軌道內燃螺栓扳手設計

軌道內燃螺栓扳手設計,軌道,內燃,螺栓,扳手,設計 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：軌道內燃螺栓扳手設計 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 1．畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內外相關研究情況） 1.1題目背景 鐵路運輸是現代交通運輸中一種重要的方式。從1997年至2007年，我國共實施了六次全路范圍既有線路大提速，極大地改變了鐵路運輸的面貌，擴大了鐵路運輸在運輸市場中的競爭力，取得了巨大的經濟與社會效益。第六次鐵路提速后鐵路在既有線上將不再提速，中國鐵路將著眼于建設高速客運專線，使其最高速度達到三百五十公里每小時。為實現這一目標，并保證列車運行的安全、正點，必須使鐵道線路保持良好狀態(tài)，這就是要按規(guī)定的計劃對鐵路線路，包括橋涵和隧道，進行經常的維修與保養(yǎng)，這項工作即為養(yǎng)路工作。其中，松緊螺栓是鐵路工務部門的重要作業(yè)項目。鐵路上線路養(yǎng)護的主要任務是松緊扣件螺栓、接頭螺栓和為螺栓涂油。線路扣件的主要作用是將鋼軌和軌枕聯結成框架結構，以抵抗鋼軌與軌枕在水平面內發(fā)生轉動及鋼軌與鋼軌之間的竄動，從而確保框架結構的整體性川。過去養(yǎng)路工作機械化程度低，勞動強度大，維修工作的質量差、效率低，不能適應日益增長的鐵路運輸任務的需要。工務上傳統(tǒng)的松緊接頭螺栓也都是使用手動扳手，不僅效率低，而且扭力矩很難滿足技術要求。 1.2 研究意義 傳統(tǒng)的松緊螺栓依靠手工和單頭作業(yè)方式，主要存在以下弊端: 1.2.1作業(yè)效率低。一次只能緊松一顆螺栓，往往按“隔三卸一”，或“隔三緊一”的方法進行流水作業(yè)，由四名或三名工刀頓序前進。這種作業(yè)方式造成了大量勞動力的浪費，增加了人工成本。 1.2.2擰緊方式不合理。手工或單頭作業(yè)方式通常采用非對稱式擰緊，對鋼軌兩側的扣件分兩次擰緊，擰緊程度難以保持一致。 1.2.3不能精確控制擰緊扭矩。手工或單頭作業(yè)方式都不能精確控制擰緊扭矩， 使得扣壓力差異很大，質量差，返工現象多，縮短了維修周期，難以確保線路框架結構的整體性、穩(wěn)定性。鐵路工務部門現使用的機動扳手由于設計、制造上的原因，機械零件配合精度差，機體構造、機件設置不合理，造成機件損壞頻率高，檢修難度大，配件昂貴。隨著鐵路技術的飛速發(fā)展，軌道重型化，列車高速重載是現代鐵路發(fā)展的必然趨勢。鐵路調度提速的新戰(zhàn)略給工務維修作業(yè)的時間間隔越來越少，而自無縫線路鋪設使用以來，應力放散、軌距調整、螺栓涂油等作業(yè)項目需要反復松緊螺栓進行日常維修，工作量與日俱增，原有的作業(yè)方式，傳統(tǒng)的維修手段主要依靠手工作業(yè)，勞動強度大、效率低，質量不高，已經很難滿足線路質量的要求，遠不能適應現代化鐵路發(fā)展的要求。實現機械化養(yǎng)路，是提高鐵路線橋維修質量提高生產率，確保列車安全正點，減輕工人勞動強度的一項重要措施。經過對線路上松緊螺栓工作現狀的深入調研，發(fā)現要提高線路維修作業(yè)效率，提高鐵道線路鋼軌扣件和鋼軌連接螺母的聯結質量，適應軌道重型化、列車高速重載的發(fā)展要求，研制一種能夠實現大扭矩同步擰緊，可以設定擰緊扭矩和自動控制扭矩的螺栓扳手，勢在必行，對鐵路線路的養(yǎng)護具有重大意義。 1.3國內外相關研究情況 螺栓扳手能旋緊或旋松各種大小力矩螺栓或銹蝕的螺紋緊固件。本論文所論述的是用于鋼軌扣件和鋼軌連接螺母旋緊或放松的軌枕用螺栓扳手，是鐵路工務維修及搶修作業(yè)的必備工具。作為小型機械化養(yǎng)路設備，螺栓扳手在鐵路工務維修及搶修作業(yè)中應用廣泛。目前，國內鐵道線路上應用的機動螺栓扳手多為單頭形式，使用靈活，維護方便，擰緊力矩較易控制。 自動軌道螺栓作業(yè)機采用計算機控制自動化程度得到明顯提高，采用電傳動方案，電動機帶動套筒松緊螺栓，能實現同步擰緊，從相關參考文獻資料來看，其不足之處是可調扭矩擰緊扭矩范圍較小，必須配備專用發(fā)電設備，整機機構較復雜，操作界面單一，無法實時顯示扭矩。國外已有單頭螺栓扳手在鐵路線路上投入使用。目前，單頭內燃壓螺栓扳手因其扭矩穩(wěn)定，易于測量和控制，工作效率高，其研制工作引起了業(yè)界關注。國外由于修建無渣鐵路的需要，內燃扳手的發(fā)展趨于大型化，自動化程度也較高。 2．本課題研究的主要內容和擬采用的研究方案、研究方法或措施。 2.1主要內容 繪制裝配圖、繪制全部非標零件圖、主要零件工藝規(guī)程編制、說明書。 本設計的基本要求如下： 2.1.1不少于3000字的文獻綜述； 2.1.2分析并確定最佳設計方案； 2.1.3確定總體方案設計，繪制裝配圖； 2.1.4運用Pro/E或AutoCAD等工具軟件輔助設計完成組合夾具整體結構 ； 2.1.5查閱和專業(yè)相關的英文資料，并按要求翻譯成中文； 2.1.6按照要求的畢業(yè)設計說明書內容、格式及要求，撰寫畢業(yè)設計說明書。 