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1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
目錄
1 選題的目的和意義……………………………………………2
2 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀…………………………………………2
3 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)及工作原理……………………………3
4 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計(jì)說明…………………………………………3
4.1 傳動設(shè)計(jì)…………………………………………3
4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)…………………………………………4
4.3 設(shè)備布置工藝流程………………………………4
5 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)…………………………………………4
6 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)………………………………5
2、 6.1 液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)…………………………………5
6.2 液壓傳動的缺點(diǎn)…………………………………5
7 發(fā)展趨勢的研究………………………………………………6
7.1 減少能耗,充分利用能量………………………6
7.2 主動維護(hù)…………………………………………6
8 總結(jié)……………………………………………………………7
1 選題的目的和意義
鐵路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施、國家經(jīng)濟(jì)的大動脈,承擔(dān)著繁重的客貨運(yùn)輸任務(wù),尤其在煤炭、原油、鋼鐵等國計(jì)民生的大眾物資運(yùn)輸方面的作用是無可替代的。今年來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長,煤電油運(yùn)瓶
3、頸制約問題十分突出。為盡快緩解鐵路運(yùn)輸?shù)钠款i制約,更好地適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需要,鐵路部門堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),快速擴(kuò)充運(yùn)輸能力,快速提升技術(shù)裝備水平,努力實(shí)現(xiàn)鐵路的又好又快發(fā)展。發(fā)展鐵路重載運(yùn)輸,就是在這一大背景實(shí)施的。
軌道交通車輛制造中,貨車制造(如各種敞車車型)生產(chǎn)線柔性工藝裝備系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用,是制造廠家多年的目標(biāo)和愿望。我國軌道交通車輛制造業(yè),尤其是鐵路貨車車輛,如各種敞車車體制造生產(chǎn)線原有工裝系統(tǒng)存在諸多缺憾和不足,特別是生產(chǎn)過程
中精、快、省、宜方面的柔性化、智能化需求,以及對資源投入的高效、持久應(yīng)用等方
面,與國際先進(jìn)生產(chǎn)水平有一定差距。因此目前亟待解決的問題是設(shè)計(jì)合
4、理的工藝設(shè)備,以達(dá)到車體的檢修能力,提高效率節(jié)約成本。
2 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀
在各個(gè)鋼鐵企業(yè)內(nèi)運(yùn)輸?shù)能囕v,在檢修過程中整車同鐵路運(yùn)輸貨車一樣按功能結(jié)構(gòu)分為走行部、鉤緩部、車體、制動等幾大部分,所以,普車檢修相應(yīng)的檢修班組分為車鉗工、鉚焊、制動鉗工、鉤緩等幾大作業(yè)組。其中鉚焊主要負(fù)責(zé)車體的大修、年休。在車體的檢修中要求矯正正車門、車體、邊梁、側(cè)梁、中梁、端梁、側(cè)板及其焊接和地板、側(cè)柱的鉚焊工作。
近年來,隨著鋼鐵產(chǎn)量的逐年增加,運(yùn)輸車輛老化,車況逐年惡化,車輛檢修數(shù)量在減少,單車周轉(zhuǎn)率增加,加之資金短缺,人員逐年減少,檢修難度越來越大,為提高勞動生產(chǎn)率和檢修質(zhì)量,必須加大技改工作力
5、度。車輛車間在車間領(lǐng)導(dǎo)的重視和工程技術(shù)人員的不斷努力下,車間技改工作力度年年增大,年年有項(xiàng)目,從檢修工藝的各個(gè)角度進(jìn)行小改小革,先后完成了鉤緩檢修工藝、冶車輪軸組裝工藝、輪對加工組裝工藝等十幾項(xiàng)工藝及機(jī)具設(shè)計(jì)制作,目前亟待解決的是,設(shè)計(jì)合理的工藝裝備,使車體在檢修方面的仰焊、立焊等變?yōu)槠胶?,使垂直工作面變?yōu)樗焦ぷ髅?,從而降低工作難度達(dá)到提高效率和提高檢修質(zhì)量的目的,提高機(jī)械化、自動化檢修能力。購置這樣一臺設(shè)備,因?qū)儆趯S脵z修設(shè)備單件生產(chǎn),費(fèi)用較高。就目前的經(jīng)濟(jì)條件來說是很難辦到的,如果
投入一小部分資金,自行設(shè)計(jì)并制作,會節(jié)約數(shù)十萬元的成本,所以各個(gè)企業(yè)在領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下,紛紛立此項(xiàng)目
6、。
3 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)及工作原理
本設(shè)備由2個(gè)機(jī)架、2套升降裝置、2套翻轉(zhuǎn)裝置(由2個(gè)UB翻轉(zhuǎn)油缸組成)、橫梁裝置、定位鎖車裝置、液壓系統(tǒng)等6個(gè)部分組成。
機(jī)座在設(shè)備兩端,主要用來承受車體翻轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的側(cè)向力,并為升降裝置提供導(dǎo)向。機(jī)座內(nèi)有4根角鋼∠1602組成的導(dǎo)框,機(jī)座上裝有2個(gè)升降油缸,通過橫梁吊起機(jī)座內(nèi)的升降臺,使升降臺在導(dǎo)軌內(nèi)升降,升降臺上裝有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),翻轉(zhuǎn)機(jī)械由翻轉(zhuǎn)油缸、軸承座、翻轉(zhuǎn)軸等組成。翻轉(zhuǎn)裝置用來翻轉(zhuǎn)車體及附屬部件,共2套,分別設(shè)置在2個(gè)升降架內(nèi)的枕梁上。它是由液壓油缸、齒條、齒輪和轉(zhuǎn)臂組成。兩個(gè)單作用油缸用法蘭與軸承座連接,齒輪軸與轉(zhuǎn)臂用法蘭連接,工作是,油
