自动轨枕螺栓涂油机的设计.pdf

维普资讯hrp:/w.covip.com
学兔免
第4期(总第149期
机械工程与自动化
年8月
MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION
文章编号:1672-6413(2008)04-0115-03
自动轨枕螺栓涂油机的设计
程显吉
(1.大连交通大学,辽宁大连116028:2.沈阳铁路机学校,辽宁沈阳10035)
摘耍:自动轨枕螺栓涂油机采用传感器、PLC控制技术,是ー个机电一体化的小巧设备。它实现了轨枕螺栓
涂油作业的自动化,并可以用于更换轨垫、轨枕等作业中的螺栓松紧,具有作业快捷、轨枕艓栓扭紧力矩精确、
移动轻便等特
关缝调:轨枕螺栓;涂油机;传感器;PLC
中图分类号:U213.3
文献标识码:A
0引穹
对信号处理后,输出涂油机行走的准确定位指令
随着铁路的提速和重载化,对线路的要求也在不
涂油机的涂油为储压喷油式。油液注入储油罐中
断提高。因此,在现代铁路的建设和维修中,大量地并通过气泵加至一定的压力,压力油经细小孔喷出,产
使用自动化程度很高的机械设备。自动轨枕螺栓涂油生雾散效果。利用歴力传感器传送储油罐压力倌号至
机采用了PLC控制技术和传感器技术,是一个机电一控制系统,控制系统发出给储油罐加压或停止加压的
体化的小巧设备,作业重量小于35kg,可利用列车运指令
行的间膈时间,轻便、安全地上、下道,进行轨枕螺2PLC控制设计
栓的涂油作业,并可以在轨垫、轨枕更换过程中进行2.1PLC硬件设计
螺栓的松紧作业,实现一机多用,从而进一步改善了
选用西门子S7-200CPU224型PLC作为控制
劳动条件,提高了作业效率和质量
器,它共有14个输入和10个输出。PLC的I/(O接口
1自动轨枕螺栓涂油机系统设计
见图2。图2中,SB1为启动按钮,SB2为停车按钮
自动轨枕螺栓涂油机的系统框图见图1。
S1、S2分别为左、右两扭转赛筒上的光电编码器;SB3
为涂油模式按钮,SB4为松开模式按钮,SB5为扭紧模
作业设定
式按钮,SB6为拆除螺母模式按钮;S3为感应传感器,
S4为压力传感器;KM1和KM2分别为左松开螺母驱
騾栓位检测
定位输出
动接触器和能耗制动接触器,KM3和KM4分别为右
控制系统
松紧螺母
松开螺毋驱动接触器和能耗制动接触器;YA为喷油
喷油压力捡测
电磁阀;KM5为扭紧螺母驱动接触器,KM6为油罐加
喷油加压
压接触器;HL1为定位指示灯,HL-2、HL3分别为涂
图1自动轨枕螺栓涂油机的系统框图
油和单松螺母作业模式指示灯。
涂油机设计为多功能,通过作业的转换实现不同2.2PLC控制设计
的功能。它主要用于对轨枕螺栓的涂油作业,还可用
PIC控制涂油机的3种作业模式:涂油、松开及扭
于轨垫更换、轨枕更换中松紧轨枕螺栓的作业。将作紧。涂油作业模式要在一个作业循环中松开螺母、涂油、
业模式设定输入到控制系统,经过控制系统的程序处扭紧螺母,松开模式只松开螺母,扭紧模式只扭紧螺母。
理,输出相应的作业模式
?3为自动轨枕螺栓涂油机的PIC控制原理图
涂油机设计为在轨道上推动行走,通过安装在扭
启动涂油杌后:作业模式开关若在松开模式上,要
转头前面的感应传感器检测到轨枕螺栓,经控制系统松开螺母,接下来的判断如果是不需要涂油,则松开
收稿日期:208-07-15
作者简介:程显青(1956-),男,辽宁丹东人,高级讲缀、本科
生普资hy;/ww. covp.cun
ww. xlletlitl1 ccm
机械工程与自劫化
2008年第4期
螺母,结東一次作业;如在更换轨垫时,松开与扭紧矩。
螺母的中闾需要换轨垫,松开与扭紧螺母不能连续完3自动轨枕螺栓涂油机的结构设计
成,首先要松开螺母。若在扭紧作业模式上,那么就
自动轨枕螺栓凃油机主要由扭转驱动装置、控制
不需要松开螺母了。接下来判断如果是需要涂油,喷系统、涂油系统、机架行走机构和电源组成,自动轨
油后扭紧螺母;如果不要涂油,直接扭紧螺母,结東枕螺栓涂油机的结构简图见图
次作业。只有在涂油模式下,需要先松开螺母然后
涂油,工作过程为松开螺母、喷油、扭紧螺毋,结束
个作业循环。
1L(M2
[0.0
Qa.0 RY1
SB2
0.3
M③
00
1-油箱;2一驱动装置;3一控制箱;4一操纵手柄;
5一后轨行轮;6一后陆行轮;7一喷油环;8一扭转套筒;
9-检通装;10一前陆行轮;11一摆动销轴
Q06-?
KM6
图4自劲轨枕螺栓涂油机的结构简
[1.2
3.1扭转驱动装置
扭转驱动装置由单相交流电动机驱动,经过行星
Q1.1
减速器、离心式冲击装置驱动具有万向节的扭转套筒
N
CP224
通过电动机的正反转来政变扭转头的转动方向,实现
螺母的松开与扭紧。行星减速器体积小、重量轻、减
速比较大。离心式神击装置具有蓄能作用,特别是对
图2PLC的I/O接
于松开那些锈紧的螺母起关鍵性作用。在驱动装置与
扭转套筒之间采用万向联接,离心式冲击装置使扭转
头又具有一定角度的自由转动范围,套筒设计为锥形
是否松嫘母
散口,这些都有利于扭转套筒与螺卧套合。
3.2涂油系统
是否涂油
是否涂油
油箱中的压力油在喷油电磁打开时,通过喷油
环上的喷油孔向轨枕螺栓喷油。油箱中的压力是由气
泵提供的,油箱的上部充加了压力气体,使下部的油
松开螺母
松开螺母
液产生压力。本机的油箱容积为3.8L,油液压力为
扭紧
喷油
0.3MPa~0.5MPa。
3.3杌架行走机拘
扭紧
机架为全机安装支承。扭紧驱动装置绕杋架上的
轴销摆动,实现扭转套筒的升降,套合轨枕螺栓的螺
结東
母。涂油机套筒升降距离为40mm~50mm。4个胶轮
图3自动轨枕螺栓涂油机的PLC控制原理图
支承涂油机在陆地行走,2个轨轮作为軌道上行走的
选用光电编码器检测松开螺母的躋数,这样螺距支承。
与螺母松开襁数之积就是螺栓松开的距离了。利用4结束语
PLC的计数器功能进行4倍计数,可以得到精度较高
自动轨枕螺栓涂油机使铁道线路维修作业的自动
的螺松开距离。
化程度进一步提高,在这样的小型杌械上应用PLC控
在确定了螺母松开距离的情况下,通过PLC对扭制和传感器找术,提高了铁踏小型工务机械的技术水
紧螺母的时间进行控制,达到精确控制扭紧力矩的目平,具有很好的发展前景。
的,并且可以通过调节扭紧螺母的时问来改变扭紧力