FZ1-2B型翻车机液压系统设计

辽宁工程技术大学 毕 业 设 计(论 文)题 目： FZ1-2B型翻车机液压系统设计 作 者： 指导教师： 专 业： 时 间： 中文题目：FZ1-2B型翻车机液压系统设计外文题目：FZ1-2B TYPE TRAIN DUMPER HYDRAULIC SYSTEM DESIGN毕业设计（论文）共 63 页 图纸共6张 完成日期 2015年6月 答辩日期 2015年6月 辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书本人郑重承诺： 毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在 指导教师的指导下，独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。学生签名：年 月 日辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对 同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。指导教师签名：年 月 日摘要翻车机指一种用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备。，是铁路运输的主要产品。翻车机液压系统作为翻车机在控制中的主要组成成分，其控制性能的优劣决定了翻车机整体工作性能的好坏。因此，研究翻车机液压系统对推动我国铁路运输的发展有着很重要的意义。本次通过对FZ1-2B型翻车机液压系统进行分析与设计，对其工况特性进行分析，针对压车和靠车以及控制原理进行分析研究，并对其液压回路进行优化设计，通过对工况分析所得参数对其各部分执行元件的参数进行合理的计算，经过各个厂家液压元件的优缺点对比，合理的完成液压系统所需的各个液压元件的选型，再对所设计的液压系统进行系统性能验算，检验所设计的液压系统的合理性，并进一步完善设计上的不足，最终设计出一套实用性较强的翻车机液压系统。此外，通过对FZ1-2B型翻车机液压系统进行分析与设计，明确液压系统在整体控制中的作用以及相互之间的联系，为进一步整体机械的设计提供依据。关键词：翻车机；液压系统；工况分析；选型；系统性能验算。AbstractDumper refers to a large mechanical equipment used for tipping railway truck bulk material. , is the main railway transportation products. Dumper hydraulic system as tipper control system is one of the core technology, the control performance is good or bad directly determines the overall performance of the car dumper is advantageous or not. Therefore, research on the hydraulic system of the loader to promote the development of Chinas railway transportation has important significance.Based on the analysis and design of FZ1-2B type hydraulic dumper system, a detailed analysis of the operating characteristics, according to the press and on the vehicle and the control principle of analysis and research, and the hydraulic circuit design, reasonable calculation of the parameters of the analysis of the parameters on the condition of each part of the