第四章Phaff固定架车机以及移动架车机.doc

第四章 Phaff固定架车机以及移动架车机第一节 固定架车机总体概述一、概述一号线地下式架车机（Underfloor Lifting）是由德国PFAFF-silberblau公司制造生产的，其采用悬臂式(cantilever)设计，整套设备共包括8个独立的转向架起升架(Hoist)、8对车体支撑架(Body Support)和一个控制电气柜组成架车机组完成对整列车（4辆）或3辆、2辆及单节车的架落车作业架车作业时，由调车机车或公铁两用车将列车牵引到架车台位上，并正确对位；架车机构将车辆（带转向架）举升到设定高度；解除转向架与车体之间的连接；整体地下式为升起车体托架支承车体，架车机构带转向架一同落下；推出转向架架车机构在任何支承状态下，对车辆的检修作业都应是安全的二、主要功能描述1、整体地下式架车机每套由4组架车装置组成，每组装置有2台车辆（带转向架）架车机构和4个车体托架，完成对整列车或单节车架落车的机械作业 2、电气控制系统设有总控制台和现场控制器既可在总控制台对设备进行整列地铁车组的升降控制和单节车辆的升降控制，亦可在现场进行单节车辆的升降控制总控制台的人机界面友好，故障查找容易，保养、维修、操作安全方便。

三、工作原理1、整列架车列车组进入架车台位并在架车机上正确对位，4组车辆架车机构同步联动，起升架车车体连同转向架一起整体升起至需要高度，并保持锁定状态，单台架车机构应采用传统四螺杆驱动形式在拆卸落下转向架前，需升起车体托架，待车体托架承受住车体载荷并锁定后，车辆架车装置才能承着转向架落下，车辆架车机构和车体托架的动作必须互相连锁车辆架车机构应可选择落下任意1个转向架，转向架落下后可被顺利移出，不与车体托架发生干涉2、两节、三节或单节车辆架车两节、三节或单节车辆的架车作业过程与整列车组类似，可在任意1组架车装置上作业第二节 设备主要部件结构介绍一、 转向架起升架(Hoist)图3-1　转向架起升架起升车辆示意图图3-2　转向架起升架结构图 1. Lifting beam 举升梁；2. Cantilever 抬升臂；3. Gear cam limit switch 凸轮限位开关盒；4. worm gear screw 丝杆涡轮减速箱；5. Guiding box 导向箱；6. screw 丝杆；7. Lifting column 起升立柱；8. carrying nut 承载螺母；9. limit switch safety nut 安全螺母限位开关；10. limit switch carrying nut 承载螺母限位开关；11. safety nut 安全螺母1、驱动方式每个转向架起升架包括2个举升梁(Lifting beam)和4根起升立柱(Lifting column)，可用于单个转向架的起升工作。

每2个转向架起升架编为一组，用于单节车辆的起升整套设备共有4组（8个）转向架起升架图3-3 举升梁及起升立柱每个转向架起升架由一台7.5kw的三相异步电机驱动，电机输出端通过高韧性软轴(High Flexible shaft)连接到主齿轮箱(Mitre gear box)，再由主齿轮箱通过高韧性软轴连接到蜗轮蜗杆减速箱(Worm gear box)，从而由蜗轮带动丝杆转动，达到起升的目的如图所示，4根丝杆由一台电机同时驱动，以确保单个转向架起升架4根丝杆绝对的机械同步性三相异步电机主要参数如下：功率：7.5kw　　　　　　　 　转速：1450 rpm保护等级：IP 55　　　　　　 制动力矩：100 Nm图3-4　转向架起升架驱动示意图图3-5 主齿轮箱及高韧性软轴每个转向架起升架包括两个尺寸为K18的主齿轮箱，具有4:1的齿轮减速功能每个主齿轮箱有3个轴接头（一个输入接头，两个输出接头）2、 举升梁(Lifting beam)每个举升梁的长度为3200mm，通过12个Φ18的螺栓与起升立柱连接，提升力为100KN当转向架起升架升起后，为了防止车辆或转向架溜动，在举升梁的两端装有自动升降的防滚落装置（Anti-roll-off Device）。

图3-6　转向架起升架升起后防滚落装置示意图图3-6 转向架起升架完全降下后防滚落装置示意图1.Lifting beam 举升梁；2.Anti-roll-off-disc 止挡；3.Plate cam 平板凸轮；4.Cover plate 盖板；3、 辅助轨(Temporary rail)当每个举升梁升起后，举升梁下方的辅助轨也随之升起以填补辅助轨留下的空间辅助轨完全升起后与车间地面平齐，便于将卸下的转向架推出维修 图3-7 辅助轨辅助轨的下方安装有4根2000N空气弹簧(Gas spring)，依靠弹簧的伸缩来实现辅助轨的升降动作如图3-9、3-10所示图3-8　辅助轨完全降下示意图 图3-9　辅助轨完全升起示意图1.Temporary rail 辅助轨；2.Locking unit 锁定装置；3.Gas spring 空气弹簧；辅助轨完全升起后，锁定装置(Locking unit)中的锁定销将自动弹出，触发限位开关，辅助轨将自动停止上升一旦锁定销没有触发限位开关，转向架起升架则会停止上升图3-10 锁定装置4、蜗轮蜗杆减速箱(Worm　gear box)图3-11　蜗轮蜗杆减速箱结构图HSE80型蜗轮蜗杆减速箱安装于丝杆顶部，将电机的高速输出转速经过蜗轮蜗杆进行减速再传递给丝杆，其减速比为8：1。

