公铁两用高空作业车技术研究

2019-06-16潘义红

设备管理与维修 2019年14期

潘义红

（中铁电气化局集团城铁公司机械装备分公司，河北邯郸 056000）

0 引言

公铁两用高空作业车主要由底盘、上装作业总成、轨道走行总成组成，是在成熟的江铃汽车底盘基础上改装而成，有体积小、动力强、机动性好等特点。高空作业部分采用两节折叠臂结构，各节臂的变幅均由各自的变幅油缸驱动，基本臂与转台铰接，在回转机构的驱动下，转台带动臂架、工作斗进行±360°连续回转。该车主要用于城市轨道接触网检修及维护、接触网上部设备在停电状态下的调整及日常检查保养等作业。

底盘采用江铃JX1061TSG25 二类底盘。为了满足上装安装空间需求，底盘上自带的油箱、蓄电池、气罐等部分部件将会移动至副车架上。

1 上装作业总成

1.1 工作高空作业臂，回转机构和动力系统

高空作业臂包括下臂和上臂。当驱动时，第一、第二和第二工作臂折叠在一起并固定在副框架上。在高空作业时，2 个工作臂被喇叭筒提升到一定角度，工人被送到工作位置。工作臂是由钢板焊接的箱形结构，重量轻、刚性高。在臂和臂之间，下臂和转盘铰链之间设有特殊的无油润滑轴承，以确保工作臂的阻力小，运动稳定（图1）。

回转机构主要由液压马达、整体式回转环等构成：执行摆动时，液压马达输出动力，并且转塔和蜗杆减速以驱动转盘旋转。液压马达采用低速，高扭矩摆线马达，具有低速性能和高输出功率；回转支承采用整体式回转支承，回转平稳，安装方便，运行噪声小，方便保养，防尘性能好。

图1 作业范围示意

高空作业和提升动力源是底盘发动机，动力通过取力器从底盘变速箱中取出。动力输出装置和变速箱之间的离合器由柔性轴控制，动力输出装置和变速箱起飞装置通常断开。在高空作业时，操纵杆将动力输出装置的滑动齿轮与变速箱的输出动力齿轮啮合。动力输出轴驱动油泵，将发动机的机械能转换为液压能，为系统提供动力。

1.2 液压系统

液压系统由一定量的齿轮泵供应。工作臂气缸和电机通过手动液压流量阀供油。该系统可以达到稳定的工作速度，并可实现无级调速，系统工作压力由安全阀设定。腿的缩回和支撑由手动多向换向阀控制，手动多向换向阀可以分别控制腿的回油路径。因此，每个支腿的膨胀和收缩量可以单独调节，并且4 个气缸可以同时操作，使得工作车辆能够适应不同的路况。每个立式气缸都配有双向液压锁，以确保安全操作。液压油箱采用钢板焊接而成，油箱具有足够大的空间，保证液压油散热良好，同时，吸油和回油过滤器安装在燃油箱上，以保护液压泵免受大的污垢颗粒的损坏。同时，在油泵出口处安装高压机油滤清器，确保进入系统的液压油清洁，液压阀未锁定，使系统正常工作。为了提高液压系统的安全性，安装了手动泵作为应急液压系统的动力源。手动泵可用于通过手动泵杆缩回工作臂。

1.3 电气系统

电气系统由下车操纵盒、转台控制箱、工作平台控制箱、各限位开关、侧标志灯、警示灯等组成，并由中心回转体中的电气滑环联系上、下车电路。当提升腿部气缸并且下臂离开原始位置时，系统自动切断支腿气缸的返回油路。确保在高空作业过程中由于误操作而使腿缸不缩回。工作臂限位行程开关限制相应的动作并打开蜂鸣器以提醒操作员。蜂鸣器由蜂鸣器按钮和手臂限位开关控制，当工作车开始工作且手臂处于极限位置时，它会发出警告。上臂设置倾角传感器检测仰角，达到设定的极限角度（与大地夹角为70°）后限制上臂起及下臂落。转台控制箱和工作平台控制箱的设置使得臂架能够在转盘和工作平台上操作，并且转台操作可以控制工作平台的操作。发动机启动和熄火功能设置在转盘和工作平台控制箱上。

2 轨道走行总成

2.1 前导向机构及后走行机构

前导向机构采用不带动力的两轮机构，安装在车头部位；提升机构采用2 个油缸推拉车轴的方式从而带动整套机构旋转上下，实现公铁模式转换，机构运行到位具备指示功能，且安装有排障装置。

前走行架采用采用四轮机构，所有钢轮通过轴承座连接马达。在单边轮对轴承座中间加转向铰轴机构，可围绕中心轴转动，在通过小曲线半径时，可根据轮缘与钢轨之间的作用力自适应调节转向角度；在横梁与轴承座之间加装有铰轴机构（沿车辆方向），避免三点接触，保证每个钢轮与轨面贴合，防止单个钢轮出现打滑现象；在两侧对轮轴承座上安装有同步拉杆和排障装置。提升机构采用2 个油缸推拉旋转支撑架从而带动整套机构旋转上下，实现公铁模式转换，机构运行到位具备指示功能。

2.2 板簧互锁机构

在轨道模式时，通过前导向机构和后走行机构将车辆顶起，使橡胶轮胎脱离地面。由于板簧在公路行驶时处于纵向压缩状态，但车辆抬起时，为了承受车桥和轮胎的重力，板簧处于拉伸状态，其变形量过大。当板簧长时间的处于拉伸状态时，橡胶轮胎会逐渐下坠，影响车辆的行驶安全。因此需在车辆上加装1 套板簧互锁机构，在公路行驶时机构释放，当轨道行驶时机构锁紧（图2）。