actuator, through comparison the advantages and disadvantages of various manufacturers of hydraulic components, reasonable and complete selection of various hydraulic components hydraulic system is required, then the system performance calculation of the hydraulic system of hydraulic system, reasonable test design, and further improve the insufficiency of the design, the final design a set of practical hydraulic dumper system. In addition, through the FZ1-2B dumper hydraulic system analysis and design, clear the role of the hydraulic system in the whole control as well as the mutual connection, to further the overall mechanical design provides the basis. Keywords: train dumper; hydraulic system; Engineering Analysis; selection; system performance checking目录1 绪论51.1 翻车机概述51.2 翻车机的发展及趋势71.2.1 国外翻车机发展史71.2.2 国内翻车机发展史71.2.3 国内外翻车机的发展趋势81.3 翻车机液压系统的发展状况及趋势91.4 本文研究内容92. FZ1-2B型翻车机简介102.1FZ1-2B型翻车机组成102.2 FZ1-2B型翻车机整机技术参数152.2.1翻车机靠车油缸:152.2.2翻车机压车油缸152.2.3液压站：162.3 FZ1-2B型翻车机的使用环境162.4 FZ1-2B型翻车机工作过程分析173 FZ1-2B型翻车机液压系统设计203.1确定液压系统的工作压力203.2靠车部分回路的设计203.3压车部回路的设计213.4进油回路的设计233.5翻车机液压系统的工况分析244 FZ1-2B型翻车机液压系统计算274.1液压缸的选择274.1.1靠车油缸和压车油缸的选取274.2翻车机的流量计算304.2.1翻车机压车油缸的流量计算304.2.2翻车机靠车油缸的流量计算314.3活塞杆作用力计算325 液压缸的验算和校核335.1压车缸的验算和校核335.1.1压车缸活塞杆应力校核：335.1.2压车液压缸工作压力的确定345.1.3.液压缸的壁厚计算345.1.4.缸体的外径尺寸计算345.1.5.确定最小导向长度355.17.活塞宽度B的确定355.1.6缸体长度L的确定355.1.7油缸稳定性验算355.1.8.液压缸进、出油口尺寸的确定365.1.9.液压缸的密封设计365.1.10支承导向的选择375.1.11防尘圈的选择385.1.12液压缸材料的选用395.1.13.缓冲装置设计395.2靠车缸的验算和校核405.2.1靠车缸活塞杆应力校核：405.2.2.液压缸的壁厚计算405.2.3.缸体的外径尺寸计算415.2.4.确定最小导向长度415.2.5.活塞宽度B的确定425.2.6.缸体长度L的确定425.2.7.油缸稳定性验算425.2.8.液压缸进、出油口尺寸的确定425.2.9.液压缸的密封设计435.2.10支承导向的选择445.2.11.防尘圈的选择455.2.12.液压缸材料的选用465.2.13.