机车活动车头盖自动启闭装置 技术领域：
本发明涉及一种机车车头盖闭合与开启的装置，特别是具有流线形外形的高速机车、动力车等机车车头的活动车头盖闭合与开启装置。
背景技术：
以前，国内外生产、使用的机车由于车速不高，机车头部的司机室外形大多沿用早期的方形，用于调车作业的车钩也裸露在车体外，因此，机车的调车作业不受防碍。随着机车运行速度的不断提高，机车车头的外形因减少空气阻力和美观的需要改为流线形，调车作业用车钩也随之置于机车车头盖内，这样，就防碍了日常调车作业。为解决这一问题，国内、外机车生产厂家大都将位于车钩部位前的机车车头盖作成活动的，使之能在调车作业时打开，露出车钩。国内新近研制的流线形机车，其活动车头盖采用螺栓等手动方式与固定车头盖连接，调车作业时或作业后，只能人工卸、装活动车头盖，既耗时间，又不方便，还容易对活动车头盖造成损坏。
发明内容：
本发明地目的是为机车、动车、城市轻轨车等具有流线形状的机车头提供一种省工、省时、启闭方便的机车活动车头盖自动启闭装置。
本发明的解决方案是，一种机车活动车头盖自动启闭装置，包括固定车头盖、活动车头盖、支承机构、滑杆机构、导向机构、连杆机构、传动机构，所述活动车头盖由两块大小相同、相互对称的车头盖构成，两块活动车头盖分别与一套支承机构相连；支承机构有两套，均由1至2对连接支座和1至2根支杆构成，连接支座固定在活动车头盖内侧，支杆两端与一对连接支座相连，其中部连接滑杆机构；滑杆机构有两套，均由滑块、滑杆构成，滑杆穿过滑块，其一端与支承机构的支杆连接，另一端均活接在导向机构导板上的中心销轴上，滑块紧贴导板，并与连杆机构相连；导向机构为一导板，导板水平固定在传动机构的齿轮箱外侧，其上有一位于中心线上的中心销轴，中心销轴两边是两条对称的导槽，滑块紧贴导板，沿导槽滑动；连杆机构由横连杆和二根斜连杆构成，二根斜连杆的一端分别与一套滑杆机构的滑块相连，另一端分别与横连杆一端相连，横连杆的中部则连接传动机构；传动机构由齿轮箱、电机、主动齿轮、从动齿轮、涡杆、涡轮轴、涡轮、花键齿轮、拔块构成，齿轮箱固定在车体底架前端，电机、涡杆、涡轮轴安装在齿轮箱上，主动齿轮位于电机轴端，涡杆与电机轴平行，其上装有从动齿轮，该从动齿轮与主动齿轮齿合，涡轮轴与涡杆垂直，涡轮轴上安装有涡轮、花键齿轮，涡轮与涡杆齿合，花键齿轮位于拔块内，拔块装在齿轮箱底部并可在齿轮箱中前后移动，连杆机构横连杆的中部连接在拨块上，以确保二套滑杆机构的运动同步。
所述传动机构也可由齿轮箱、电机、主动齿轮、从动齿轮、主轴、主动圆锥齿轮、锥齿轮轴、从动圆锥齿轮、花键齿轮、拔块构成，齿轮箱固定在车体底架前端，电机、主轴、锥齿轮轴安装在齿轮箱上，主动齿轮位于电机轴端，主轴与电机轴平行，其上装有从动齿轮、主动圆锥齿轮，从动齿轮与主动齿轮齿合，锥齿轮轴与主轴垂直，锥齿轮轴上安装有从动圆锥齿轮、花键齿轮，从动圆锥齿轮与主动圆锥齿轮齿合，花键齿轮位于拔块内，拔块装在齿轮箱底部并可在齿轮箱中前后移动，其两侧连接连杆机构的横连杆。
