齊齊哈爾車輛（集團(tuán)）有限責(zé)任公司在進(jìn)行鑄鐵車間技術(shù)改造時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)所需對澆注工部進(jìn)行了重新布置。為保證鐵液從電爐到達(dá)澆注線時(shí)的溫度，設(shè)計(jì)采用了電動(dòng)澆包。由于受現(xiàn)有場地限制，不可能以環(huán)形澆注軌道布置，因而使得澆注軌道出現(xiàn)多處叉道（見圖1），這樣就必需解決電動(dòng)澆包在帶叉道的軌道上運(yùn)行的問題。

1　軌道方案確定

首先確定軌道的形式?方案有兩個(gè)：

（1）采用工字鋼做軌道，選用成品電動(dòng)葫蘆。叉道和叉道滑線由活動(dòng)叉道和活動(dòng)滑線構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（2）采用雙球形軌道，因無合適的電動(dòng)葫蘆標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，故需自制非標(biāo)產(chǎn)品，軌道形式如圖3。

**種方案有一些標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品可用，但叉道的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，澆注軌道出現(xiàn)多處叉道，而且有兩個(gè)叉道的距離比較近，不便活動(dòng)叉道的制造和安裝。這種活動(dòng)叉道還需人工手動(dòng)換道，或自動(dòng)換道。人工手動(dòng)換道，需要增加工人的操作；自動(dòng)換道，可靠性又不高，并且控制系統(tǒng)也比較復(fù)雜。因此此種方案并不是*好的方案。

**種方案雖無現(xiàn)成的資料參考，但并不是不可行。它不需要像工字鋼軌道那樣的活動(dòng)叉道，因而也就不需人工或自動(dòng)換道，并且電動(dòng)澆包小車的換道準(zhǔn)確可靠。因此決定采用**種方案。

**種方案需解決的問題是：如何讓電動(dòng)澆包的小車順利通過叉道，并轉(zhuǎn)到相應(yīng)正確的方向上，而不發(fā)生大的振動(dòng)；如何使電動(dòng)澆包的電源在整個(gè)過程中都始終接通，而不發(fā)生斷電情況。

雙球形帶叉道的澆注軌道一般只用在澆包容量較小且用人力推動(dòng)的澆注系統(tǒng)。在通過叉道時(shí)，靠人的帶動(dòng)改變走行方向。當(dāng)澆包的容量較大時(shí)，就要采用電動(dòng)澆包。而這種雙球形軌道電動(dòng)澆包系統(tǒng)的軌道通常都是環(huán)形的，不存在叉道的問題，小車的運(yùn)行方向只有一個(gè)，并且電源的供給也容易處理。

要使這種電動(dòng)澆包在有叉道的軌道上正確運(yùn)行，必須解決兩個(gè)關(guān)鍵問題：一是電源的供給，確保電源不間斷；二是叉道的處理，應(yīng)能使電動(dòng)澆包的小車順利通過叉道，并且正確地運(yùn)行在相應(yīng)的軌道上。

（1）電源的供給

由于存在叉道，電動(dòng)澆包的運(yùn)行方向多次改變，拖線也不可能連續(xù)布置在全部的軌道路線上，所以用拖線的形式顯然是滿足不了小車始終得到電源的要求。為了使電動(dòng)澆包在叉道處電源不間斷，必須采用滑線的形式，雙側(cè)立式交替布置，并在交替處重合一段滑線，并在電動(dòng)澆包的小車兩側(cè)均設(shè)集電器

（滑線托），如圖4所示。

從圖中可以看出，當(dāng)小車運(yùn)行到距叉道處有一段距離時(shí)，小車進(jìn)入兩側(cè)供電狀態(tài)。當(dāng)小車通過叉道后一段距離，又進(jìn)入單側(cè)供電狀態(tài)，從而確保小車通過叉道時(shí)電源不間斷。

（2）叉道的處理

叉道的作用有兩個(gè)：一是連接三個(gè)方向的軌道；二是確保小車能換到正確方向的軌道上。要保證小車能正確地運(yùn)行到相應(yīng)的軌道上，就必須在叉道處設(shè)一個(gè)活動(dòng)擋板。通過設(shè)置擋板的初始位置，來改變小車的運(yùn)行方向。根據(jù)工藝給定的運(yùn)行方向，可以確定各個(gè)叉道處擋板的初始位置。

由于這種軌道由兩條單道構(gòu)成，所以在叉道處有一段斷道。為避免小車行走到此處產(chǎn)生過大的振動(dòng)和沖擊，以及不使小車的車輪在此處出現(xiàn)掉道的情況，活動(dòng)擋板除了可以控制小車的走行方向外，還可以充當(dāng)這一段斷道處的軌道。所以在設(shè)計(jì)擋板時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際軌道叉道的角度和弧度來具體考慮，要兼顧兩個(gè)方向的軌道，無論擋板處于哪個(gè)方向上，都應(yīng)能充當(dāng)這一方向斷道處的臨時(shí)軌道（如圖5所示）。從圖中可以看出，①、②和③處的擋板的初始位置完全可以滿足工藝所要求的行走路線（圖中的箭頭所示的方向就是工藝所要求的方向）。