缓冲装置设计476其他液压元件的选型486.1液压控制阀的选型486.2泵站电机的选型486.2.1选取叶片泵和电动机486.2.2电机功率计算496.3辅助元件的选用496.4液压油的选择516.5系统发热计算516.5根据散热要求计算油箱容量536.6大蓄能器容积的选择547液压系统性能验算567.1液压系统压力损失567.2液压系统的发热温升计算577.2.1计算液压系统的发热功率577.2.2计算液压系统的散热功率597.3计算液压系统冲击压力608 总结63致谢64参考文献65辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1 绪论1.1 翻车机概述翻车机即铁路货车翻卸机，是散货装卸车机械的一种，主要用来翻卸铁路敞车散料，常用于港口、钢厂和电厂等。翻车机作为一种高生产率的散货卸车机械，主要有侧倾式和转子式两种。如图1-1所示，侧倾式翻车机主要包括平台、端盘、托车梁、驱动装置、压车机构，当车辆被送到平台，压车机构压住车辆之后，平台旋转，将散货卸到侧面的漏斗里。侧倾式翻车机具有结构简捷、刚性强、转动部件少、可靠性高、维护简单、机械压车、机械锁紧，平台移动靠车，无液压系统等特点，适合配备重车调车机系统。当系统开始工作，平台与设备本体在零位时分离，同时与地面锥形定位装置啮合定位，对轨准确，且适合恶劣环境下运行。然而由于翻车机结构庞大，特别是由于侧倾式翻车机整机自重大，工作线速度较高，同时，翻车轴线位于敞车的侧上方，对旋转系统重心的配置不利，因此功率消耗很大。图1-1侧倾式翻车机Fig.1-1 turn over machine classification转子式翻车机的应用也比较广泛，其在工作时需要较大的压车力和较深的基础，主要是由于车辆垂直于长度方向断面的重心位置(重载与空载)与转子转动的中心位置的间距较小，即翻转轴线靠近其旋转轴线的重心。然而因为其自身重量较轻，耗电量小，生产率较高。转子式翻车机按端环端面结构不同可分C型翻车机、O型翻车机。(1)“O”型转子式翻车机，如图1-2所示，属于早期翻车机产品，设备结构较复杂，具有整体刚性好，驱动功率较大，平台移动靠车等特点，主要适用于配备钢丝绳牵引的重车铁牛调车系统（铁牛调车设备是翻车机系统配套的的一种调车设备形式，分为重车铁牛系统和空车铁牛系统，钢丝绳卷筒装置驱动，如图1-4）。(2)“C”型转子式翻车机，如图1-3所示，结构轻巧，根据液压系统特有的控制方式，驱动功率小，使卸车过程车辆弹簧能量有效释放。同时，主要采用“C”型端盘，平台固定，液压压车，液压靠板靠车，消除了对车辆和设备的冲击，降低了压车力。 “C”型端盘结构适合配备重车调车系统。 图1-2 “O”转子式翻车机 图1-3 “C”型转子式翻车机 Fig.1-2 “O”type rotator tipper Fig.1-3 “C”type rotator tipper目前，市场上所使用的翻车机主要配套系统有：重车调车机(定位车)、空车调车机(拨车机)和铁牛调车设备翻车机卸车系统。(1) 重车调车机(定位车)，用于牵引重车车辆，设备由车体、调车臂、行走结构、导向轮装置、驱动装置、液压系统、电缆悬挂装置、地面驱动齿条和导向块组成。齿轮齿条驱动。驱动装置配备摩擦离合器和液压制动器，以保证负载均衡，制动可靠。调车臂液压系统采用平衡油缸和摆动油缸双作用方式，起落平稳。如图1-4所示。 图1-4 重车调车机(定位车) 图1-5 空车调车机(拨车机) 图1-6 铁牛调车设备 Fig 1-4 heavy train Positioner Fig 1-5 Empty train tractor Fig 1-6 train adjuster(2) 空车调车机(拨车机)，用于将迁车台上的空车车辆推出送到规定位置。同重车调车机采用相同的驱动和导向方式，充分保证了可靠性。车臂固定，单速运行，也可选用调速方式。如图1-5所示。(3) 铁牛调车设备，它是翻车机系统配套的的一种调车设备形式，分为重车铁牛系统和空车铁牛系统，钢丝绳卷筒装置驱动。如图1-6所示。1.2 翻车机的发展及趋势1.2.1 国外翻车机发展史最早的翻车机仅依靠钢丝绳完成翻卸作业，被称为矿山翻笼，随着工业经济不断发展，在此基础上，人们研制出更为专业的车辆翻卸设备， 翻车机系统在国外的应用已有近100多年的历史，比我国早了50多年。由于它们研究的历史悠久，开发设计的手段先进，应该说其设备在性能、质量和可靠性上整体优于我国。具有代表性的主要是英国的斯达臣汉肖公司，作为世界上最著名的翻车机系统制造商，其技术和业绩在世界上处于领导地位，之后不久，该公司又与世界另一著名翻车机系统制造商美国德拉夫公司整合，合并成美卓矿机公司，因此美卓公司翻车机系统的发展史基本上就是世界翻车机系统的发展史。