该机车活动车头盖自动启闭装置还有电手动切换机构，其电手动切换机构由丝杆轴、螺母、齿轮、手动锁紧装置组成，丝杆轴安装在齿轮箱内与涡轮轴平行，其一端为丝杆，另一端伸出轴箱外，端部截面为方形，螺母安装在丝杆轴上，齿轮套装在螺母上，该齿轮与涡轮轴上的花键齿轮齿合，并同时位于拔块内，手动锁紧装置位于丝杆轴的方形端部，它由弹簧、锁紧套、锁座构成，弹簧一端固定在丝杆轴轴端盖上，另一端固定在锁紧套上，锁紧套后部内截面为圆形，前部内、外截面均为方形，其内截面与丝杆轴的方形端部相匹配，外截面与固定在导板上、锁紧套前的锁座中的方形孔相匹配。
所述滑杆机构的滑块由轴销连接的上、下滑块构成，轴销在导槽内滑动，上、下滑块贴近导板的端面有半圆形凹槽，凹槽中镶嵌滚珠，滑杆有上、下两根，分别穿过上、下滑块。
所述固定车头盖周边有沉台，活动车头盖周边有与固定车头盖周边对应的沉台。
本发明由于采用了活动车头盖自动启闭装置，调车作业时或作业后，活动车头盖可自动地移动到固定车头盖内侧或回归原位，不需人手工操作，既方便了调车作业、节省了时间，又避免了对活动车头盖的损坏。其中所采用的电手动切换机构既能保证当机车出现电气故障或机械故障时，通过使用外配摇杆驱动连杆机构动作，实现活动车头盖的开启和关闭，又能保证正常使用状况时丝杆轴的锁紧，防止其他情形时活动车头盖的非正常开启和关闭；而其中所采用的导向机构一方面能控制活动车头盖的运行轨迹，保证活动车头盖在开启时不与固定车头盖相碰，同时又承受了活动车头盖引起的垂向力，避免了活动车头盖的下垂；此外，活动车头盖四周的沉台，还保证了活动车头盖与固定车头盖很好的吻合，防止了机车运行时活动车头盖的振动；而传动机构中蜗杆小于3.5°的导程角，使蜗杆与蜗轮的传动具有自锁性，使其只能在电机的带动下，由涡杆带动涡轮旋转，而不能在其他外力作用下，由涡轮带动涡杆旋转，即运动不可逆。
附图说明：
图1：是本发明的总装俯视图；
图2：是本发明的总装左视图；
图3：是本发明总装俯视图的A—A向剖示图；
图4：是本发明总装俯视图的B—B向剖示图；
图5：是本发明总装俯视图的C—C向剖示图；
图6：是本发明总装左视图的D—D向剖示图。
图1至图6中：1、导板；2、导槽；3、斜连杆；4、横连杆；5、拨块；6、从动齿轮；7、齿轮箱；8、电机；9、连接拉板；10、车体底架；11、固定车头盖；12、活动车头盖；13、支杆；14、连接支座；15、滑块；16、滑杆；17、中心销轴；18、涡轮；19涡杆；20、突起；21齿轮；22、螺母；23、丝杆轴；24、花键齿轮；25、涡轮轴；26、导向槽；27、轴端盖；28、弹簧；29、锁座；30、锁紧套；31、加强筋；32、斜加强筋；33、车钩；34、轴销；35、主动齿轮。具体实施方式：
从图1、图2可知，本发明位于车钩33上，由固定车头盖11、二块活动车头盖12、二套支承机构、二套滑杆机构、导向机构、连杆机构、传动机构、电手动切换机构构成。固定车头盖11与车体相连，其与活动车头盖12相接的边缘有沉台；二块活动车头盖12大小相同、相互对称，其中间有一正对丝杆轴23的小孔，周边有与固定车头盖11对应和相互对应的沉台，以保证活动车头盖12闭合时与固定车头盖11良好的吻合，并避免机车运行时活动车头盖12的振动；二套支承机构各与一块活动车头盖12相连，它们均由二对连接支座14和二根支杆13构成，二对连接支座14分上、下两排固定在活动车头盖12的内侧，二根支杆13两端各与一对连接支座14相连，中部均与滑杆机构的滑