蜗轮上方安装有一个凸轮盘(Cam disc)和一个脉冲传感器(Inductive transmitter)，该脉冲传感器用于计算凸轮盘的转数，并将计算出的转数传给PLC控制系统因为凸轮盘的转数与蜗轮的转数一致，也就是与丝杆的转数一致，因此脉冲传感器计算的就是丝杆的转数PLC控制系统根据丝杆转数的多少来计算转向架起升架当前的起升高度，此功能主要用于群组模式下转向架起升架的同步控制，我们将在后面的章节中详细介绍 5、 凸轮限位开关（Gear　cam　limit　switch）为了使转向架起升架在到达最高位或最低位时自动停止，每个转向架起升架都安装有一个凸轮限位开关，此开关位于蜗轮蜗杆减速箱的顶部下面介绍一下凸轮限位开关的工作原理凸轮限位开关与蜗轮连接在一起，蜗轮转动一圈，凸轮限位开关内的凸轮也转动一圈，通过统计蜗轮的转数来计算转向架起升架是否到达最高位或最低位图3-12 凸轮限位开关开关编号123456开关作用上升安全限位开关下降安全限位开关不使用上升限位开关下降限位开关安全区位置开关转向架起升架到达最高位时触发上升限位开关，系统自动停止运行；转向架起升架到达最低位时触发下降限位开关，系统自动停止运行。

为了防止由于上升限位开关和下降限位开关失效而产生的对机械系统的损坏，这里设计了两个附加的安全限位开关，即上升安全限位开关和下降安全限位开关，它们可以起到二次保护的作用也就是说，当上升限位开关或下降限位开关失效，转向架起升架继续上升或下降时，两个安全限位开关就会被触发，起到和上升限位开关（下降限位开关）一样的作用，使系统停止工作，主电源断开如果安全限位开关被触发，控制柜上的“安全限位开关”红灯亮起，系统电源断开，显示屏无任何信息显示架车机在下降过程中，当距离地面250mm时，安全区位置开关被触发，设备自动停止运行待操作人员确认安全区区域内无障碍物后，可给出命令使架车机继续下降6、 丝杆（Spindle或Screw） 转向架起升架所用的丝杆型号全部为Tr65×8的爱克米梯形螺纹丝杆，其具体参数如下：单个丝杆动态举升能力（Lifting capacity per spindle）60kN单个丝杆静态支撑能力（Supporting capacity per spindle）84kN丝杆升降速度（Lifting speed）360mm/min外径（External diameter）65mm螺距(Pitch)8mm线数(Number of threads)1导程(Inclination)8mm中径(Pitch diameter)61mm内径(inside diameter)56mm牙型半角（Pitch angle）15°螺纹升角(Angle of inclination)2.39°丝杆通过蜗轮蜗杆减速箱驱动，以45 rpm的速度旋转。

架车机所有丝杆均相对于地面静止，起升和下降的功能完全是依靠螺母相对于丝杆的运动而产生的7、螺母（Nut） 转向架起升架的螺母分为两种，一种是起升螺母(Carrying Nut)，另一种是安全螺母(Safty Nut)，两种螺母均安装在丝杆底部下面我们来介绍这两种螺母的区别和作用8、起升螺母(Carrying　Nut) 转向架起升架的上升和下降完全是依靠起升螺母与丝杆的相对运动产生的设备运行时，丝杆相对于地面不做升降运动，而只做转动起升螺母的上表面与起升立柱的下表面紧密贴合在一起，当丝杆转动时，起升螺母带动起升立柱一起上升或下降，以实现转向架起升架的上升或下降 起升螺母限位开关(Carrying　Nut　Limit　Switch)被触发后，电气柜控制面板上会显示故障信息这时，转向架起升架只能上升，不能下降，直到故障消除为止图3-13起升螺母结构9、安全螺母(Safety　Nut)安全螺母安装于起升螺母的下方安全螺母的上表面与起升螺母的下表面有10mm的距离当起升螺母损坏失去作用时，安全螺母可以起到起升螺母的作用安全螺母限位开关(Safety　Nut　Limit　Switch)被触发后，电气柜控制面板上会显示故障信息。

这时，转向架起升架只能下降，不能上升，直到故障消除为止图3-14安全螺母结构1.protection boot 保护套；3.carrying nut 承载螺母2.limit switch 限位开关；；4.safety nut 安全螺母二、 车体支撑架(Body Support)图3-15　车体支撑架支撑车辆示意图图3-16　车体支撑架结构图1. limit switch “loaded”车体负载限2. 位开关；3. Gear cam limit switch 凸轮限位开关盒；4. worm gear motor 电机减速箱；5. Guiding box 导向箱；6. screw 丝杆；7. protection boot 保护套8. Lifting column 起升立柱；9. carrying nut 承载螺母；10. limit switch carrying nut 承载螺母限位开关1、驱动方式每个基坑内安装有两个车体支撑架立柱，组成一对车体支撑架，整套设备共有8对车体支撑架每个车体支撑架由一台0.75kw的三相异步电机驱动，电机输出端通过蜗轮蜗杆减速箱带动丝杆转动，达到升降的目的。

由于车体支撑架不具有起升或降落车辆的作用，因此，车体支撑架不。