移动式电动翻车机作为美卓公司第一台简易翻车机系统于1915年投产于南非智利勘探公司。1918年，该公司研发出已具备现代翻车机雏形的翻车机系统，且安装于美国宾夕法尼亚钢铁公司。据记载，从 1928 年安装使用直至1997年，美国北加利福尼亚电力公司的转子式翻车机历时近70年依旧运行良好，可以说是翻车机系统历史上的一个奇迹。1951 年，研制出于至今已超过半个世纪的 第一台双车翻车机系统，每一循环周期翻卸两节车厢，项目所在地为加拿大魁北的加拿大铁矿公司。1967 年，该公司已研发出每一周期翻卸三节车厢，当今最复杂、最高效的三车翻车机系统，翻卸效率为5600 t/h，使用于美国芝加哥北部的密歇根。直至2003 年，美卓公司已生产315台套翻车机系统，分布于世界各地。除美卓矿机公司(即汉肖和德拉夫)外，国外其它知名公司生产的设备也各有自身的特点，主要有：意大利德兴公司、德国蒂森克努伯公司、日本住友公司、法国阿尔斯通公司以及俄罗斯一佳公司。1.2.2 国内翻车机发展史我国对翻车机的研究起步较为缓慢，上世纪50年代，由于钢厂、电厂对煤和矿石需求量较小，因此单车翻车机就可以满足市场需求。1953年，我国在苏联的帮助下研发成功了第1台60 t气动翻车机。1956年，国内试制成功了O形钢丝形式单车翻车机及试制成功我国首台M2型翻车机。然而当时翻车机的卸车效率很低，该阶段可作为第1 阶段中的技术准备阶段。之后在与国外合作研发的基础上，1965年我国独自设计出KFJ- 2A 型3支点转子式翻车机，并在此基础上改进完善，研制成功了当时翻车机的主导产品KFJ- 3A 型O形2支点单车翻车机，这种翻车机由齿轮齿块传动，采用3组托辊轮分别支撑端环，作业方式为机械式压车、靠车，翻卸敞车质量为80 t，其翻卸能力10节/h。至1970年，首台转子式翻车机和首台侧倾式翻车机诞生。至70年代中期，出现了采用2组托辊轮分别支撑端环的KFJ- 2型O形单车翻车机，该单车翻车机依靠齿轮齿块传动，机械式压车和靠车的作业方式。此时，翻车机开始配套效率可以提高至14节/h的重车铁牛和空车组成翻车机卸车系统。直至上世纪80年代，KFJ- 3A 型翻车机依然广泛被使用，但是由于其采用机械压车和机械靠车形式对车辆冲击大，铁路系统反应强烈，造成车辆损坏严重的原因，人们研发出C形翻车机，但是这种翻车机由于土建和厂房等原因，依旧存在自身的局限性。为了避免KFJ- 3A 型翻车机存在的问题，国内有针对性地开发研制了新型KFJ- 3A型O形翻车机卸车线系统。由于该系统采用变频驱动技术，使得翻车机起、制动更平稳，为了缓解机械压车、靠车对车辆的硬冲击，加大了压车梁接触面积，并在压车梁和靠板体表面增设橡胶缓冲装置。为提高车辆在翻车机内的定位精度，采用回转式液压缓冲器和自动复位止挡器协同工作方式。为防止重车不能完全溜进翻车机内，在摘钩平台与翻车机之间增设了重车推车器。迁车台推车器采用推车钩形式，受力更加合理。车辆在迁车台内定位采用缓冲器与止挡器共同作用，止挡器为纯机械形式，动力来源于迁车台，结构新颖，性能可靠。该阶段翻车机的发展主要体现在技术上的改进，如将机械压车和靠车向液压压车和液压靠车方式改进，重车铁牛和空车铁牛向重车调车机和空车调车机方式改进。1.2.3 翻车机的发展趋势为适应船舶大型化、适应铁路运力挖潜提效，也为满足港口发展，提高经济效益，翻车机越来越明显的向高效、大型、自动化发展翻车机的发展首先就是要适应铁路车型的变化。散料专用线的车辆大多为具有旋转车钩可以不摘钩作业的敞车，不解列作业可以节省大量的摘钩时间，进而可大幅度提高卸车系统的作业效率，这要求实现翻车机旋转中心与铁路车钩的旋转中心重合。大秦铁路为提升运力，以车型升级为主要手段，通过降低车体重量，增大装载能力，不断投入新车型，翻车机转子钢结构的承载力和稳定型，是提高效率的必然要求。翻车机发展到三车翻车机，是通过增加翻卸车数的方法追求卸车效率的结果。目前世界上最大的翻车机是曹妃甸港同时可以翻卸 4 节的翻车机，该翻车机是由两台双翻串联而成的。提高卸车系统各设备的动作速度及采取大功率、高速度的设计方案可以在一定范围内有效地提高翻车机卸车系统的作业效率。提高翻车机的循环速率，有赖于电控技术的发展。