7、缸活塞推動齒條,帶動齒輪軸,在+90°~180°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)。
平衡梁是箱形焊接結(jié)構(gòu),設(shè)置在左右兩個(gè)轉(zhuǎn)臂之間,與轉(zhuǎn)臂用螺栓連接。車體的起升和翻轉(zhuǎn)及夾緊由液壓系統(tǒng)提供動力來控制完成的,因此該設(shè)備的工作性能,在很大程度上取決于液壓系統(tǒng)的先進(jìn)性和液壓元件的可靠性。傳動部分采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行車體翻轉(zhuǎn),不再長時(shí)間占用吊車,吊車可以為其它工種服務(wù),提高工作效率,同時(shí),使車體自
由翻轉(zhuǎn),便于各個(gè)部位的焊接和鉚接,便利、快捷、平穩(wěn)。起升裝置帶動翻轉(zhuǎn)梁,梁上卡住車體,達(dá)到一定高度后翻轉(zhuǎn),根據(jù)實(shí)際車體尺寸,在翻轉(zhuǎn)梁上設(shè)置2套卡具,車體由4個(gè)卡爪承擔(dān)??ň呖梢栽诹荷献杂梢苿?,可適應(yīng)不同車型車體卡緊。起升缸在機(jī)架內(nèi)懸
8、掛,不固定,這樣可使油缸有一定的擺動量,適應(yīng)車體翻轉(zhuǎn)各部件變形的需要。
4 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計(jì)說明
4.1 傳動設(shè)計(jì)
采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行車體翻轉(zhuǎn),不再長時(shí)間占用使用吊車,吊車可以為其它工種服務(wù),提高工作效率,同時(shí),使車體自由翻轉(zhuǎn),便于各個(gè)部位的焊接和鉚接,便利、快捷、平穩(wěn)。由于車體重量較大,采用液壓傳動方式,節(jié)奏緊湊,起重量大,噪音小。車體重量
22T,翻轉(zhuǎn)梁、提升裝置和翻轉(zhuǎn)裝置重量合計(jì)約8T,為安全起見,選取起升重量為45T。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用齒條油缸,雙向缸可減少油缸長度,這樣可縮小占地面積。
提升機(jī)構(gòu),為使單側(cè)同步和雙向側(cè)同步性能更好,采用單機(jī)雙泵和同側(cè)缸串聯(lián)的傳
動方式
9、。充分利用串聯(lián)油缸同步精度比等量泵式和等量馬達(dá)式高,能適應(yīng)較大偏裁,系統(tǒng)效率較高的特點(diǎn)。
4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
由于液壓泵站獨(dú)立于主機(jī)之外布置,主機(jī)結(jié)構(gòu)不受傳動部分空間尺寸影響,只需考慮工作的需要、布置工作中所需的零部件的外形尺寸和放置位置即可。
起升裝置帶動翻轉(zhuǎn)梁,梁上卡住車體,達(dá)到一定高度后翻轉(zhuǎn),根據(jù)實(shí)際車體尺寸,在翻轉(zhuǎn)梁上設(shè)置兩套卡具即可,22噸的車體由4個(gè)卡爪承擔(dān),每個(gè)爪受力5.5T。卡具可以在梁上自由移動可適應(yīng)不同車型卡緊。起升缸在機(jī)架內(nèi),懸掛,不做固定,這樣可使缸有一定的擺動量,適應(yīng)車體翻轉(zhuǎn)各部變形的需要。
4.3 設(shè)備布置工藝流程
為使設(shè)備布局合理,選用7道東頭占一個(gè)半臺位
10、,這樣在廠房內(nèi)是最合理的。液壓站靠北墻一角,不占用廠房占地,增大工作空間。
5 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)
最大翻轉(zhuǎn)車體長度 14000mm
最大翻轉(zhuǎn)扭矩 59000Nm
升降行程 1800mm
提升力 45噸
翻轉(zhuǎn)角度 +90°~-180°
翻轉(zhuǎn)時(shí)間 140sec/180°
提升速度 770mm/min
總功率 9.7kw
起升系統(tǒng)
11、 7.5kw
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 2.2kw
工作壓力 起升系統(tǒng)壓力 6Mpa
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)壓力 10Mpa
流量 起升系統(tǒng) 2×10L/min
旋轉(zhuǎn)系統(tǒng) 9L/min
外形尺寸 16640×1800×2920
6 車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓傳動的優(yōu)缺點(diǎn)
6.1 液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)
可以輸出大的推力或轉(zhuǎn)矩,可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動,這是其它傳動方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。
能很方便地實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速,調(diào)速范圍大,且可在系統(tǒng)運(yùn)行過程中調(diào)速。
在相同功率條件下
12、,液壓傳動裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊,液壓元件之間可采用管道連接、或采用集成式連接,其布局、安裝有很大的靈活性,可以構(gòu)成用其它傳動方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。
能使執(zhí)行元件的運(yùn)動十分均勻穩(wěn)定,可使運(yùn)動部件換向時(shí)無換向沖擊,而且由于其反應(yīng)速度快,故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。
