铁路敞车移动式下侧门边框整形机的研制

王飞 董玉欣 杜星杰

摘 要：本文介绍了研制铁路敞车移动式下侧门边框整形机的目的、下侧门边框整形机的结构组成、工作原理及参数选择，介绍了该装置设计的思路和效果，实践证明该装置性能可靠，结构合理，降低职工的劳动强度，提高生产效率，实现了在铁路敞车检修大库内下侧门边框整形的机械化作业。

关键词：铁路;下侧门边框整形机;研制

中图分类号：TG386.41 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）12-0098-02

1研制目的

根据铁路敞车检修大库现场调研，运煤敞车由于装卸方式对车体造成损伤等原因，其车体上的下侧门边框存在凹凸、扭曲、卷边等变形，导致下侧门边框与下侧门间隙超出检修标准。目前检修大库内车体检修作业时，通过移动式车体整形机可以连同下侧门一体调整一部分外凸变形，但大部分下侧门边框的变形，是靠乙炔火焰加热后由人工采用简易长杆卡钳来回掰动的方式大致解决，劳动强度很大，作业效率较低。因此，依据敞车下侧门边框检修作业特点，设计出机械化、移动式，具有自动液压整形下侧门边框功能的移动式下侧门边框整形机十分必要。

2原理与方案

2.1研制目标

根据生产工艺要求并结合现场生产实际，经过我们深入实际的调查研究后，制定出以下研制目标。（1）符合检修规章、工艺要求，实现在检修大库内，下侧门边框整形移动式机械化;（2）该移动式下侧门边框整形机，由单个操作者驾驶，通过操作杆，控制下侧门托起顶升、调整整形平台、下侧门边框液压整形作业过程;（3）根据检修大库内移动作业特点和下侧门边框整形作业中的操作者的视线范围，定制开发一种电动四向移动作业平台;（4）在保证以上各项功能的前提下，采用合理机械结构，保障机械性能的稳定性、安全性。

2.2技术路线

现场调研，下侧门边框上下两边有背焊型鋼结构，基本无变形，左右两侧宽度20cm、厚度8cm的边框有凹凸、扭曲、卷边等严重变形。因此需要整形部位为左右两边框，拟采用一个整形液压缸，通过导杆推动前后两块活动钳口板，在两块钳口板逐渐压合的过程中，将边框的变形部位整形完成。考虑边框板材8mm厚度，每次整形的长度范围暂定300mm，通过调整平台移动，左右两侧边框分别完成。

2.3设备结构组成及功能特点

2.3.1移动式下侧门边框整形机总体结构描述

如图1所示，移动式下侧门边框整形机，包括电动移动作业平台、边框整形装置、调整平台、电控液压托举下侧门装置、激光辅助对位装置。边框整形装置安装在调整平台上端，调整平台安装在电动移动作业平台上。调整平台用于带动边框整形装置水平位移。电控液压托举下侧门装置安装在调整平台上。电动移动作业平台具备上下升降、前后移动对位、横向移动转换作业位置等功能。

2.3.2移动式下侧门边框整形装置的结构描述

边框整形装置包括承载框架和贯穿承载框架并在承载框架上滑动的导向杆，导向杆为4个，左右两排对称分布，导向杆伸出承载框架一端固定有连接板，连接板偏向承载框架侧面安装有液压驱动装置，所述液压驱动装置设置有伸缩端，所述伸缩端与套装在导向杆上的后整形钳口板连接，驱动装置用于带动后整形钳口板伸缩;所述导向杆伸出承载框架另一端固定有前整形钳口板，所述前整形钳口板和后整形钳口板相对侧面左右边沿均设置有更换的钳口条。

调整平台包括底座和安装在底座上的双向移动油缸，所述双向移动油缸的移动端与所述承载框架的底端中部连接，所述底座设置有与承载框架的底端支脚所连接的滑块配合的滑轨。导向杆与连接板通过螺栓固定连接，伸缩端与所述后整形钳口板通过螺栓固定连接，导向杆与所述前整形钳口板通过螺栓固定连接。

目前该移动式下侧门边框整形装置已被授予实用新型专利权（专利号：201921677857.1）。

2.3.3移动式下侧门边框整形装置的结构特点

如上述，边框整形装置，采用整形钳口驱动装置及钳口浮动开合方式，通过导杆推动前后两块活动钳口板，在两块钳口板逐渐压合的过程中，将边框的变形部位整形完成。常规的驱动装置驱动伸缩端伸缩具有固定端，驱动伸缩端单向伸出时，产生的推动力不可调节，若应用到本装置驱动整形钳口板，力度较大时可能对货车车体产生推动力，不利于货车检修时的安全操作;本技术方案设计浮动驱动装置驱动钳口浮动开合方式，压合过程不会对货车车体产生强硬推动力，提高作业安全性。

调整平台配合电动四向移动平台上的升降和前后移动，提供一种六个自由度调整平台，实现整形钳口的上下、左右和前后调整动作，实现两侧下侧门边框的机械化整形作业。

2.3.4电控液压托举下侧门装置

如图1所示，电控液压托举下侧门装置由举门油缸、U型举门臂、固定装置、连接销轴及销套等装置构成。操作者通过电控操纵杆操作，举门油缸鞲鞴杆带动举门臂沿旋转中心轴转动，带动下侧门沿其与车体的吊挂门轴转动，直至托举起来腾出边框的整形作业空间。