全球最大的翻车机生产商美卓(METSO)矿机，随着时代的进步，把新技术、新设备都应用到翻车机系统中，其生产的翻车机传动环节由模拟调速系统，到数字化直流调速系统，再到现在日照港 3#翻车机的交流调速系统，控制精度不断提高、稳定性也越来越高;其控制环节改造原继电器逻辑控制，通过 PLC 控制实现自动化，再到现在的总线控制，技术越来越先进，检修越来越方便。提高了每个环节的可靠性和精度，卸车系统的各设备、单台设备上各机构之间动作实现了电气联锁，提高了安全性。1.3 翻车机液压系统的发展状况及趋势全线自动控制技术在使用计算机技术后运算速度得以加快，更加方便的数据储存和读取以及传输更为方便的各种网络技术的发展为翻车机无人化创造了条件可编程序控制(简称PLC)通过输入模块I,综合各种操作指令、机电检测信息、故障信息,经逻辑运算、四则运算和数据传送,送出控制信号至输出模块。再通过输出模块控制系统的工作流程,或者发出表征系统故障信息,发出指令停止运行1.4 本文研究内容随着国民经济快速的发展，铁路运输越来越重要，由于我国的主要运输大部分是铁路运输，所以对铁路运输效率的需求日益增加。近几年来国家大力发展铁路运输行业，加大铁路运输的现代化设备，从政策上带动铁路运输机械的大发展。FZ1-2B型翻车机是结合国际先进技术，创新研制的一种翻车机。FZ1-2B型翻车机具有如下特点：(1) 准确性高 ，翻车机采用液压靠车,液压夹紧,在翻卸时车辆位置固不动,平稳无冲击;夹紧系统中设有液压卸荷补偿,使重车贮存的转向架弹簧能量得以释放,保证车辆上边压力尽量小。翻车机翻转时速度由零逐渐增大到额定转速,回零时速度逐渐减小, 并设一爬行速度,爬行速度为额定速度的1/6,保证翻车机回零平稳,准确。(2) 翻车效率高，该系统卸车作业能力大约为每小时2225节。，极大的增加了铁路运输的效率。目前，FZ1-2B型翻车机已成为主流机型。因此，本次设计主要对FZ1-2B型悬臂式翻车机的液压系统分析与设计。2. FZ1-2B型翻车机简介2.1FZ1-2B型翻车机组成(1) 翻车机转子转子主要由两个“C”形端环、前梁、后梁和平台组成。前梁、后梁、平台与两端环的联接形式为高强度螺栓把合的法兰联接，均为箱形梁结构。其作用是承载待卸车辆，并与车辆一起翻转、卸料。端环外缘有运行轨道以传递载荷到托辊装置上，端环外缘还装有传动齿圈，用以与主动小齿轮啮合驱动翻车机转子翻转。端环为“C ”形开口结构，以便翻车机大臂通过翻车机，平台上铺设轨道，供车辆停放和通行。端环内装有铸铁配重，前梁内装有混凝土配重，以平衡转子上的偏载，从而减小不平衡力矩降低驱动功率，减小翻转冲击。端环上设有周向止挡，其作用是防止翻车机回位时越位脱轨。端环结构见图2-1。图2-1 翻车机端环Fig.2-1 End ring of train dumper翻车机平台为焊接金属结构，其上有钢轨、护轨，各种车型都能按规定位置停于翻车机上，翻车机平台如图2-2所示。图2-2 翻车机平台Fig.2-2 Platform of train dumper(2) 翻车机夹紧装置翻车机夹紧装置如图2-3所示，夹紧装由夹紧架、液压缸等组成，其作用是由上向下夹紧车辆，在翻车机翻转过程中支承车辆并避免冲击。倾翻侧与非倾翻侧各有一个夹紧装置，倾翻侧的夹紧装置与后梁铰接，非倾翻侧的夹紧装置与前梁铰接，每个夹紧装置由四个液压缸驱动，带有少许角度的上下运动，夹紧装置与车帮接触的部位安装天然橡胶缓冲垫，使车帮受力均匀，减小冲击。图2-3翻车机夹紧装置Fig.2-3 Clamp device of train dumper(3) 翻车机靠板装置翻车机靠板装置如图2-4所示，主要由靠板体、液压缸、耐磨板、撑杆等组成。其作用是侧向靠紧车辆，在翻车机翻转过程中支承车辆并避免冲击。倾翻侧的靠板上部铺设钢板，作为卸料时的导料板。靠板体是组合工字梁结构，靠车面安装有耐磨板以便更换，反面与支承在后梁上的四个液压缸铰接，在液压缸的驱动下可前、后移动，其自重由铰接在平台上的二个撑杆支承。靠板体两端安装挡板，其作用是保证靠板作平行移动。在每组翻车机靠板上分别安装有一组靠板开关装置，用于在靠板靠到车辆时发出到位信号。图2-4 翻车机靠板装置Fig.2-4 Plate device of train dumper(4) 翻车机托辊装置翻车机托辊装置如图2-5所示，主要由辊子、平衡梁、底座、底梁等组成。其作用是支承翻车机翻转部分在其上旋转。