柴油机发电机组专用可移动式电动平车的设计

时间：2024-05-20

巨兴文冯波

（南车戚墅堰机车有限公司，江苏常州 213011）

0 概述

柴油机发电机组是内燃发电机组的一种，以柴油机作为动力，驱动同步交流发电机发电的电源设备。柴油发电机组是目前世界上应用非常广泛的发电设备，主要用作电信、国防、医院、学校、工矿企业及等的应急备用电源；移动通信、战地及野外作业、车辆及船舶等特殊领域的独立电源；大电网不能输送到的地区或不适合建立火电厂的地区的生产与生活所需的独立供电电源等。随着科技的不断进步，一些新技术和新成果的应用，柴油发电机组逐步的向自动化、智能化、低排放和低噪音的方向发展，以满足现代社会对柴油发电机组越来越高的要求。

1 问题的提出

本单位生产的柴油机发电机组是以16V280型柴油机作为动力源，驱动同步交流发电机发电。主要部件有16V280型柴油机、交流同步发电机、控制箱、联轴节、公共底架、辅助系统、燃油系统、机油系统、水系统等。

现有柴油机发电机组的公共底架结构简图如图1所示。此种设计结构为不可移动的部件，仅仅起到支撑作用。当机组调试需要移动位置时，必须由吊车配合，操作繁琐。若机组在台位内调试需要移动位置时，台位并没有足够的空间，吊车无法进入，给生产造成瓶颈。为了方便机组的调运及调试，特设计柴油机发电机组专用可移动式电动平车。

图1 公共底架

2 柴油机发电机组用平车的设计

图2 柴油机发电机组专用可移动式电动平车

柴油机发电机组用电动平车由车体架、走形机构、顶升机构、固定装置及动力机构等五部分组成，如图2所示。

柴油机发电机组在加装本平车后，当机组运行或调试需要移动位置时，无需吊车吊运，加装动力机构后走形方便，可以实现机组的自由移动。机组工作之前，通过液压站控制，先将各油缸活塞杆伸出，顶起整个机组，使平车车轮悬空，将缓冲垫放置在车体架下部的支撑脚处，然后将车体架两端的固定用螺母锁紧。这样保证了机组工作时各部件运行平稳，基本消除振动。

2.1 车体架的设计

柴油机发电机组专用可移动式平车车体架结构简图如图3所示。车体架是平车的骨架，通过纵梁和横梁承受着装在其上整个机组的重量及自重，用时也承受着轮子的反力。为了满足柴油发电机组各部件能够正常工作，车体架必须具有足够的强度和刚度，同时上部安装面还需有较高的几何精度。为此，车体架采用具有强度高、刚性好、重量较轻的箱式结构。通过受力分析及计算，此车体架需要焊接两条大梁，两条端梁及四条中间梁，且为保证强度，各梁均需采用箱式结构。在车体架上部，将柴油机、发电机及联轴节的安装座一并焊接在各箱型梁上。各安装座须有较高的平面度，且保证柴油机和发电机安装以后中心严格等高。

图3 平车车体架

2.2 走形机构的设计

图4 走形机构

2.3 顶升机构的设计

顶升机构由液压站及油缸等组成，其原理如图5所示。为了控制及移动方便，变量泵，控制阀，油箱等固定在件号1移动液压平台上。油缸安装在车体架底部。当油缸需要工作时，可移动液压平台控制各油缸单动或同时启动。需要注意的是，油缸行程必须大于使车轮悬空需要的最小高度。当机组运行时，油缸活塞杆伸出，确保车轮完全悬空，避免机组工作时机体晃动，考虑到机组的整体重量选用Enerpac品牌RCH-206型中空柱塞油缸。具体参数如表1所示。

图5 液压原理图

2.4 固定装置的设计

车体架两端焊接四只支撑角，在台位内的相应位置预先做好安装孔。机组运行到位需要启动工作时，将固定用长螺栓通过支撑角锁紧在安装孔处，避免机组工作时震动过大。

表1 油缸参数

2.5 动力机构的设计

电动平车采用蓄电池组作为动力源，由免维护的铅酸蓄电池组提供直流48V电源。通过直流调速器控制永磁无刷直流电机带动整个设备运行。电机选用BS5.5-1000/96永磁无刷直流电机，功率5.5kW，额定转速1000rpm，额定转矩52.5 N.m，工作电压DC48V。应用永磁直流无刷电机驱动使得整个平车在牵引过程中具有性能稳定，调速平稳，动态响应快等特点。并具有断电抱闸，带电停车锁定功能，启动和制动平稳。平车上设置蓄电池电量显示表、充电器插座、就地控制盒。此外平车电控部分具有电压、电流、超速、过载、蓄电池过充过放保护，确保平车在运行过程中安全行驶。