畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告-車體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計

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1、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告 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)計說明…………………………………………3 4.1 傳動設(shè)計…………………………………………3 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………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………………………………5

2、 6.1 液壓傳動的優(yōu)點…………………………………5 6.2 液壓傳動的缺點…………………………………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)著繁重的客貨運輸任務(wù)，尤其在煤炭、原油、鋼鐵等國計民生的大眾物資運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，煤電油運瓶

3、頸制約問題十分突出。為盡快緩解鐵路運輸?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，鐵路部門堅持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，快速擴(kuò)充運輸能力，快速提升技術(shù)裝備水平，努力實現(xiàn)鐵路的又好又快發(fā)展。發(fā)展鐵路重載運輸，就是在這一大背景實施的。 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 在各個鋼鐵企業(yè)內(nèi)運輸?shù)能囕v，在檢修過程中整車同鐵路運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，年年有項目，從檢修工藝的各個角度進(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工藝及機(jī)具設(shè)計制作，目前亟待解決的是，設(shè)計合理的工藝裝備，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焦ぷ髅妫瑥亩档凸ぷ麟y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)計并制作，會節(jié)約數(shù)十萬元的成本，所以各個企業(yè)在領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，紛紛立此項目

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個機(jī)架、2套升降裝置、2套翻轉(zhuǎn)裝置（由2個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，使車體自 由翻轉(zhuǎn)，便于各個部位的焊接和鉚接，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)實際車體尺寸，在翻轉(zhuǎn)梁上設(shè)置2套卡具，車體由4個卡爪承擔(dān)。卡具可以在梁上自由移動，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)計說明 4.1 傳動設(shè)計 采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行車體翻轉(zhuǎn)，不再長時間占用使用吊車，吊車可以為其它工種服務(wù)，提高工作效率，同時，使車體自由翻轉(zhuǎn)，便于各個部位的焊接和鉚接，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。 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計 由于液壓泵站獨立于主機(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個卡爪承擔(dān)，每個爪受力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 6.1 液壓傳動的優(yōu)點 可以輸出大的推力或轉(zhuǎn)矩，可實現(xiàn)低速大噸位運動，這是其它傳動方式所不能比的突出優(yōu)點。 能很方便地實現(xiàn)無極調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運行過程中調(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)行元件的運動十分均勻穩(wěn)定，可使運動部件換向時無換向沖擊，而且由于其反應(yīng)速度快，故可實現(xiàn)頻繁換向。 操作簡單，調(diào)整控制方便，易于實現(xiàn)自動化，特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時，能方便地實現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。 液壓系統(tǒng)便于實現(xiàn)過載保護(hù)，使用安全、可靠，由于各液壓元件的運動均在油液中工作，能自行潤滑，故元件的使用壽命長。 液壓元件易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計、制造、維修和推廣使用。 6.2 液壓傳動的缺點 油的泄漏和液體的

13、可壓縮性會影響執(zhí)行元件運動的準(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，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個品種，近萬個規(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，要及時調(diào)整，不允許滯后，以免由于處理不及時而造成損失。 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，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)驗的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗，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)計使車體在檢修方面的仰焊、立焊等變?yōu)槠胶福勾怪惫ぷ髅孀優(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。 7