托辊装置共有两组，安装在翻车机两端，每组托辊装置有四个辊子，每两个辊子组成一个辊子组分别支承在端环的左下方与右下方，每个辊子组的两个辊子由可以摆动的平衡梁联接，以保证每个辊子与轨道接触。图2-5 翻车机托辊装置Fig.2-5 Roller device of train dumper(5) 翻车机导料装置翻车机导料装置如图2-6所示，主要由导料板、导料架等组成，安装在两端环内侧，其作用是防止物料在翻卸过程中溢出坑外和撒落在托辊装置上。图2-6翻车机导料装置Fig.2-6 Guide device of train dumper(6) 翻车机传动装置翻车机传动装置如图2-7所示，主要由电机、减速器、制动器、联轴器、传动小齿轮、底座及轴承座等组成，其作用是驱动翻车机转子部分翻转。传动装置共两套，独立工作，安装在翻车机两端，电机为交流变频电机，其特点是有较高的过载能力，减速器为硬齿面圆柱齿轮减速器，其特点是体积小、承载能力大、效率高。图2-7 翻车机传动装置Fig.2-7 Transmission of train dumper(7) 其他翻车机振动器如图2-8所示，主要由振动电机、振动体、缓冲弹簧、橡胶缓冲器等组成。其作用是振落车箱内残余物料，振动器共四个，安装在靠板上，其振动板凸出靠板平面20mm。图2-8 翻车机振动器Fig.2-8 Vibrator of train dumper2.2 FZ1-2B型翻车机整机技术参数适用车型：C60、C62A、C62、C63、C64、C65、C68、C70等；外型尺寸：长度 1193813976mm； 宽度 3100 3243mm； 高度 2993 3446mm；最大载重：110t；回转角度：正常 165，最大 175。2.2.1翻车机靠车油缸:靠车机构简图如图2-9所示。图2-9 翻车机靠车机构Fig.2-9 Rely on train mechanism of train dumper数量：共 4个；安装形式：水平安装；动作时间：靠车（无杆腔作用）小于3s；缩回（有杆腔作用）大约为1.5s；压力：正常卸料 10MPa； 冻车卸料 16MPa；动作要求：有杆腔通油靠板缩回,反之靠板伸出。2.2.2翻车机压车油缸压车机构简图如图2-10所示。图2-10 翻车机靠车机构Fig.2-10 Clamping mechanism of train dumper数量：共 8个；安装形式：垂直水平面安装；动作时间：夹紧（有杆腔作用）小于8s； 提升（无杆腔作用）大约为4s；压力：正常卸料 5MPa； 冻车卸料 16MPa；动作要求：有杆腔通油夹紧梁夹紧,反之松开。为防止翻车机因液压单向阀泄漏而导致车辆翻卸时脱轨，将液控单向阀(夹紧)的强行失电信号由原来的165改为110，即在正常卸荷完成后，立即将液控单向阀锁闭，避免异常车辆不能完全卸荷，使液控单向阀在165以前一直处于开启状态，从而避免夹紧失控，车辆脱落。2.2.3液压站：液压站安装位置：设在翻车机平台有靠板一侧，液压站尺寸应能满足机械布置的要求。 2.3 FZ1-2B型翻车机的使用环境翻车机卸车系统在如下环境条件下，能正常工作运行：环境温度-22.550；相对湿度90；海拔高度2500m以下；烟气含尘量大并具有腐蚀性；正常操作的地面风速不大于8级（风速20m/s）；允许的最大积雪深度为28cm； 抗震设防烈度为7度（第一组）。当环境温度超出上述规定的范围时，必须停止使用翻车机卸车系统；当风速大于8级时，停止使用重车调车机及空车调车机，并且将重车调车机和空车调车机运动到合理位置，且需有固定措施；当环境温度超出上述范围时，必须对所用的流体介质加以保护，防止冻结、冻坏；同时防止液压站中的油温太高，必须做降温处理后再使用。积雪超出上述范围时，必须及时清扫；有地震发生警告期间不可以使用翻车机卸车系统各单机。2.4 FZ1-2B型翻车机工作过程分析(1) 翻车机通电油泵启动夹紧车辆翻转靠板靠紧165(振动) 振动停止回零位夹紧回原位靠板回原位。1 ) 车辆由拨车机牵入翻车机内定位，拨车机自动摘钩，并驶离翻车机。2) 翻车机靠板向车帮移动，当靠板与车帮接触，夹紧装置向下摆动，当任何一个靠板终点限位开关发出信号，靠车停止运动。3) 翻车机翻转至45时，进行油路压力检测,若压力不足时，停止翻转并返回零位。4) 翻车机卸料时夹紧油缸伸长，用以释放车梁弹簧中储存的力。