杆16前端连接，为了确保活动车头盖12支承牢靠，该发明在下方的支杆13中部连接一条垂直的加强筋31，该加强筋31的底端与斜加强筋32的一端连接，斜加强筋32的一端则连接活动车头盖12，另一端连接滑块15，形成一个稳固的三角形结构；二套滑杆机构均由滑块15、贯穿滑块15中心的滑杆16组成，见图3，滑块15由上、下滑块构成，之间夹以导板1，并通过位于导槽2中的轴销34连接，上、下滑块紧贴导向机构的导板1，始终沿导槽2运动，从而控制活动车头盖12的运行轨迹，滑杆16由上、下滑杆构成，他们分别贯穿上、下滑块的中心，其前端分别连接支承机构的上、下支杆13的中部，后端均连接在固定在导板1中心线上的中心销轴17上，为了减少滑块15的磨耗、使活动车头盖12的闭合更自如，可在紧贴导板1的滑块15的那一面设置一些半圆形凹槽，凹槽中镶嵌滚珠；导向机构为一块水平固定在传动机构齿轮箱7上的导板1，导板1的中心线上有中心销轴17，中心销轴17两边是两条对称的导槽2，导槽2前端与中心线平行，以保证活动车头盖12开启和闭合时做平动而不碰撞固定车头盖11，导板1的两侧端部与齿轮箱7之间还连接拉板9，以提高导板1的整体刚度；连杆机构由横连杆4和二根斜连杆3组成，二根斜连杆3一端经轴销34各与一套滑杆机构的滑块15连接，另一端经轴销各与横连杆4的一端连接，见图4，横连杆4的中部则连接在传动机构中的拨块5上；传动机构由齿轮箱7、电机8、主动齿轮35、从动齿轮6、涡杆19、涡轮轴25、涡轮18、花键齿轮24、拨块5组成，齿轮箱7的后壁固定在车体底架10上，电机8固定在齿轮箱7一侧的定位安装面上，见图5，其电机轴伸入齿轮箱7内，主动齿轮35安装在电机轴端部，涡杆19安装在齿轮箱7内，并与电机轴平行，其导程角小于3.5°，从动齿轮6安装在它的一端，并与主动齿轮35齿合，涡轮轴25安装在齿轮箱7内，并与涡杆19垂直，其前部安装涡轮18，后部安装花键齿轮24，涡轮18与涡杆19齿合，花键齿轮24位于拨块5中，拨块5底面有一突起20，该突起20均置于齿轮箱7底部的导向槽26中，既使其定位在齿轮箱7中，又能在齿轮箱7中前后移动；手电动切换机构位于传动机构下方，由丝杆轴23、安装在丝杆轴23上的螺母22、齿轮21和在丝杆轴23前端的锁紧装置组成，丝杆轴23安装在齿轮箱7内涡轮轴25的下方，且与涡轮轴25平行，其前端伸出齿轮箱7外，端部截面为方形，螺母22安装在丝杆轴23的后半部，齿轮21套装在螺母22上与花键齿轮24齿合，并一同位于拨块5中，锁紧装置由弹簧28、锁紧套30、锁座29构成，弹簧28套在丝杆轴23上，其一端固定在丝杆轴23的轴端盖27上，另一端固定在套在丝杆轴23上的锁紧套30的后端，锁紧套30前小后大，后部内截面为圆形，前部内、外截面均为方形，其方形内截面大小与丝杆轴23端部截面大小相匹配，锁座29固定在导板1上、锁紧套30前面，其上有一方形孔，该孔的大小与锁紧套30前部的外截面大小相匹配，丝杆轴23前端套在该孔中，见图6，为配合该发明的手动启闭，还配备了一根摇杆，摇杆前端外径小于活动车头盖12上的小孔，端头的中心孔为方形并与丝杆轴23前端大小相匹配。
