內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告目錄1 選題的目的和意義22 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀23 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)及工作原理34 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明3 4.1 傳動(dòng)設(shè)計(jì)3 4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4 4.3 設(shè)備布置工藝流程45 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)46 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)5 6.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)5 6.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)57 發(fā)展趨勢(shì)的研究6 7.1 減少能耗，充分利用能量6 7.2 主動(dòng)維護(hù)68 總結(jié)71 選題的目的和意義鐵路是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施、國(guó)家經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，承擔(dān)著繁重的客貨運(yùn)輸任務(wù)，尤其在煤炭、原油、鋼鐵等國(guó)計(jì)民生的大眾物資運(yùn)輸方面的作用是無(wú)可替代的。今年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長(zhǎng)，煤電油運(yùn)瓶頸制約問(wèn)題十分突出。為盡快緩解鐵路運(yùn)輸?shù)钠款i制約，更好地適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展需要，鐵路部門(mén)堅(jiān)持以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，快速擴(kuò)充運(yùn)輸能力，快速提升技術(shù)裝備水平，努力實(shí)現(xiàn)鐵路的又好又快發(fā)展。發(fā)展鐵路重載運(yùn)輸，就是在這一大背景實(shí)施的。軌道交通車(chē)輛制造中，貨車(chē)制造（如各種敞車(chē)車(chē)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(guó)軌道交通車(chē)輛制造業(yè)，尤其是鐵路貨車(chē)車(chē)輛，如各種敞車(chē)車(chē)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(guò)程中精、快、省、宜方面的柔性化、智能化需求，以及對(duì)資源投入的高效、持久應(yīng)用等方面，與國(guó)際先進(jìn)生產(chǎn)水平有一定差距。因此目前亟待解決的問(wèn)題是設(shè)計(jì)合理的工藝設(shè)備，以達(dá)到車(chē)體的檢修能力，提高效率節(jié)約成本。2 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 在各個(gè)鋼鐵企業(yè)內(nèi)運(yùn)輸?shù)能?chē)輛，在檢修過(guò)程中整車(chē)同鐵路運(yùn)輸貨車(chē)一樣按功能結(jié)構(gòu)分為走行部、鉤緩部、車(chē)體、制動(dòng)等幾大部分，所以，普車(chē)檢修相應(yīng)的檢修班組分為車(chē)鉗工、鉚焊、制動(dòng)鉗工、鉤緩等幾大作業(yè)組。其中鉚焊主要負(fù)責(zé)車(chē)體的大修、年休。在車(chē)體的檢修中要求矯正正車(chē)門(mén)、車(chē)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(lái)，隨著鋼鐵產(chǎn)量的逐年增加，運(yùn)輸車(chē)輛老化，車(chē)況逐年惡化，車(chē)輛檢修數(shù)量在減少，單車(chē)周轉(zhuǎn)率增加，加之資金短缺，人員逐年減少，檢修難度越來(lái)越大，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和檢修質(zhì)量，必須加大技改工作力度。車(chē)輛車(chē)間在車(chē)間領(lǐng)導(dǎo)的重視和工程技術(shù)人員的不斷努力下，車(chē)間技改工作力度年年增大，年年有項(xiàng)目，從檢修工藝的各個(gè)角度進(jìn)行小改小革，先后完成了鉤緩檢修工藝、冶車(chē)輪軸組裝工藝、輪對(duì)加工組裝工藝等十幾項(xiàng)工藝及機(jī)具設(shè)計(jì)制作，目前亟待解決的是，設(shè)計(jì)合理的工藝裝備，使車(chē)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(dòng)化檢修能力。購(gòu)置這樣一臺(tái)設(shè)備，因?qū)儆趯?zhuān)用檢修設(shè)備單件生產(chǎn)，費(fèi)用較高。就目前的經(jīng)濟(jì)條件來(lái)說(shuō)是很難辦到的，如果投入一小部分資金，自行設(shè)計(jì)并制作，會(huì)節(jié)約數(shù)十萬(wàn)元的成本，所以各個(gè)企業(yè)在領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，紛紛立此項(xiàng)目。 3 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)及工作原理本設(shè)備由2個(gè)機(jī)架、2套升降裝置、2套翻轉(zhuǎn)裝置（由2個(gè)UB翻轉(zhuǎn)油缸組成）、橫梁裝置、定位鎖車(chē)裝置、液壓系統(tǒng)等6個(gè)部分組成。機(jī)座在設(shè)備兩端，主要用來(lái)承受車(chē)體翻轉(zhuǎn)過(guò)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(gè)升降油缸，通過(guò)橫梁吊起機(jī)座內(nèi)的升降臺(tái)，使升降臺(tái)在導(dǎo)軌內(nèi)升降，升降臺(tái)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(lái)翻轉(zhuǎn)車(chē)體及附屬部件，共2套，分別設(shè)置在2個(gè)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(gè)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，油缸活塞推動(dòng)齒條，帶動(dòng)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(gè)轉(zhuǎn)臂之間，與轉(zhuǎn)臂用螺栓連接。車(chē)體的起升和翻轉(zhuǎn)及夾緊由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力來(lái)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(dòng)部分采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行車(chē)體翻轉(zhuǎn)，不再長(zhǎng)時(shí)間占用吊車(chē)，吊車(chē)可以為其它工種服務(wù)，提高工作效率，同時(shí)，使車(chē)體自由翻轉(zhuǎn)，便于各個(gè)部位的焊接和鉚接，便利、快捷、平穩(wěn)。起升裝置帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)梁，梁上卡住車(chē)體，達(dá)到一定高度后翻轉(zhuǎn)，根據(jù)實(shí)際車(chē)體尺寸，在翻轉(zhuǎn)梁上設(shè)置2套卡具，車(chē)體由4個(gè)卡爪承擔(dān)?？ň呖梢栽诹荷献杂梢苿?dòng)，可適應(yīng)不同車(chē)型車(chē)體卡緊。起升缸在機(jī)架內(nèi)懸掛，不固定，這樣可使油缸有一定的擺動(dòng)量，適應(yīng)車(chē)體翻轉(zhuǎn)各部件變形的需要。4 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明 4.1 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 采用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行車(chē)體翻轉(zhuǎn)，不再長(zhǎng)時(shí)間占用使用吊車(chē)，吊車(chē)可以為其它工種服務(wù)，提高工作效率，同時(shí)，使車(chē)體自由翻轉(zhuǎn)，便于各個(gè)部位的焊接和鉚接，便利、快捷、平穩(wěn)。由于車(chē)體重量較大，采用液壓傳動(dòng)方式，節(jié)奏緊湊，起重量大，噪音小。