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畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目：機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設(shè)計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設(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 機車輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)設(shè)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?。為進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(shè)計，尤其是軸承壓裝機液壓系統(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(shè)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(dān)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(shè)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(shè)計、研究開發(fā)和改進等方面的研究。 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(wù)，達到了預(yù)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(wù)。 張謙對鐵路貨車通用輪對軸承壓裝裝置也進行了設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計方案進行技術(shù)性改造，設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備重復(fù)復(fù)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(shè)計。它保留了原軸承壓裝機的結(jié)構(gòu)設(shè)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(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進行了設(shè)計研究，他們分析了原壓裝機液壓系統(tǒng)的設(shè)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(shè)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(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(shè)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(chǔ)上，設(shè)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(shè)計構(gòu)思； （2） 輪對軸承壓裝機液壓系統(tǒng)的設(shè)計 2.2研究方案： l 分析原有壓裝機的液壓系統(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)計壓裝機的液壓系統(tǒng)； l 最后，仔細查找新設(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(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度計劃： 本課題的工作方案及進度計劃如下： （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)的文獻資料，并且進行整理歸類，準備開題報告； （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：改進相關(guān)研究方案，進行中期的設(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 [1] 柳波、聶寶安.《新型鐵道輪對軸承壓裝機設(shè)計研究》.湖南省長沙市·長沙鐵道學(xué)院機 電學(xué)院工程機械研究室.2001年第1期； [2] 吳地勇.《自動輪對壓裝機液壓系統(tǒng)研究與開發(fā)》.合肥工業(yè)大學(xué)碩士研究論文.2009.03； [3] 張謙.《鐵路貨車通用輪對軸承壓裝裝置的研究》.湖南株洲.湖南鐵路科技職業(yè)學(xué)院機電 工程系.《機械工程師》.2012年第3期； [4] 萬賢杞.《談新型列車輪對軸承壓裝機設(shè)計》.湖南省.湖南建材高等?？茖W(xué)校.《液壓與 氣動》.2001年第10期； [5] 胡國良、王雪軍、王小明.《25t軸重貨車滾動軸承壓裝機電液控制系統(tǒng)設(shè)計》.江西南 昌.華東交通大學(xué)機電工程學(xué)院.《液壓與氣動》.2008年第4期； [6] 王小明、張海、鄧建明.《基于FluidSIM-H軟件的列車軸承壓裝機液壓傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計》. 江西南昌.華東交通大學(xué)機電工程學(xué)院.《機床與液壓》.2012年3月第38卷第6期； [7] 劉勝榮、孫劍、楊咸啟、趙磊.《鐵路貨車滾動軸承壓裝機液壓系統(tǒng)》.安徽黃山.黃山學(xué) 院信息工程學(xué)院.《液壓與氣動》.2012年第4期； [8] 齊志宏、聶欣然.《鐵路貨車滾動軸承壓裝機與軸承壓裝質(zhì)量》[J].《鐵道車輛》.2001.39 （8）：33-35； [9] 曾祥榮.《液壓傳動》[M].北京：國防工業(yè)出版社.1984； [10] 雷天覺.《液壓工程手冊》[M].北京：機械工業(yè)出版社.1996； [11] 胡玉興.《液壓傳動》[M].北京：中國鐵道出版社.2006； [12] 曹陽、孫明道.《淺析中國鐵路貨車的重載化》[J].鐵道車輛.2007,8,18(3)； [13] 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