汽缸盖螺母液压拆装机改造

谭 晓

(广西嘉德机械股份有限公司，广西 玉林 537000)

1概述

在机车检修过程中，柴油发动机是最为重要和有力的环节之一。柴油发动机维护程序和精度的要求也是最重要和严格的。汽缸为16缸(短缸)，每缸盖交叉6个螺母。柴油发动机安装时，应同时拆下汽缸盖上的6个螺母，以确保汽缸盖密封良好[1]。缸盖的密度特性是一项重要指标。根据大修工艺要求，保证各缸盖螺母固定力一致，否则将造成机车事故，给公司和铁路局造成重大损失。近几年来，随着公司铁路机车的投入使用，检修需求增加，检修负荷增加，检修周期压缩。只能通过维修装配设备实现，具有较高的自动化程度和控制精度。

2问题提出

液力泵驱动液压马达产生扭矩，并固定气缸盖。在采用传统电控方式控制各液压发动机压力的同时，由于当时生产工艺及技术条件的限制，无法实现同步精确控制。研究表明，液压缸盖拆装机各液压马达的印刷误差较大，不平衡和起动不稳定。内燃机试验台测试时，由于各缸盖的预电压不能保持相等，因此，在进行缸盖密封性能测试时，往往会出现密封性能变化，从而影响了缸盖的密封性能。拆装气缸盖需要4～5 h或更少的时间[2]。汽缸盖的拆卸与整修，加大了工人的劳动强度，影响机车柴油机的维修进度。为此，在市场调研和技术论证的基础上，决定采用 PLC控制技术对汽缸盖液压拆装进行改造，以保证机车检修的顺利实施。

3改造方案

3.1汽缸盖拆装机改造方案概述

液缸盖总成及卸料器由液缸、电气控制系统和液压系统组成。水压油箱可装载10OLN68号液压油。电控包括电源和PLC控制，西门子sr20则是PLC的选择。液压系统包括水力分配器，高压油管和液压发动机。液力分配模块包括直动式安全阀，双向换向阀和三通换向阀[3]。汽缸盖组装机液压系统的调压部由直动式安全阀、三位四通导向阀及6个二通阀组成。然而，如果压力有变化，或者相应的液压元件被更换，压力应该进行调整。

3.2系统设计

对原有液压缸盖螺母拆装机存在的问题进行了系统改进及说明。(1)由变量泵和定量分析机组成的闭式容积控制系统取代开式节流控制系统，从而极大地降低了能耗，节约了能源。(2)为避免液压驱动头在拆卸缸盖时发生轴向位移，减少其漂浮磨损，采用具有Y 行中位机能的三面四通换向阀，控制液压驱动头的作用，既能满足拆卸的要求，又对液压马达的转向头在拆卸过程中产生较小的轴向力。(3)对漏水的液压系统进行维护是非常不实际的。他必须把引擎拆开再修。将液压机安装在油箱内，整体性强。

3.3液压元件的选择

液压泵是液压传动系统的能量来源和核心部件。本系统选用高效低噪音的轴向柱塞泵作为能量来源，提高了汽缸盖拆卸操作的安全性，改善了人员工作环境。主要性能参数如下：

型号：10MYCY14-1B 额定压力：31.5 MPa

额定转速：1000 r/min 理论排量：10 m3/h

针对柴油机维修工艺的要求，选择低速大扭矩液压机。

型号：1QJMO2-0.4Z 排量：0.406L/REV

额定压力：10 MPa 最多转速：120 r/min。

额定输出扭矩：600 N·m

3.4电气控制系统设计

采用西门子 PLC控制器(sr20型)取代了传统的分离式电控拆装的旧设备，提高了汽缸盖拆装机的稳定性和可靠性，使每台液压机的驱动力保持平衡，消除了原液压退役机驱动力不一致所导致的系统故障，使每台马达输出扭矩都能达到平衡。

4操作及功能

4.1软件操作说明

(1)切换到屏幕，延时正常操作面。

(2)在软件操作中有人工和自动操作2种形式，按住√按钮可以实现这两者的任意切换。

(3)在人工操作松紧界面，按下有三角形图标的按钮可以对下一次操作次数进行设置，同时也可以选择当前的方式，当扭矩达到输入数值之后，系统就会停止操作。

(4)在自动操作界面，点击相应的按钮，系统会自动旋松或拧紧6个螺母，当按中间键时就会停止操作。

4.2接通电源总开关，启动油泵电机

压稳后，选择“紧固”功能按钮，6个螺钉头依次顺时针旋转。

4.3柴油机汽缸盖的分解操作

(1)使用天车将拆装机提升到柴油机缸盖位置，然后缓慢下降。

(2)将操作界面转换成手动操作，选择扳手，输入数值，然后按下松开键套入螺丝头，之后将界面切换到自动操作状态，按下松键将螺母旋松1～2个周期。

(3)重复以上步骤，分解其它缸盖。

(4)最后关闭油泵，顺利地吊起拆装机。

(5)使用电动或气动扳手，将旋松的汽缸盖螺母旋下。

4.4柴油机汽缸盖的组装操作

(1)在拆装机使用之前，先用电扳手或气扳手紧固汽缸盖螺母，使其产生30～50 nm的力矩。

(2)按照上述步骤，将拆装机的扳头对准螺母。

(3)切换自动界面，按下“紧”键，6个扳头分别交替动作，直至彻底上紧。

(4)其余汽缸盖螺母按上述的操作分别用“紧固”螺母。

(5)关闭油泵马达和电源，拆装机应妥善放置于固定位置。

5结语

经改进的液压汽缸盖母拆装机，通过 PLC控制各液压机的工作压力，使各液压机的启动点平衡，提高工作效率，工厂每台柴油机无效工时减少3 h，按150台大修机车计算，年节余约5×3×2×16×150=48000 kW·h，按0.9元/kW时计算，每年可节省费用4.32万元。