2　軌道、叉道及擋板的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2．1　軌道主要參數(shù)的確定

為滿足澆注的要求，軌道的高度不能過低，否則在傾倒鐵液時(shí)將受到影響?？紤]到車間現(xiàn)有的空間，*后確定軌道上面的高度為4300mm，這也是該電動(dòng)澆包系統(tǒng)所要求的*小高度。沿軌道的走向設(shè)置吊梁，通過間隔一米的吊框把軌道固定在吊梁上（如圖6所示）。軌道材料：圓鋼用普通熱軋 ●30mm圓鋼，鋼板用10mm×100mm 的扁鋼，連續(xù)焊接。

2．2　兩單側(cè)軌道之間距離的確定

很明顯，兩軌道之間的距離越小，小車在彎道的行走越有利。但是考慮到兩軌道間還要有一套懸掛裝置和鏈傳動(dòng)裝置，軌道之間要有一定的距離。兩單條軌道之間中心距定為80mm，這時(shí)縫隙為50mm。

2．3　叉道處彎道圓弧半徑的確定

對于小車的走行來說，圓弧的半徑越大越好，但是過大又會導(dǎo)致軌道的結(jié)合處（圖7A 處）又長又尖，尖角距吊框的距離較大，強(qiáng)度和剛度下降。同時(shí)使得叉道處的斷道距離變長，對小車的走行不利。綜合考慮以上因素，確定叉道彎道處中心的圓弧半徑為2450mm，如圖7所示。

2．4　圓弧彎道*小半徑的確定

確定圓弧彎道*小半徑應(yīng)考慮兩個(gè)方面，一是小車兩側(cè)板的寬度和厚度（如圖8所示）；二是小車通過彎道時(shí)，車輪應(yīng)與軌道正確接觸，不能有懸空現(xiàn)象。從圖8可以看出，要使小車順利通過的條件是：B 值加上兩側(cè)板的厚度應(yīng)小于兩軌道之間的縫隙，即滿足：B＋40mm＜50mm。這樣當(dāng)兩側(cè)板的寬度為230mm、厚度為40mm 時(shí)，它所能通過單軌圓鋼（直徑為30mm、縫隙50mm）的軌道半徑 R 的極限值為：R≈600mm?？紤]到制造安裝誤差及小車應(yīng)能很順利地通過等其它因素，軌道中心圓弧半徑不宜小于1300mm。

2．5　叉道擋板的設(shè)計(jì)

這是小車能否正確通過叉道的關(guān)鍵。擋板可以繞固定軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在小車通過時(shí)要充當(dāng)兩個(gè)方向中某一方向斷道處的軌道，所以設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該兼顧這兩個(gè)方向。無論小車在哪個(gè)方向，都不應(yīng)出現(xiàn)卡住和振動(dòng)現(xiàn)象，并且擋板要有一定的剛度和強(qiáng)度，如圖9所示。

3　電動(dòng)澆包的設(shè)計(jì)

澆包采用標(biāo)準(zhǔn)手動(dòng)澆包，升降采用1．5t 標(biāo)準(zhǔn)環(huán)鏈電動(dòng)葫蘆，行走部分（小車）、集電器裝置、滑觸線等自行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的電動(dòng)澆包系統(tǒng)見圖10。

（1）小車的技術(shù)參數(shù)如下：

行走輪直徑 200mm

行走輪寬度 50mm

行走輪轉(zhuǎn)速 48～57r／min

減速機(jī)型號 XWD0．55-2-29

（2）小車上的集電器裝置

為了能夠使小車在各處均得到三相電源，小車上帶有一套集電裝置，它兩側(cè)集電，各有三個(gè)集電器（滑線托）。由于結(jié)構(gòu)上要求緊湊，無法選用標(biāo)準(zhǔn)集電器，所以這一套裝置也必須自行設(shè)計(jì)和制造。

小車在運(yùn)行的過程中，為了保證集電器與滑線之間的良好接觸，必須具備三個(gè)條件：一是盡量使集電器和滑線垂直接觸；二是集電器（滑線托）對滑線要有合適的壓力；三是滑線托要有一定的水平位移能力，以補(bǔ)償軌道、滑線的制造、安裝誤差以及小車在走行過程中的晃動(dòng)。

如何使集電器垂直于滑線呢？很明顯，如果把集電器安裝在小車的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪之間，無論小車運(yùn)行到叉道處還是彎道處，均可以保證集電器垂直于滑線運(yùn)行。但是小車安裝位置和吊框空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。**的辦法是把它安裝在小車的尾部，這時(shí)就需要在集電裝置上安裝導(dǎo)向裝置。該導(dǎo)向裝置與小車之間用鉸連接，這樣就能保證集電器裝置能在一定的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而保持與滑線的垂直度。