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畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目:機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設計
系 別 機電信息系
專 業(yè) 機械設計制造及其自動化
班 級
姓 名
學 號
導 師
2012年 12 月 20 日
機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設計
1.本課題綜述
1.1課題背景:
在當今這個高速發(fā)展的社會,世界的格局不斷在變革,技術(shù)在不斷變革,我們身邊的各種交通運輸工具也一樣不斷的面臨著更新變革。在這個社會里,如果要想得到長足的發(fā)展,拉近和發(fā)達國家、地區(qū)的差距,時刻處于領(lǐng)先位置,那么改革和發(fā)展那是必不可少的,當然也包括技術(shù)的改革和發(fā)展,否則我們就會被這個強權(quán)社會所淘汰,永遠處于一個弱勢的地位,不能與那些所謂的世界強國爭鋒。就拿鐵道運輸來說,鐵道運輸是國家運輸?shù)拿},它分布廣,運輸量大,客貨兩運,對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著非常重要的作用。世界各國都在不斷的努力發(fā)展各自的鐵道事業(yè)。尤其是近今年高鐵的飛速發(fā)展,更進一步凸顯出了鐵道運輸?shù)木薮笞饔谩檫M一步提高鐵道運營能力和效率、增強與航空、公路、水運的競爭力,提高行車速度是關(guān)鍵的一步,高鐵的飛速發(fā)展就為這一點作了很好的注釋。隨著列車提速的實現(xiàn),對機車運行的平穩(wěn)性和安全性提出更高的要求,而對軸承壓裝質(zhì)量也就顯得尤為重要,它不僅關(guān)系到列車運行的平穩(wěn)和舒適,更關(guān)系到列車安全。對于機車輪對來說,輪對壓裝機主要用于機車輪對的壓裝,軸承壓裝機的設計,尤其是軸承壓裝機液壓系統(tǒng)的設計就更是尤為重要,液壓傳動與控制系統(tǒng)相當于壓裝機的神經(jīng)中樞系統(tǒng),液壓傳動的準確性與平穩(wěn)性決定了機器性能的好壞。伴隨著液壓技術(shù)的發(fā)展,壓裝機也在不斷的更新發(fā)展。壓裝機是對機械零部件進行安裝以及拆除為目的的設備,在機械加工行業(yè)具有廣泛的用途,在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域都擔負起了至關(guān)重要的作用。高效率、低能耗、低噪聲是近代液壓機的主要特點。除此外,還必須使液壓系統(tǒng)的價值與成本之比要高,只有這樣,才能在市場上具有競爭力。
1.2機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)國內(nèi)外相關(guān)研究情況
目前關(guān)于輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)的研究、設計在國內(nèi)外還是比較多的,主要集中在進行軸承壓裝機液壓機系統(tǒng)的設計、研究開發(fā)和改進等方面的研究。
劉勝榮等設計的鐵路貨車滾動軸承壓裝機液壓系統(tǒng)并詳細闡述了其工作過程,實現(xiàn)了21t軸重及25t軸重輪對軸承的壓裝任務,達到了預定的目的。其中壓裝機舉升機構(gòu)、引申定位機構(gòu)及軸向鎖定機構(gòu)均采用液壓驅(qū)動,壓裝過程較為平穩(wěn),且能提供合適的動力。壓裝采用雙端同時動作的方式,能實現(xiàn)頻繁作業(yè),效率較高。結(jié)果表明:該液壓系統(tǒng)運行平穩(wěn),能驅(qū)動與控制各液壓缸的有序動作,能實現(xiàn)21t軸重及25t軸重輪對軸承的壓裝任務。