2.3.5激光辅助对位装置

本技术方案中的激光辅助对位装置，是将便携式十字线激光器通过固定支架安装叉车门架上，竖激光线对正下侧门门带中心，横向激光线平行地面安全指示标线。辅助操作者驾驶对位。

2.3.6定制电驱四向叉车移动作业平台

如图1所示，本技术方案拟定制四向电动叉车作为移动作业平台。四向电动叉车集前移式叉车、侧叉、平衡重式叉车的功能于一体。在构造上它和前移式叉车基本相同，门架位于前后车轮之间，在叉车前方有呈臂状伸出的两条插腿，插腿前端装有支撑轮，货叉可随门架在叉车纵向前后移动。与前移式叉车不同之处在于，四向电动叉车叉腿前端的两个承重轮可以通过转向机构回转90°当后轮转过90°时，整个叉车可以从前后行驶的状态就地变为左右行驶，相当于侧叉，因此适合更窄通道。最小作业通道宽度通常可以在2m以内。

2.4设备作业流程

根据拟定的移动式下侧门边框整形机总体技术方案，其整形作业流程，包括如下步骤：

（1）操作者驾驶电动四向叉车移动平台，垂直车体对正下侧门边框，把整形装置移动到调整平台滑道中部，使整形装置的中心与待整形下侧门边框的中心基本重合;

（2）操作者通过电控液压举门装置，将下侧门抬起托住，腾出整形作业空间;

（3）升降调整整形装置高度在门框的高度范围内，接着使整形装置向前移动，当整形装置前后两个整形钳口板之间的空隙中心面基本与待整形边框边在一个平面时停止叉车的前移动作;

（4）通过调整平臺的左右平移功能和叉车的升降功能使边框待调整部位进入到整形装置的前整形钳口板和后整形钳口板之间，启动驱动装置进行整形作业，驱动装置驱动后整形钳口板向前伸出，对边框面向后整形钳口板一面突出部位进行压回整形，当后整形钳口板受到的阻力大于驱动装置的驱动力时，驱动装置连同连接板被推回，连接板通过导向杆的作用将前整形钳口板拉回，进而边框面向前整形钳口板一面突出部位被压回整形，如此反复循环动作，直至边框两面被整形压平为止;

（5）一个部位调整完毕后，重复步骤（3）和步骤（4）继续整形其他部位，当需要调整部位全部调整完毕，把整形装置移动到滑道中部，放下下侧门，结束此次调整工作，侧向开动叉车离开进入下一个待整形下侧门边框。

2.5技术参数的选择与设计

（1）定制电动四向移动作业平台，四向电动叉车移动平台由车体、门架、液压系统（含整形专用液压系统）及电气系统组成。

主要技术参数如下：

操作方式：站驾式;

额定载荷：1500kg;

驱动电机功率：4.5kW;

电池电压/容量：48V/300AH。

（2）边框整形装置。

整形油缸：

缸径280mm;

行程140mm。

平台移动油缸：

缸径50mm;

行程300mm;

外形尺寸：长1560mm，宽480mm，高800mm。

3下侧门边框整形机的使用效果

我们于2020年6月在神华铁路装备有限责任公司肃宁车辆维修分公司的敞车上进行下侧门边框整形机的现场试运行，经过反复试验，该下侧门边框整形机，整形装置对下侧门边框整形过程中，不会对货车车体产生强硬推动力，提高使用安全性;全过程机械化操作，降低劳动强度，以液压冷整形方式代替人工加热局部调整方式，整形效果显著改善，作业效率可明显提高。

4技术创新点及关键技术

（1）移动式下侧门边框整形机，实现了检修大库下侧门边框的机械化液压整形作业，其研发的关键技术如下：1）液压整形钳口形式及钳口开合方式是关键技术，为适应下侧门边框的各种变形调修，液压整形钳口的形式设计为单边钳口，具体长度需要通过现场整形试验效果确定。钳口开合方式通过导向杆实现前后两块钳口板浮动闭合。2）车体下侧门的可控状态是下侧门边框整形作业的前提，研制开发的一种旋转曲线臂式下侧门托升机构，完成下侧门挑起、托升，使下侧门在边框整形作业时处于托顶状态。3）适合检修大库内狭窄通道移动和作业的作业平台，根据作业过程特点，研制开发四向移动作业平台，正向前移作业，侧向移动转换作业位置。

（2）技术创新点。1）单边双侧液压整形钳口和钳口板浮动闭合方式是液压整形作业平台的创新点。2）研制开发一种旋转曲线臂式下侧门托升机构，完成下侧门挑起、托升，使下侧门在边框整形作业时处于托顶状态是腾出下侧门边框整形作业空间的创新点。3）定制开发四向移动作业平台，正向前移作业，侧向移动转换作业位置是适合检修大库内狭窄通道移动和作业的创新点。

5结语

该下侧门边框整形机研制出来以后，以其机械结构合理性，简单方便的操作性，受到检修现场使用者的欢迎，它不仅降低了职工的劳动强度，提高了作业效率，实现了敞车下侧门边框整形的移动机械化作业，为国铁集团公司开展的敞车破损整治工作提供了工装保障。

目前全路各检修单位的下侧门边框整形作业基本是人工作业方式，该移动式下侧门边框整形机的现场检查作业需求较大，其研制成功具有一定科技创新示范作用。