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CKD6B型机车操纵台的设计与改进

CKD6B型机车操纵台的设计与改进摘要在机车司机室内部,司机要时刻关注操纵台上的操纵装置、速度控制装置、仪表显示器,以及行车安全控制与监控装置的提示信息,因此操纵台设计的合理性直接影响到司机操纵机车的方便程度,关系机车的行驶安全。

本文从实用角度出发,总结归纳了操纵台设计的注意要点,并提出合理的改进方案。

关键词操纵台;人机工程学;改进
中图分类号u26 文献标识码a 文章编号 1674-6708(2011)48-0143-02
0 引言
机车的操纵台是司机获取信息并进行正确、安全驾驶机车的特定作业场所,因此其设计的合理性直接影响到机车的行驶安全。

而操纵台本身的空间小,结构比较复杂,安装元件多,对可操控性、舒适性要求高,这就对操纵台的设计提出了较高的要求。

本文以ckd6b型机车操纵台为例简述操纵台在设计过程中需要注意的问题及改进。

1 确定机车操纵台的接口尺寸
1.1 底座与车体的接口尺寸
操纵台底座与车体的接口尺寸中要注意尺寸基准的选择。

一般车体是以与车轴垂直的中心线为基准,所以操纵台底座也要选用相同的参照基准。

1.2 台体尺寸
首先,要注意到操纵台与司机室侧墙接合面与水平面的角度要求。

其次,要注意侧墙所安元件与操纵台的距离是否太近,是否会对操纵台的柜门开启造成影响。

ckd6b型机车的操纵台与司机室侧墙接合面与水平面的角度为90°。

1.3 空气管路、电器线路接口
空气管路走管、接管需要一定的空间,所以电器线路与空气管路要分开走,二者保持一定距离。

ckd6b型机车操纵台电器布线基本上控制在右柜内,空气管路则放在操纵台左侧的后方,为空气管路走管、接管保留了足够的空间。

2 确定元件位置
操纵台元件的安装位置应参照人机工程学及我国铁路运输工作的特点,将使用频率最高、重要的器件布置在最佳位置上,将功能相关的控制器或显示器布置在相临位置上,即按功能组布局。

对于不能按功能组布局的重要、常用器件,则应布置在最大平面作业范围内。

一般情况下,操纵台的元件布置上要考虑到操纵台在生产配线、日常使用、检修和维护过程中的方便性,将电器元件尽可能摆放在其最合适的位置上。

3 司机人体尺寸确定
首先,司机是以坐姿工作,脚踩脚踏开关时要有一定的空间,
因此要充分考虑司机应有的置腿空间和计点平台面积。

计点平台面积不得小于360mm×255mm。

布置在操纵台台面上的操纵装置、控制器(如按钮、扳键、万能转换开关等),应处于司机的一般平面作业域范围内,不常用的开关、按钮可处于最大平面作业域范围内。

布置在操纵台上的视觉显示器,根据人机工程学原理,其安装座的表面应与垂直面成20°~40°角;司机到显示器的最大视距为900mm,一般不超过700mm,最小视距为510mm;当操纵台布置成包厢式或半包厢式时,人头部转动的中心在左右眼连线的中垂线的后方98.6mm处,因此司机观察左、右两侧附近的显示器时,头部转动角度不得超过45°。

4 玻璃钢台面板与台体的配合
4.1 台体与操纵台玻璃钢台面板的连接
玻璃钢台面板一般预埋m8的螺栓,台体在与面板的接触面钻孔,通过螺栓与螺母的连接而连接。

要注意由于公差的存在和司机室装修的需要,台体所钻应为长孔。

4.2 安装的电器元件与玻璃钢台面板的配合
一般重量较轻的元件可以直接安装在台面上,但是因为玻璃钢的脆性大,较重的元件或是使用过程中受力较大的元件(如司控器)就要在玻璃钢面板中预埋钢骨架安装。

要注意台体与面板的接触面一定要有相应的支撑。

5 操纵台走线架与线槽走线架的运用
走线架有两种:圆钢的和扁钢的。

圆钢线架有着不伤线的优点。

扁钢线架有着绑定的线不易滑动的优点。

二者使用前均须用塑料带缠绕护线。

走线架体积小,固定线的效果好。

一般在操纵台空间受限时采用,如在门的合页侧设一小走线架,走线对门上电气元件的线进行绑扎固定,方便门的开启。

线槽有着美观、护线效果好、使用方便、检修方便的优点。

但是使用时应注意其容量限制。

一般情况应该预留1/3的扩容容量。

另外,线槽上的线槽盖线较多时容易出现脱落,可以用扎带或制作专用的压板进行固定。

6 操纵台柜体的设计
操纵台柜体的结构设计一般可以参照规范化司机室图册,但是细节一定要因车而异。

以ckd6b型机车操纵台柜体结构设计为例进行说明。

因为ckd6b型机车操纵台采用的是40芯连接器,其接线后所占空间较大。

为了方便配线、检修及连接器插拔方便,连接器的安装板设计成翻转式。

同时,为了节约空间,操纵台的断路器、接线柱、菲尼克斯端子排的安装板采用了立式设计,并且采用了正反两面错位安装的设计。

为了便于配线、检修,操纵台在考虑了司机室空间布置后,特意在操纵台柜的前面和右侧同时开门。

为了便于检修及美观,操纵
台使用了线槽进行布线。

但是在柜的前门合页处采用了节约空间的扎线杆。

7 改进
近几年来,机车操纵台大量采用了模块化仪表、扳键组以节约空间,美化台面,但还是存在空间不足问题,因此,设计操纵台一定要不断创新改进,不仅仅是对柜体、台体,还要尽可能的对电器元件进行有效“瘦身”,确保其美观、实用。

在实际生产过程中发现,ckd6b型机车是自制端子排,接线柱组块之间需要相连,那么每两个之间就要互相用连线,由于操纵台本身空间狭窄,组块之间间距更小,工人师傅接线有很多不便,线多凌乱,更不利于日后的维修工作。

根据现场实际情况,如果将连线改为3位、4位自制联板,这样既减小了工作量,又节省空间。

另外操纵台首次使用了接线柱组块,使用接线柱组块比原有的接线柱更节约成本及空间,最重要的是可以灵活组装方便机车扩容。

8 结论
机车操纵台是保证机车运行的核心组件,其设计的合理性将直接影响到机车的行驶安全,从1804年世界第一台机车诞生之初到今天,这一具有挑战性的课题,仍处于探索和发展阶段。

本文从ckd6b型机车操纵台的实际设计技术指标进行分析和说明,这也是作者多年从事机车操纵台设计工作的一点思考与探索,相信通过国
内外机车设计工作者的坚持不懈努力,机车操纵台技术一定会在机车安全运行中起到更加积极地作用。

参考文献
[1]机车、动车组司机室设计规范.北京铁道部运输局,2002.
[2]朱序章.人机工程学[m].西安:西安电子科技大学出版社,1999.。

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