解钩风缸组装工艺性研究及优化设计

摘 要：解钩风缸是动车组用密接式全自动车钩的重要装置，主要用于密接式全自动车钩的自动解编。在解钩风缸国产化过程中发现按图纸加工的缸筒组件和活塞组件组装时容易产生卡死现象，造成解钩风缸无法组装。本文通过研究解钩风缸缸筒组件和活塞组件组装过程中的几何关系，得到活塞组件与缸筒组件顺利组装的条件，使活塞组件顺利装入缸筒组件。该方法在生产实践中取得了良好的效果，可作为设计和校核此类产品的一种方法。

关 键 词：解钩风缸 组装工艺 优化设计

中图分类号：TB47 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0000-00

1 引言

解钩风缸是CRH2型动车用全自动密接式车钩中的重要装置，用于实现两列动车组的自动解编，其工作正常与否直接影响动车组重联及解编的可靠性和稳定性。目前解钩风缸全部依靠进口，为满足解钩风缸日益增加的使用和四、五级修的更换要求，摆脱对进口件的依赖，公司开始对解钩风缸进行国产化。在试制过程中发现活塞组件装入缸筒组件时频繁出现卡死现象，造成解钩风缸无法组装，产品小批量报废。为使活塞组件能顺利装入缸筒组件，本文对活塞组件与缸筒组件的卡死现象进行了分析，提出了解决方案。

2 分析试验

解钩风缸气缸筒组件和活塞组件原图纸中的配合尺寸如图1、图2所示，缸筒组件和活塞组件的配合尺寸分别为φ90F9和φ90f9。

经过多次的组装试验发现，当活塞组件在缸筒组件中发生倾斜时便会卡住，无法组装。活塞在缸筒内倾斜的情况如图所示有三种，图中a为缸筒和活塞之间的间隙，b为活塞导向部分长度，d为活塞导向部分直径，C为活塞导向部分对角线长度，D为缸筒直径。

（1）、活塞导向较长，C>>D，活塞在缸筒内即使倾斜，角度也非常小，故不会卡住，如图3所示；

（2）、活塞导向较短，C

（3）、活塞导向较短，C≈D且C>D，在此情形下，当活塞发生倾斜时，由于活塞和缸筒都有一定的弹性就会卡在缸筒内部，如图5所示。

解钩风缸活塞组件中活塞宽度为30mm，但导向部位长度（即活塞与缸筒的接触长度）只有9mm，生产中活塞尺寸被内控至接近下偏差尺寸（φ89.877mm），缸筒组件内圆直径内控至接近上偏差尺寸（φ90.123 mm），计算得C=90.33mm，D=90.123mm，因此活塞组件卡在缸筒组件内属于以上所述的第（3）种情况。要使活塞组件顺利装入缸筒组件而不卡住，就要使C>>D或C

当活塞尺寸为下偏差尺寸（φ89.877mm），缸筒组件内圆直径为上偏差尺寸（φ90.123mm）时，使C

解得

将D=90.123 mm，d=89.877 mm代入上式，得到b<6.65 mm，因此，在假定活塞组件和缸筒组件均为刚体的情况下，要使活塞组件能顺利装入缸筒组件而不卡住，其导向长度b<6.65mm。

为了能验证理论分析的结果，通过倒角圆角相配合的形式，制作了一系列导向长度的活塞（b=6.25、6.69、7.13、7.57、7.74mm），如图6。

图6 试验用活塞组件

经过组装试验，在b≤6.69mm时活塞组件在缸筒组件内可以顺利组装，不会发生卡死现象。考虑到活塞组件和气缸筒的弹性，理论分析和组装试验的结果是吻合的。最终根据活塞组件加工工艺性，选择了b=6.69mm的结构形式，如图7所示。

3 结论

通过理论分析和试验验证，对于短导向活塞应当避免活塞导向部分对角线长度稍大于缸筒直径的情况，以提高其组装工艺性。若因结构原因使活塞对角线稍大于缸筒直径时，可通过改变活塞倒角形式的方法减短对角线的长度以提高其组装工艺性。本文所述方法为短导向活塞组装工艺性的校核提供了一种方法，同时也可作为短导向活塞设计的一个参考依据。

参考文献

[1] 邱宣怀等.机械设计[M] .北京：高等教育出版社，1997.7

[2] 姜继海等.液压与气压传动[M] .北京：高等教育出版社，2002.1