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DJ4电力机车司机室活动侧窗锁闭器的故障原因分析及处理

2019-09-10吕清帆陈健赵日出

中国电气工程学报 2019年20期
关键词:优化设计可靠性

吕清帆 陈健 赵日出

摘要: DJ4电力机车活动侧窗系引进德国西门子技术生产的一种司机室活动侧窗。活动侧窗上面安装锁闭器机构,用于关闭和开启活动窗,然而在国产化试制使用过程中,却频繁出现手柄松动,造成活动侧窗不能正常开启或关闭,现结合DJ4机车现场实际运用情况,提出相应的优化措施,进步提供此机构的可用性及可靠性。

关键词:侧窗;锁闭器;优化设计;可靠性

1 概述

1.1功能简介

活动侧窗(见图1)安装在DJ4电力机车司机室左右侧墙上,它由固定框、活动框(即玻璃框)、连杆机构、锁闭器、背板等组成。它具有结构紧凑、外形美观,手柄操作灵活,活动框运行自如,能随遇平衡。其目的在于当机车停放在站台时便于司机接受允许动车的信号和调车时给予司机更好的视觉效果。

1.2 侧窗锁闭器工作原理介绍

锁闭器是开启、关闭侧窗的主要组成部件,其本身也是一个独立的部件,除了作为提手拉动侧窗活动窗上下运行外,还有一个功能是当活动窗提拉到关闭位置时,按下按钮并顺时针旋转90°,锁销与固定框锁挡接触配合,迫使活动窗向后与固定窗上橡胶密封条贴合,从而起到锁紧和密封作用,开启侧窗时,按下锁闭器按钮逆时针旋转90°,锁销与锁挡分离,往下拉动锁闭器,开启侧窗。由于锁闭器的运行轨迹是反复旋转运动,故用于锁紧的螺栓经常松动,导致锁闭器松动,影响侧窗正常启闭及密封。

2 原侧窗锁紧器结构故障分析

原锁闭器结构是由柄体、按钮、底板、销轴、锁销、螺栓及锁挡组成(如图2所示),柄体与底板通过螺栓和销轴联接,配合间隙不超过0.03mm,柄体相对底板可以往复旋转90°。锁闭器在自由状态下,螺栓不会出现松动现象,当手柄处在锁闭侧窗时,由于锁销与锁挡处于压紧受力状态,此时旋转锁闭器,锁销受力通过柄体沿轴向传递在销轴端面内侧面上。如此反复开启关闭侧窗,旋转锁闭器,销轴由于与柄体产生摩擦力导致销轴本身逆时针转动,相对于底板與螺栓是反向松动,当松动摩擦力大于螺栓锁紧摩擦力时,底板与销轴松动,进而出现锁闭器锁紧功能下降。由于锁闭功能下降影响机车司机室侧窗密封性,在影响产品本身使用性能的同时导致司机室内气压失衡,漏雨等影响司机正常驾驶的现象,因此有必要对锁闭器进行优化设计。

3 侧窗锁闭器结构优化设计

3.1 销轴优化设计

原销轴采用采用06Cr19Ni10圆钢加工成型,组装时用螺栓联接底板与柄体,组装拧紧后反复受旋转力,旋转方向只受螺纹联接力,普通的螺纹防松方式不能有效的防松。为了有效改进螺纹的防松,在销轴小端沿径向锉出一个小平台,从轴向看形成一个止口,如图3。

3.2 底板优化

在底板中心加工一个半圆的槽口(如图4所示)与销轴配合,从而在装配的同时,使销轴与底板在螺纹松动方向形成止挡,改进后的结构,消除了螺栓在旋转方向的受力,螺栓只受轴向的力,从而有效的防松。

4 结语

本文通过介绍DJ4电力机车活动侧窗锁闭器基本工作原理,分析手柄松动原因,再结合现场实际运用状况,提出相应优化改进措施,通过后期现场运行论证,锁闭器手柄松动故障消失,活动侧窗能正常开启关闭。

参考文献:

[1]成大先.机械设计手册[M].第3卷/第五版.北京:化学工业出版社,2008.1

[2]刘朝儒.吴志军.机械制图[M]. 第五版.北京:高等教育出版社,2006.12

[3]阮宝湘.人机工程学[M].北京:机械工业出版社,2009.

[4]谢明师.机械制造工艺材料技术手册[M].北京:机械工业出版社,2009.

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