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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題目：機(jī)車輪對軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計
系 別 機(jī)電信息系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班 級
姓 名
學(xué) 號
導(dǎo) 師
2012年 12 月 20 日
機(jī)車輪對軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計
1.本課題綜述
1.1課題背景：
在當(dāng)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(yùn)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(dá)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(dāng)然也包括技術(shù)的改革和發(fā)展，否則我們就會被這個強(qiáng)權(quán)社會所淘汰，永遠(yuǎn)處于一個弱勢的地位，不能與那些所謂的世界強(qiáng)國爭鋒。就拿鐵道運(yùn)輸來說，鐵道運(yùn)輸是國家運(yùn)輸?shù)拿}，它分布廣，運(yùn)輸量大，客貨兩運(yùn)，對國民經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步凸顯出了鐵道運(yùn)輸?shù)木薮笞饔?。為進(jìn)一步提高鐵道運(yùn)營能力和效率、增強(qiáng)與航空、公路、水運(yùn)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(diǎn)作了很好的注釋。隨著列車提速的實(shí)現(xiàn)，對機(jī)車運(yùn)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(yùn)行的平穩(wěn)和舒適，更關(guān)系到列車安全。對于機(jī)車輪對來說，輪對壓裝機(jī)主要用于機(jī)車輪對的壓裝，軸承壓裝機(jī)的設(shè)計，尤其是軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計就更是尤為重要，液壓傳動與控制系統(tǒng)相當(dāng)于壓裝機(jī)的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，液壓傳動的準(zhǔn)確性與平穩(wěn)性決定了機(jī)器性能的好壞。伴隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，壓裝機(jī)也在不斷的更新發(fā)展。壓裝機(jī)是對機(jī)械零部件進(jìn)行安裝以及拆除為目的的設(shè)備，在機(jī)械加工行業(yè)具有廣泛的用途，在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域都擔(dān)負(fù)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(jī)的主要特點(diǎn)。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(jī)車輪對軸承壓裝機(jī)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(jī)液壓系統(tǒng)的研究、設(shè)計在國內(nèi)外還是比較多的，主要集中在進(jìn)行軸承壓裝機(jī)液壓機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計、研究開發(fā)和改進(jìn)等方面的研究。
劉勝榮等設(shè)計的鐵路貨車滾動軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)并詳細(xì)闡述了其工作過程，實(shí)現(xiàn)了21t軸重及25t軸重輪對軸承的壓裝任務(wù)，達(dá)到了預(yù)定的目的。其中壓裝機(jī)舉升機(jī)構(gòu)、引申定位機(jī)構(gòu)及軸向鎖定機(jī)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(shí)現(xiàn)頻繁作業(yè)，效率較高。結(jié)果表明：該液壓系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，能驅(qū)動與控制各液壓缸的有序動作，能實(shí)現(xiàn)21t軸重及25t軸重輪對軸承的壓裝任務(wù)。
張謙對鐵路貨車通用輪對軸承壓裝裝置也進(jìn)行了設(shè)計研究。張謙認(rèn)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(jìn)行工作，因此將液壓、自動化控制、計算機(jī)監(jiān)控等先進(jìn)技術(shù)引入壓裝機(jī)，對壓裝設(shè)備進(jìn)行了一系列更新改造。張謙通過分析壓裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)及自動化控制方式，設(shè)計的軸承壓裝機(jī)采用框架式結(jié)構(gòu)，由機(jī)體、液壓站和控制臺三部分組成。壓裝機(jī)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(jī)采用兩套獨(dú)立的液壓機(jī)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(shí)現(xiàn)輪對兩端同時自動壓裝軸承、任一端單獨(dú)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(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計中的不足之處，為了滿足列車提速后運(yùn)行的可靠性要求，對原設(shè)計方案進(jìn)行技術(shù)性改造，設(shè)計了新型輪對軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)。萬賢杞認(rèn)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(shè)計采用2臺壓裝機(jī)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(shè)計者光輝的智慧亮點(diǎn)。