張謙對鐵路貨車通用輪對軸承壓裝裝置也進行了設計研究。張謙認為,為保證壓裝精度,提高壓裝效率,壓裝時可以針對不同車型的軸承進行工作,因此將液壓、自動化控制、計算機監(jiān)控等先進技術(shù)引入壓裝機,對壓裝設備進行了一系列更新改造。張謙通過分析壓裝機的機械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)及自動化控制方式,設計的軸承壓裝機采用框架式結(jié)構(gòu),由機體、液壓站和控制臺三部分組成。壓裝機采用液壓驅(qū)動,兩端支撐架上各安裝一個伸套壓裝缸,其安裝中心線高于輪對限位處的輪心高度1~2mm,以保證頂尖挑起輪對時能使輪對脫離頂出缸支撐。頂出缸安裝時與兩伸套壓裝缸同軸線,利用油缸活塞桿頭上端連接的V形塊舉升輪對。輪對軸向鎖緊器用于壓裝過程存在兩端壓力不平衡時,限制輪對的軸向游動,保證壓裝質(zhì)量。壓裝機采用兩套獨立的液壓機構(gòu),伸套定位、壓裝、頂輪、送輪、落輪等動作由控制臺通過電磁閥控制液壓缸來完成,可以實現(xiàn)輪對兩端同時自動壓裝軸承、任一端單獨自動壓裝軸承、分工步手動操作完成壓裝動作。
萬賢杞分析了原列車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設計中的不足之處,為了滿足列車提速后運行的可靠性要求,對原設計方案進行技術(shù)性改造,設計了新型輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)。萬賢杞認為原列車輪對軸承壓裝液壓系統(tǒng)有一定的長處,比如:原來的設計采用2臺壓裝機對稱布置同時啟動,液壓系統(tǒng)由送輪對回路,托輪對回路,壓裝回路和壓力控制回路等組成。利用鍛模件組織結(jié)構(gòu)致密,纖維呈線性分布的理想組織結(jié)構(gòu)狀態(tài),選用中心孔定位壓裝輪對軸承的安裝方式,顯示了原來的設計者光輝的智慧亮點。但是其中也有一些缺點毛病可圈可點,如:原軸承壓裝采用2臺壓裝機對稱安裝,設備重復復制;不經(jīng)濟的效益還體現(xiàn)在頂輪對壓裝軸承全過程同步精度不甚高,調(diào)速難度大,同步精度干擾因素甚多;過多地使用壓力繼電器而沒有防止誤動作的特效措施;系統(tǒng)從頂輪對增壓的速度換接過程采用電磁閥,因電磁閥滯后造成動作不連續(xù),又因高壓腔無卸壓回路而產(chǎn)生換向沖擊,損壞元件和密封裝置,造成液壓元件頻繁更換和維修,降低了工作效率。系統(tǒng)自動化程度有待提高,人機間不協(xié)調(diào)隱性心理因素存在等等缺陷。于是萬賢杞對軸承壓裝機的液壓系統(tǒng)進行了改造設計。它保留了原軸承壓裝機的結(jié)構(gòu)設計優(yōu)點,不改變原執(zhí)行器的頂輪對缸和壓裝機的結(jié)構(gòu)尺寸和送輪對、托輪對、頂輪對、壓裝軸承等工序,但是提高了液壓系統(tǒng)的工作壓力,可根據(jù)列車對輪對的結(jié)構(gòu)要求,調(diào)節(jié)軸承壓裝力。新型輪對軸承壓裝機與原壓裝機比較,其優(yōu)點有:(1)采用1臺壓裝機取代2臺壓裝機對稱布置壓裝,由3個同步回路取代多缸動作的不協(xié)調(diào),提高了同步運行精度,避免了人機間不協(xié)調(diào)心理隱性事故隱患,提高了可靠性、經(jīng)濟效益和操作環(huán)境布局;(2)選擇合理的液壓回路,避免了原壓裝機液壓回路因換向沖擊而產(chǎn)生的元件損壞和泄漏等問題,減少了設備維修和元件更換。