操作簡單,調(diào)整控制方便,易于實(shí)現(xiàn)自動化,特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時(shí),能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。
液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù),使用安全、可靠,由于各液壓元件的運(yùn)動均在油液中工作,能自行潤滑,故元件的使用壽命長。
液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化,便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。
6.2 液壓傳動的缺點(diǎn)
油的泄漏和液體的
13、可壓縮性會影響執(zhí)行元件運(yùn)動的準(zhǔn)確性,故無法保證嚴(yán)格的傳動比。
對油溫的變化比較敏感,不宜在很高或很低的溫度條件下工作。
能量損失(泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等)較大,傳動效率較低,也不適宜作遠(yuǎn)距離傳動。
系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),不易查找原因。
7 發(fā)展趨勢的研究
我國液壓工業(yè)經(jīng)過40余年的發(fā)展,已經(jīng)形成了門類齊全、有一定技術(shù)水平并初具規(guī)模的生產(chǎn)科研體系。我國現(xiàn)有主要生產(chǎn)企業(yè)近300家,液壓產(chǎn)品的年產(chǎn)量為450萬件,
為機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械、汽車、鐵路、船舶、電子、石油化工、國防、紡織、輕工業(yè)等行業(yè)機(jī)械設(shè)備提供種類齊全的產(chǎn)品。目前液壓元件
14、約有1000個(gè)品種,近萬個(gè)規(guī)格。
由于液壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果,如自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料,使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展,也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此,走向二十一世紀(jì)的液壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破,應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展,不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。綜合國內(nèi)外專家的意見,其主要的發(fā)展趨勢將集中在以下幾個(gè)方面:
7.1 減少能耗,充分利用能量
減少元件和系統(tǒng)的內(nèi)部壓力損失,以減少功率損失。主要表現(xiàn)在改進(jìn)元件內(nèi)部流道的壓力損失,采用集成化回路和鑄造流道,可減少管道損失,同時(shí)還可減少漏油損失。
15、
減少或消除系統(tǒng)的節(jié)流損失,盡量減少非安全需要的溢流量,避免采用節(jié)流系統(tǒng)來調(diào)節(jié)流量和壓力。
采用靜壓技術(shù),新型密封材料,減少磨擦損失。
發(fā)展小型化、輕量化、復(fù)合化、廣泛發(fā)展3通徑、4通徑電磁閥以及低功率電磁閥。
改善液壓系統(tǒng)性能,采用負(fù)荷傳感系統(tǒng),二次調(diào)節(jié)系統(tǒng)和采用蓄能器回路。
為及時(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng),防止污染對系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響,必須發(fā)展新的污染
檢測方法,對污染進(jìn)行在線測量,要及時(shí)調(diào)整,不允許滯后,以免由于處理不及時(shí)而造成損失。
7.2 主動維護(hù)
液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過去簡單的故障拆修,發(fā)展到故障預(yù)測,即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí),預(yù)先進(jìn)行維修,清除故障隱患,避免設(shè)備惡性事故的發(fā)展。
16、要實(shí)現(xiàn)主動維護(hù)技術(shù)必須要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)故障診斷方法的研究,當(dāng)前,憑有經(jīng)驗(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn),通過看、聽、觸、測等判斷找故障已不適于現(xiàn)代工業(yè)向大型化、連續(xù)化和現(xiàn)代化方向發(fā)展,必須使液壓系統(tǒng)故障診斷現(xiàn)代化,加強(qiáng)專家系統(tǒng)的研
究,要總結(jié)專家的知識,建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專家知識庫,并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)
輸入的現(xiàn)象和知識庫中知識,用推理機(jī)中存在的推理方法,推算出引出故障的原因,提高維修方案和預(yù)防措施。要進(jìn)一步引發(fā)液壓系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)通用工具軟件,對于不同的液壓系統(tǒng)只需修改和增減少量的規(guī)則。
8 總結(jié)
軌道交通車輛制造中,尤其是鐵路貨車車輛制造生產(chǎn)線原有工裝系統(tǒng)存在諸多缺憾和不足,導(dǎo)致車輛檢修數(shù)量和檢修難度在逐年增大。車體翻轉(zhuǎn)機(jī)的合理設(shè)計(jì)使車體在檢修方面的仰焊、立焊等變?yōu)槠胶?,使垂直工作面變?yōu)樗焦ぷ髅?。所以車體翻轉(zhuǎn)機(jī)的合理應(yīng)用解決了車輛檢修中存在的各種問題,提高了檢修效率,帶來了巨大的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。
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