王新磊

摘要：本文分析了铁路大型养路机械产品QS1200高效清筛机，在方案设计评审时有关专家提出：该车作业走行挂档存在多轴挂档困难，可能长时间挂不上挡，给该机现场施工带来很多麻烦的问题。针对问题进行认真分析，优化了最初设计，改进后的设计能够很好地解决存在的问题，使QS1200高效清筛机的设计方案更加完美。

关键词：QS1200高效清筛机;作业走行;挂档;优化设计

0  引言

QS1200全断面道砟清筛机是目前国内生产效率最高、自动化程度最高、回填效果最好的枕底清筛机。QS1200清筛机在从事清筛作业时，是由液压系统驱动作业齿轮箱，完成作业走行。该车由8轴驱动走行，走行作业时，驱动系统的正常工作与否，直接影响铁路维修施工的清筛质量和施工进度。由此可见作业走行液压系统在QS1200高效清筛机中的重要地位，对该系统工作的可靠性和稳定性要求都很高。

1  存在的问题

驱动该车走行的8根驱动轴，每根轴的脱挂挡是由电磁换向阀来控制，如（图1现有挂档液压原理图）所示，当车辆在作业走行时，操作者通过打开作业挂档开关，各轴中的挂档电磁阀和卸荷电磁阀同时通电（见液压原理图1），离合器中的左边齿在液压油的推动下，向右运动并和右齿进行啮合。八根驱动轴每个离合器上装有一个感应开关，只有当离合器啮合到位，挂上档时，挂档指示灯显示绿色。当挂档指示灯显示红色时，说明离合器没有啮合到位。作业走行开始之前，需要8个离合器全部都挂上档后，作业走行才能够顺利驱动。当挂档开始后，可能会出现有1个或几个离合器未挂上的情况，当出现这样情况时，可以通过操作点动挂档开关，已经挂上档的离合器内，电池阀会保持得电状态，保持挂档。此时，再操作没有挂上档位的离合器内电磁阀失电，并控制左右齿轮脱开，保持一定的距离，启动脱开离合器驱动马达转动一定角度，再给电磁阀通电，尝试再次挂档，重复该操作，直至所有的离合器都同时挂档完成。专家提出：该种结构的离合器拖挂挡控制方式控制多轴挂档时，随机性太大，对于多轴挂档，存在多轴难以同时挂上档位，需要多次操作挂档，通过点动挂档转动马达后，再挂档时存在齿顶齿挂不上档的现象，会给现场施工带来很多麻烦。

2  分析问题优化设计

根据专家提出的问题，对控制方式和离合器的结构进行细致分析，认为专家提出的问题存在的可能性很大，会在以后的现场施工中存在很大不良隐患;影响整机性能和施工进度，甚至影响到本公司的形象。通过分析控制方式和离合器的结构认为：该车的离合器装置装在车轴齿轮箱上，该车驱动传动结构是整体从国外采购的，作为成熟产品，通过改变他的结构形式来解决拖挂挡不畅的问题不切实际。应考虑在保持该原有结构的基础上，通过优化液压控制系统，解决上述问题。通过分析可以知道，当前的离合器挂档模式，出现没有挂档位的情况后，通过人为操作使啮合齿轮转动角度，多次尝试，通过碰运气的方式挂档，效率低下，操作不当，很容易造成离合器打齿，一旦打了齿，整个离合器就用可能出现损伤甚至报废。我们在解决好齿顶齿挂档控制的问题时，多轴挂档难的问题就迎刃而解。

当离合器齿轮完全啮合进行传动工作时，液压系统需要保持36bar的液压力，防止离合器齿轮脱开，而且作业驱动马达的低转速没有控制手段。想要避免打齿，可以通过一个很小的离合器推力和一个很低的马达转速来实现，这样就能平稳、安全的脱、挂档。

3  优化设计

优化设计，液压原理如（图2新挂档系统液压原理图）所示，在图2中要进行作业挂档时，打开作业挂档开关，电磁溢流阀2、电磁阀和挂档电磁阀得电，同时让两个液压泵处于待命工作状态。开始挂档，控制低压控制电磁阀得电挂档，此时液压力被溢流阀限制为：13bar。

使用场景1：如果挂档后，挂档指示上的绿灯全部亮起，说明8个离合器全部挂上档位。此时离合器上的感应开关会使低压控制电磁阀失电，溢流阀失去作用，挂档压力被限制为42bar。作业走行顺利开始。

使用场景2：如果挂档后，出现一个或几个离合器没有挂上档，首先保持挂上档位的离合器，维持挂档状态不变，然后操作未挂上档位的离合器内点动挂档开关，电磁阀1和电磁溢流阀1通电，此时液压泵开始工作，通过给减压阀和单项节流阀通电，此时作业马达以一个较慢的速度和较低的压力带其转动，通过溢流阀的限制使離合器的推力只有13bar，此时可以实现上文中较小离合器推力和较低马达转速挂档。当8个离合器全部挂上档位后，通过控制电磁阀失电，此时溢流阀失去作用，挂档压力回复为42bar。同时电磁阀和电磁溢流阀失电，液压泵转到油缸系统工作。控制系统的改进，实现了安全、平稳挂档的同时，也使挂档效率得到提高，降低了挂档时间和挂档风险，可以在较短时间内完成拖挂挡操作，对现场需求有积极作用。

4  结束语

通过优化设计QS1200高效清筛机作业挂档控制系统，让我们认识到对评审专家的任何意见都要认真对待，可能一条看似很小的建议就可以在设计之初避开设计上的缺陷，对于从事设计工作的人员，无论做什么产品设计，必须和新车的工况密切结合，不能只是从原理上考虑问题，应该把每一种工况都想到，把成熟设计借鉴的更好，从而设计出客户最喜爱、最好用的好产品。

参考文献：

[1]B/T786.1-93，液压气动图形符号.

[2]GB3766-83，液压系统通用技术条件.