車(chē)體重量22T，翻轉(zhuǎn)梁、提升裝置和翻轉(zhuǎn)裝置重量合計(jì)約8T，為安全起見(jiàn)，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(zhǎng)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(dòng)方式。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(diǎn)。4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于液壓泵站獨(dú)立于主機(jī)之外布置，主機(jī)結(jié)構(gòu)不受傳動(dòng)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(dòng)翻轉(zhuǎn)梁，梁上卡住車(chē)體，達(dá)到一定高度后翻轉(zhuǎn)，根據(jù)實(shí)際車(chē)體尺寸，在翻轉(zhuǎn)梁上設(shè)置兩套卡具即可，22噸的車(chē)體由4個(gè)卡爪承擔(dān)，每個(gè)爪受力5.5T?？ň呖梢栽诹荷献杂梢苿?dòng)可適應(yīng)不同車(chē)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(dòng)量，適應(yīng)車(chē)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(gè)半臺(tái)位，這樣在廠房?jī)?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(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)最大翻轉(zhuǎn)車(chē)體長(zhǎng)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(shí)間 140sec/180°提升速度 770mm/min總功率 9.7kw起升系統(tǒng) 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 16640×1800×29206 車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)6.1 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)可以輸出大的推力或轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位運(yùn)動(dòng)，這是其它傳動(dòng)方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。能很方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，調(diào)速范圍大，且可在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中調(diào)速。在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)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(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)部件換向時(shí)無(wú)換向沖擊，而且由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)頻繁換向。操作簡(jiǎn)單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，特別是和機(jī)、電聯(lián)合使用時(shí)，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。液壓系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，由于各液壓元件的運(yùn)動(dòng)均在油液中工作，能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。液壓元件易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造、維修和推廣使用。6.2 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)油的泄漏和液體的可壓縮性會(huì)影響執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，故無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。對(duì)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(dòng)效率較低，也不適宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，不易查找原因。7 發(fā)展趨勢(shì)的研究 我國(guó)液壓工業(yè)經(jīng)過(guò)40余年的發(fā)展，已經(jīng)形成了門(mén)類(lèi)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(guó)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(wàn)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(chē)、鐵路、船舶、電子、石油化工、國(guó)防、紡織、輕工業(yè)等行業(yè)機(jī)械設(shè)備提供種類(lèi)齊全的產(chǎn)品。目前液壓元件約有1000個(gè)品種，近萬(wàn)個(gè)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(dòng)控制技術(shù)、計(jì)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(lái)的要求。綜合國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家的意見(jiàn)，其主要的發(fā)展趨勢(shì)將集中在以下幾個(gè)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(shí)還可減少漏油損失。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(lái)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(shí)維護(hù)液壓系統(tǒng)，防止污染對(duì)系統(tǒng)壽命和可靠性造成影響，必須發(fā)展新的污染檢測(cè)方法，對(duì)污染進(jìn)行在線測(cè)量，要及時(shí)調(diào)整，不允許滯后，以免由于處理不及時(shí)而造成損失。7.2 主動(dòng)維護(hù)液壓系統(tǒng)維護(hù)已從過(guò)去簡(jiǎn)單的故障拆修，發(fā)展到故障預(yù)測(cè)，即發(fā)現(xiàn)故障苗頭時(shí)，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。要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)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(yàn)的維修技術(shù)人員的感宮和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)看、聽(tīng)、觸、測(cè)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(zhuān)家系統(tǒng)的研究，要總結(jié)專(zhuān)家的知識(shí),建立完整的、具有學(xué)習(xí)功能的專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)，并利用計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入的現(xiàn)象和知識(shí)庫(kù)中知識(shí)，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(zhuān)家系統(tǒng)通用工具軟件，對(duì)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(chē)輛制造中，尤其是鐵路貨車(chē)車(chē)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(chē)輛檢修數(shù)量和檢修難度在逐年增大。車(chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)的合理設(shè)計(jì)使車(chē)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?chē)體翻轉(zhuǎn)機(jī)的合理應(yīng)用解決了車(chē)輛檢修中存在的各種問(wèn)題，提高了檢修效率，帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。7