柳波、聶寶安等也對鐵道輪對軸承壓裝機進行了設計研究,他們分析了原壓裝機液壓系統(tǒng)的設計不足,并提出優(yōu)化改造措施。他們認為原來的壓裝機缺陷有以下五點:(1)壓裝力不足;(2)輪對竄動;(3)元件損壞嚴重,維護頻繁,費用大,成本高;(4)定量泵供油時,在壓裝加壓過程中,運動速度很慢,溢流損失大,發(fā)熱嚴重,油液黏度降低,泄漏增大,影響檢測準確度;(5)系統(tǒng)不能實現(xiàn)全過程自動化控制,存在人為因素,留下隱患。通過對原來的不足的分析,他們設計了自己的新型壓裝機液壓系統(tǒng),并作了以下的改進:(1)加大壓裝力,在原結(jié)構(gòu)尺寸不變的條件下,增大系統(tǒng)工作壓力。(2)在原來的設計基礎上,增加了鎖緊回路和釋壓回路,并將組合式伸套壓裝缸改為伸縮缸,同時增加壓力繼電器實現(xiàn)全過程自動控制。通過這一系列的改造之后,其優(yōu)點就凸顯無疑,比如:(1)系統(tǒng)實現(xiàn)了全過程自動控制,消除人為影響因素;(2)采用柱塞變量泵,提高了系統(tǒng)工作壓力以滿足增大壓裝力的要求,同時又消除溢流損失,也符合壓裝機快速低壓、高壓慢速的工作特點;(3)采用液壓鎖緊裝置,使輪對鎖緊,再壓裝,即使存在兩端壓力不平衡,仍可防止竄動,保證壓裝質(zhì)量。同時落對時不脫軌,滾動方便,提高工效。鎖緊裝置安裝在輪對內(nèi)側(cè),且安裝方便;(4)采用高壓系列閥及壓力繼電器,元件不過載工作,延遲使用壽命,減少維護,降低成本。(5)采用釋壓回路,減少高壓時換向的沖擊影響,并保護壓力傳感器。
1.3研究意義:
隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,運輸行業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展,尤其是鐵道運輸,鐵道運輸是國家運輸?shù)拿},它分布廣,運輸量大,為進一步發(fā)揮鐵道運輸?shù)倪\輸能力,就需要對鐵道、鐵路、列車不斷進行技術(shù)革新,使得它能夠完成更好的履行自己的職能。那么,要發(fā)展鐵道技術(shù),其中機車輪對軸承壓裝機的設計就顯得尤為重要,壓裝機的液壓系統(tǒng)更是其中的關(guān)鍵,不容忽視。本課題旨在前人的基礎上,設計研究一套新型的機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng),為在這一方面的研究提供理論依據(jù)。
2.本課題研究的主要內(nèi)容和將要采用的研究方案、研究方法
2.1研究內(nèi)容:
本課題研究的主要內(nèi)容有:
(1) 輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)的整體設計構(gòu)思;
(2) 輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)的設計
2.2研究方案:
l 分析原有壓裝機的液壓系統(tǒng),查找設計中的缺陷和不足;
l 分析原有壓裝機整體設計上的不足;并想辦法改正;
l 通過分析,形成一個自己的整體設計思路;
l 設計壓裝機的液壓系統(tǒng);
l 最后,仔細查找新設計的不足和缺陷,想辦法更正
3.本課題研究的重點和難點,前期已展開工作
3.1研究的重點及難點:
本課題研究的重點及難點:
軸承壓裝機的液壓系統(tǒng)部分的設計;
3.2前期已展開的工作:
4. 完成本課題的工作方案及進度計劃:
本課題的工作方案及進度計劃如下:
(1)上學期第16至第17周:利用互聯(lián)網(wǎng),圖書館書籍查閱國內(nèi)外與本課題相關(guān)的文獻資料,并且進行整理歸類,準備開題報告;
(2)上學期第18至第19周:確定初步本課題的研究方案,撰寫開題報告;
(3)下學期第1至第5周:改進相關(guān)研究方案,進行中期的設計計算;
(4)下學期第7周:中期答辯;
(5)下學期第8至第9周:基本完成設計任務,作最后的核對計算,確保無誤;
(6)下學期第11周:撰寫最終15000字以上的論文,準備最終答辯;
(7)下學期第15周:畢業(yè)答辯。
5 指導教師意見(對課題的深度、廣度及工作量的意見)
指導教師: 年 月 日
6 所在系審查意見:
系主管領(lǐng)導: 年 月 日
參考文獻
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