进行调车作业时，司机使设置在机车司机室中的车头盖自动启闭装置的电源控制开关置于1位(即开位)，电机8顺时针旋转，带动同轴的主动齿轮35旋转，主动齿轮35将力传递给从动齿轮6，使从动齿轮6旋转并带动涡杆19旋转，涡杆19又带动与之齿合的涡轮18，涡轮18随即带动涡轮轴25旋转，使安装在涡轮轴25上的花键齿轮24随涡轮轴25旋转，花键齿轮24与齿轮21齿合，因而齿轮21也随之旋转，由于齿轮21与螺母22固定在一起，并安装在丝杆轴23上，因此，两者旋转的同时又向后直线运动，又由于花键齿轮24与螺母22、齿轮21一起套在拨块20内，所以四者一起向后作直线运动，拨块20沿齿轮箱7的导向槽26向后平动，并带动横连杆4平行后移，由此拉动与之相连的斜连杆3，带动滑块15沿导槽2向侧、后滑动，随着滑块15向侧、后方移动，滑杆16逐渐以中心销轴17为中心向左右两边打开，最终带动活动车头盖12向左右两边移动，进入固定车头盖11内侧，使车钩33完全暴露在外，方便调车作业，当活动车头盖12完全进入固定车头盖11内时，内部的一个行程开关使电机8失电，电机8停止旋转。
调车作业完毕后，司机使设置在机车司机室中的车头盖自动启闭装置的电源控制开关置于2位(即断位)，电机8开始逆时针旋转，带动与之相连的主动齿轮35、从动齿轮6、涡杆19、涡轮18、涡轮轴25反向旋转，使安装在涡轮轴25上的花键齿轮24随涡轮轴25旋转，并带动齿轮21、螺母22旋转，同时，逐渐向前移动，带动拨块5沿齿轮箱7上的导向槽26向齿轮箱7前部移动，从而使横连杆4平行前移，由此推动与之相连的斜连杆3，从而推动滑块15沿导槽2向中、前方滑动，随着滑块15向中、前方移动，滑杆16逐渐以中心销轴17为中心向中合拢，最终带动活动车头盖12向中部移动，当活动车头盖12完全闭合时，内部的另一个行程开关失电，电机8停止旋转。在上述过程中，锁紧套30的前端一直紧套在锁座29的方孔中，即手动启闭方式处于锁闭状态。
当机车处于无电状态时，若需打开活动车头盖12从事调车作业，则可进行人工操作。首先，将摇杆的端部插入活动车头盖12上的小孔中，使其套在丝杆轴23前端，用力向里推，使弹簧28压缩，把锁紧套30从锁座的方孔中释放出来，而后转动一定角度，将锁紧套30顶在锁座背面，丝杆轴23即可作旋转运动，这样就把电动启闭方式转换为了手动启闭方式。然后，顺时针摇动摇杆，丝杆轴23顺时针转动，由于涡杆19的导程角小于3.5°，因此其运动不会使涡轮18带动涡杆19旋转，所以涡轮轴25不转动，只能是花键齿轮24在涡轮轴25上向后移动，因此，丝杆轴23顺时针转动使得安装在丝杆轴23上的螺母22、齿轮21向齿轮箱7后端移动，带动拨块5向后移动，处于拨块5中的花键齿轮24也应同时向后移动，同样，此时拨块5的后移拉动横连杆4、斜连杆3、滑块15，使滑杆16以中心销轴17为中心向左右两边打开，最终带动活动车头盖12向左右两边移动，进入固定车头盖11内侧，使车钩33完全暴露在外。
当要在无电状态关闭活动车头盖12时，只需将摇杆套在丝杆轴23前端，逆时针摇动摇杆，同上过程，活动车头盖12就会闭合。活动车头盖12闭合后，手握摇杆轻轻用力向里推，转动一定角度，使锁紧套30前端正对锁座29的方孔后，不再施加推力，此时，锁紧套30在弹簧力的作用下其前端沉在锁座29的方孔中，取下摇杆即完成整个闭合过程。