2.2課題擬采用的研究方案 動力從內燃機經皮帶傳至二級減速器，將內燃機960r/min的轉速減至十幾轉每分，最后帶動沖擊機構運作，沖擊頭靠其上的兩個凸爪沖擊沖擊桿，在沖擊力的作用下，沖擊桿經過套筒帶動螺栓轉動。當螺栓的阻力矩超過主彈簧傳遞給沖擊頭的力矩時，沖擊頭在滾珠的限制下，沿芯軸的V型槽后退，使得沖擊頭的凸爪與沖擊桿的凸肩脫扣。這時沖擊頭在電動機的帶動下，繼續(xù)轉動，凸爪跨過凸肩，在主壓力彈簧的作用下，產生附加角速度，凸爪沖擊凸肩，產生沖擊力矩，經套筒再傳至螺栓或螺母，從而使螺栓或螺母轉動一個角度，如此循環(huán)沖擊，直至完成螺栓的裝卸工作。傳動裝置完全封閉在鋁制箱體內，潤滑良好。機械換向進行倒順轉，并能使套筒靜止不動。效率高，并能單獨操縱。 2.3研究方法及措施 2.3.1對內燃螺栓扳手工作原理進行分析，包括二級減速器、沖擊頭、雙向轉動等。 2.3.2分析課題中所涉及的機械原理、機械傳動和機構。 2.3.3在圖書館查閱相關的書籍、文獻、資料、論文等。 2.3.4尋求導師的指導和幫助。 3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作。 3.1重點及難點 本課題所研究的重點在于如何將內燃機較高轉速轉換為雙向較低的工作轉速，并要求其結構設計合理, 性能優(yōu)良, 滿足工藝要求, 通用性強, 應用范圍廣。難點在于沖擊頭的設計，必須確保其工作時能與螺栓接觸完全，所產生扭矩能達到工作標準。 同時我們還需要Auto CAD作圖工具來配合完成設計過程，裝配設計形象直觀。Auto CAD作為以CAD技術為內核的輔助設計軟件，Auto CAD具備了CAD技術能夠實現的基本功能。作為一個通用的工種設計平臺，Auto CAD還擁有強大的人機交互能力和簡便的操作方法，十分方便廣大普通用戶。 3.2前期已展開工作 3.2.1查閱了相關專業(yè)資料為設計做好準備； 3.2.2完成和分析最佳方案、文獻綜述； 3.2.3分析課題中所涉及的機械原理、機械傳動和機構。 4.完成課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 1～2周：熟悉課題，根據老師給的資料運用AutoCAD等軟件繪制零件圖，翻譯外文資料。 3～4周：確定螺栓扳手類型及結構，繪制零件結構草圖，準備開題答辯。 5～8周：對部分零件尺寸及公差進行設計計算，并運用Auto CAD輔助設計完成二級減速器設計，準備中期答辯。 9～14周：運用Auto CAD完成沖擊頭結構圖，計算沖擊頭的工作載荷、裝配圖及零件圖的 繪制等工作。 15～17周：對所有圖紙進行校核，編寫設計說明書，所有資料提請指導教師檢查，準備畢業(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： 系主管領導： 年 月 日 參考文獻 [l] 陳漠臣.養(yǎng)路機械.北京:中國鐵道出版社，1980.4于80 [2] 張偉，何發(fā)明，周強，張洪波.液壓軌枕螺栓扳手.中國專利 [3] 董國興.自動軌道螺栓作業(yè)機.中國專利，E0lB29/28，CN2573550 [4l 張忠，董國興.GLz一ZA自動軌道螺栓作業(yè)機.中國鐵路，2005，2(2) [5] 鐵道部科學研究院養(yǎng)路機械化研究室編譯.國外線路機械.北京:中國鐵道出版社，1980.2 [6] 曾億山.工程機械中的機電液一體化技術.煤礦機械，2005，7 [7] 川田澤.嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應用.北京:北京航空航天大學出版社，2005.35一36 [8] 王田苗.嵌入式系統(tǒng)設計與實例開發(fā).北京:清華大學出版社，2002.5一8 [9」桑楠.嵌入式系統(tǒng)原理及應用開發(fā)技術.北京:北京航空航天大學出版社 [10] 凌志浩.智能儀表原理與設計技術.上海:華東理工大學出版社，2003.1 [11] 方彥軍，孫健.智能儀器技術及其應用.北京:化學工業(yè)出版社 [12] 宋冬芳.組合夾具CAD技術的研究進展.應用研究.太原科技 [13] Diana M Pelinescu，Michael Yu Wang .Multi-objective Optimal Fixture Layout Design[J]. Robotics and Computer Integrated Manufacturing，2002 [14] Brost R C， Goldberg K Y. A Complete Algorithm for Designing Planar Fixtures Using Modular Components [J] IEEE Transactions on Robotics and Automation，1996， 1 [15] Cai-Hua Xionga， You-Fu Lib， Y Kevin Rongc， You LunXionga. Qualitative Analysis and Quantitative Evaluation of Fixturing [J].Robotics and Computer Integrated Manufacturing， 2002