接好后整体加工，保证了定位芯轴和压头的同轴度；⑥设备采用PLC程序控制，可实现手动和自动两种工作模式。

2.2 设备的主要技术参数

主要技术参数：

①工件外径φ180～φ320mm，内径φ100～φ200mm，轴承外圈高度110～240mm，两端加密封罩高度180～350mm；②翻转重量60kg，翻转角度180°；③工作台面高度785mm；④生产节拍：1件/分钟平均（不包括上料时间）；⑤液压系统压力6.3MPa，电机功率3kW；⑥设备运转时整机噪声声压级不得超过80分贝/dB（A）。

2.3 设备结构简述

该设备主要包括主机、气动系统、液压系统和电控系统，设备平面布置图见图1。

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图1 平面布置图

2.3.1 主机

主机（见图2）主要起承载作用。包括主机架、压罩组件、翻转装置、进出料棍棒线、定芯装置及驱动单元等部分。主机架是用钢板焊接而成的“C”框架结构，左右侧板为整板焊接，承重能力强，内部可以放置气动阀板、电器底板及控制面板等。压罩组件放置在机头部位，包括导向套、压罩模具、球面垫等，待料时压罩组件提升至最高位，留下足够大的空间放置待压罩的轴承；定芯装置放置在主机架的内部，待压罩轴承到位后，定芯气缸驱动定芯轴将轴承定位；进出料棍棒线放置在主机架的左右两侧，可以将轴承的整个装配自动线有效的连结为一体；翻转装置放置在主机架的左侧，左手将轴承拉入、拉出翻转箱体。待压罩轴承从主机架的一侧进入压罩机，将防护罩压入轴承的一端，经翻转装置翻转180°后，再将防护罩压入轴承的另一端，两侧均安装防护罩的轴承主机架的另一侧被送入下一个工序，完成一个工作循环，压罩机处于待料状态，等待下一个轴承防护罩的安装。

2.3.2 气动系统

压罩机的定芯装置和翻转装置是由气缸驱动的。从空压站来的压缩空气首先经过气源处理三联件，经除水、稳压、混入油雾后进入各气缸。气动系统（原理图见图3）的电磁阀是两位五通双电控换向阀，用于控制双作用气缸，具有记忆功能。其机理是那边供电，则回到供电位置，不供电时，便保持断电前的位置，电磁阀的工作电压是AC220V。定芯气缸和翻转气缸的进出口上都装有单向节流阀，调节阀针控制排气的速度，可使气缸获得满意的速度和缓冲。

2.3.3 液压系统

液压系统（原理图见图4）是由液压站、控制部分及执行元件等三部分构成。

①液压站：本液压系统液压站是由YBDZ-D20（V3）-CY型油泵电机组等组成，电机功率为3kW，转速1440r/min；输出油压0～10MPa可调，最大供油流量28.6L/min（理论）。油泵选用引进西德力士乐技术生产的YBX-D32（V3）型泵。②控制部分：是由液压阀组成，选用日本油研榆次集团公司生产的油研系列液压阀。③执行元件：系统中的执行元件由液压油缸组成，主要油缸内的密封件全部采用耐磨材料制作，确保其工作可靠性和较长的使用寿命。④液压系

统的压力为4.0MPa，在工作中根据需要可以进行压力调节。

2.3.4 电控系统

压罩机控制核心为OMRONCPM2A可编程序控制器，外部位置检测元件采用OMRON公司生产的接近开关，接近距离为8mm，压机动作流程均有指示灯指示，方便操作人员了解压机的状态。

2.4 设备的安装

2.4.1 压罩机的安装。该铁路轴承压罩机在运输时，主机与液压站是分开的，主机与液压站上均安装有吊环螺钉，用天车吊运压罩机时，将钢丝绳套在主机及液压站的吊环螺钉上，起吊时调整钢丝绳的长度，保证压罩机及液压站处于平衡状态。放置好压罩机后，调整地脚螺钉，用水平尺测量，使主机工作台面水平，再拧紧螺母将地脚螺钉锁死。

2.4.2 安装气动系统管道。将气源接在压罩机右侧的进气接管上。

2.4.3 安装液压系统管道。将液压站放置在稳固的平面上，在将压罩油缸的油管对接好，保证各个接口不渗漏。

2.4.4 压罩机电源的接入。压罩机电源采用三相五线制，压罩机额定功率3kW，控制电压AC220V。

2.5 工作原理

合上控制箱内的空气开关，点按油泵起动按钮，油泵起动指示灯亮。待压装防护罩的轴承经滚棒线被运送至压罩工作位时，定位气缸驱动定位芯轴将轴承固定在压罩位，将防护罩放在轴承上，再将压罩导向套放置在防护罩上，按下"压罩"按钮，压罩油缸下行将防护罩压入轴承后，压罩油缸和定位气缸回退至待料位，手动将轴承拉出送入翻转机构，将轴承旋转180°后再拉出运送至压罩位，重复压罩动作，将另一端的防护罩也压入轴承，完成轴承两端防护罩的压装。压装好的轴承由压罩机另一边的滚棒线送出，至此完成一个循环轴承防护罩的压装。

如果定芯处于上升位置，可通过旋转定位升/定位降旋钮开关将定位缸置于下降位置。将工件置于工作台上，并保证工件与定位销接触，定芯自动上升。先把导向套放入内圈内径中，然后把LL油封套压在导向套外径上，使其与内圈保持同轴。双手同时点按位于按钮座两端的压罩按钮，压罩灯亮，同时压头下行。当压头下行至下限位时自动上行，退罩指示灯亮。（必须将下限位调整好，确保压头下行至下限位时能将罩压入）如压头不自动返回可点按退罩按钮。将轴承推至翻转机构力，旋转"正转/逆转"旋钮开关，旋转机构翻转。待翻转机构稳定后，将轴承从翻转机构里拉出放至工作台上重复3-5步，即可完成一个轴承的压罩。

3 结论

多规格铁路货车轴承压罩机现已交付使用，整体运行安全、可靠。该设备的成功研制，极大地降低了操作者的勞动强度、节省了工作时间、提高了工作效率。

参考文献：

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[2]孟庆江，邓立，范文明.轴承压装力曲线不合格的原因及处理[J].铁道车辆，2003.

[3]胡玉兴.液压传动[M].北京：中国铁道出版社，1980.

[4]《多规格铁路货车轴承压罩机技术协议》.