但是其中也有一些缺點(diǎn)毛病可圈可點(diǎn)，如：原軸承壓裝采用2臺壓裝機(jī)對稱安裝，設(shè)備重復(fù)復(fù)制；不經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行了改造設(shè)計。它保留了原軸承壓裝機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)點(diǎn)，不改變原執(zhí)行器的頂輪對缸和壓裝機(jī)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(jī)與原壓裝機(jī)比較，其優(yōu)點(diǎn)有：（1）采用1臺壓裝機(jī)取代2臺壓裝機(jī)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(yùn)行精度，避免了人機(jī)間不協(xié)調(diào)心理隱性事故隱患，提高了可靠性、經(jīng)濟(jì)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(jī)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(shè)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(jī)進(jìn)行了設(shè)計研究，他們分析了原壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計不足，并提出優(yōu)化改造措施。他們認(rèn)為原來的壓裝機(jī)缺陷有以下五點(diǎn)：（1）壓裝力不足；（2）輪對竄動；（3）元件損壞嚴(yán)重，維護(hù)頻繁，費(fèi)用大，成本高；（4）定量泵供油時，在壓裝加壓過程中，運(yùn)動速度很慢，溢流損失大，發(fā)熱嚴(yán)重，油液黏度降低，泄漏增大，影響檢測準(zhǔn)確度；（5）系統(tǒng)不能實(shí)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(shè)計了自己的新型壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)，并作了以下的改進(jìn)：（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(shè)計基礎(chǔ)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(shí)現(xiàn)全過程自動控制。通過這一系列的改造之后，其優(yōu)點(diǎn)就凸顯無疑，比如：（1）系統(tǒng)實(shí)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(jī)快速低壓、高壓慢速的工作特點(diǎn)；（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(hù)，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(hù)壓力傳感器。
1.3研究意義：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，運(yùn)輸行業(yè)也在不斷地飛速發(fā)展，尤其是鐵道運(yùn)輸，鐵道運(yùn)輸是國家運(yùn)輸?shù)拿}，它分布廣，運(yùn)輸量大，為進(jìn)一步發(fā)揮鐵道運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸能力，就需要對鐵道、鐵路、列車不斷進(jìn)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(jī)車輪對軸承壓裝機(jī)的設(shè)計就顯得尤為重要，壓裝機(jī)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(chǔ)上，設(shè)計研究一套新型的機(jī)車輪對軸承壓裝機(jī)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(jī)液壓系統(tǒng)的整體設(shè)計構(gòu)思；
（2） 輪對軸承壓裝機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計
2.2研究方案：
l 分析原有壓裝機(jī)的液壓系統(tǒng)，查找設(shè)計中的缺陷和不足；
l 分析原有壓裝機(jī)整體設(shè)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(shè)計思路；
l 設(shè)計壓裝機(jī)的液壓系統(tǒng)；
l 最后，仔細(xì)查找新設(shè)計的不足和缺陷，想辦法更正
3.本課題研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，前期已展開工作
3.1研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)：
本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)：
軸承壓裝機(jī)的液壓系統(tǒng)部分的設(shè)計；
3.2前期已展開的工作:
4. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃：
本課題的工作方案及進(jìn)度計劃如下：
（1）上學(xué)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(xiàn)資料，并且進(jìn)行整理歸類，準(zhǔn)備開題報告；
（2）上學(xué)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(xué)期第1至第5周：改進(jìn)相關(guān)研究方案，進(jìn)行中期的設(shè)計計算；
（4）下學(xué)期第7周：中期答辯；
（5）下學(xué)期第8至第9周：基本完成設(shè)計任務(wù)，作最后的核對計算，確保無誤；
（6）下學(xué)期第11周：撰寫最終15000字以上的論文，準(zhǔn)備最終答辯；
（7）下學(xué)期第15周：畢業(yè)答辯。
5 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）
指導(dǎo)教師： 年 月 日
6 所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日
參考文獻(xiàn)
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