5) 翻车机翻转近165时减速，制动,振动器工作3秒，然后翻车机反转，至30 位置减速，在翻车回零位前制动，保证翻车机停在零位。翻车机返回零位时，夹紧装置返回原位停止摆动，翻车机停稳后靠板撤离车帮。6) 翻车机翻转角度正常为165，大为175，操作台上设两种角度的选择按扭，当车内有粘煤和冻煤时，可选择大角度翻转。(2) 拨车机通电油泵启动拨车机重钩合空钩合人工摘钩车辆在翻车机内定位重钩开迁车台定位空钩开后退500mm大臂抬90 拨车机原位大臂回零。1) 拨车机牵引重车列起动时应由低速0.1m/s中速0.3m/s高速0.8m/s平稳起动，避免冲击。2) 拨车机牵引重车列前进过程中，当拨车机前车钩与翻车机内的空车相撞前应将速度0.8m/s降为0.3m/s，通过定点减速并延时(约10S)处理，然后再升至0.8m/s。(3) 迁车台通电油泵启动涨轮器涨紧车轮定位销收回由重车线驶向空车线 减速制动定位销伸出定位涨轮器打开定位销收回由空车线返回减速制动定位销伸出定位。(4) 推车机通电推空车出迁车台进入空车线返回原位。(5) 夹轮器夹轮器的动作工艺为：通电油泵启动夹紧车轮松开车轮。(6) 翻车机室喷雾除尘系统翻车机喷雾除尘系统动作顺续：1) 翻车机翻转前2分中开启水泵，（在一列车的卸车循环中，水泵连续运行），同时旁路电磁阀B开启，回水管路开通。 2) 翻车机翻转27时，出水管路电磁阀A开启，然后电磁阀B关闭，开时喷雾。3) 翻车机返回至120时，（或翻至165后延时10s），电磁阀B开启，然后电磁阀A关闭，回水管路开通。4) 水箱水位高度由液位控制器控制，设定水箱最低水位为1200mm，最高水位至水箱进水口处，当水位低于最低水位时，液位控制器发出信号，进水管路的电磁阀C开启，水箱开始进水。5) 水位达到最高水位时，液位控制器发出信号，电磁阀C关闭。各种阀的位置详见喷雾除尘系统图。上述各动作进入程序，在控制室进行自动，手动操作。(7) 主要联锁条件(下列联锁条件必须保证，但不限于下述)：1) 拨车机牵引一辆重车前进：翻车机回零,轨道对准靠板原位夹紧原位迁车台轨道对准涨轮器打开迁车台上无车辆。2) 翻车机翻转：两端环光电管导通靠板靠紧夹紧后(30左右)压力不大于设定值拨车机大臂水平位置时不在翻车机内。3) 迁车台向空车线运行：拨车机后退至设定位置(500mm)拨车机空钩开涨轮器涨紧对位销缩回推车机在原位。4) 推车机前进：迁车台在空车线轨道对准涨轮器松开对位销伸出。5) 迁车台向重车线运行：推车机将空车推出迁车台对位销缩回光电管导通。6) 拨车机运行时，大臂不得升降。(8) 系统作业程序(仅从第2# 车厢开始，此时第1#空车在翻车机内)：1) 拨车机大臂下降，拨车机后退与车列联挂(2#)。2) 拨车机牵引重车列前进至2#、3# 车钩中心。3) 拨车机牵引2#车前进同时与1#车联挂,使2#车在翻车机内定位，拨车机与2#车自动摘钩。4) 拨车机继续推送1# 车在迁车台上定位，涨轮器涨紧，同时翻车机进行翻转然后返回原位。5) 拨车机与1# 车自动摘钩。6) 拨车机后退，大臂抬起90，高速返回。7) 迁车台定位销收回，同时迁车台向空车线运行，并与空车线对准;迁车台定位销伸出定位，涨轮器打开。8) 空车推车器将空车推出迁车台，进入空车线编组。9) 空车推车器返回原位。10) 迁车台返回原位,定位销伸出定位。11) 系统进入下一个循环。 3 FZ1-2B型翻车机液压系统设计3.1确定液压系统的工作压力在不考虑能量损耗的情况下，系统的功率为： (3-1)式中：液压泵的出口压力，Pa；液压泵的输出流量，m/s。由上式可知，当系统传递的功率一定时，提高系统的工作压力就可减少系统中通过液压元件的流量，从而减小相应各液压元件以及整个液压系统的结构尺寸和质量。因此，目前翻车机液压传动多采用中压系统。根据以上内容已知翻车机液压系统的系统压力为35MPa，因此本次设计选定的系统额定压力为5MPa。3.2靠车部分回路的设计图3-1 靠车部分液压回路图靠车装置的液压回路是由四个液压缸，液压油进入油缸上下腔，控制油缸活塞前后动作，完成靠车动作，并使用了八个节流阀构成了平衡回路，保证了活塞下降速度的稳定性不受载荷变化影响调速回路如图3-1所示，28.1、28.2、28.3、28.4四个调速阀构成调速回路，调整节流阀使得八个油缸同时动作。3.3压车部回路的设计图3-2 压车部分液压回路图(1) 调速回路如图3-2所示，33.1、33.2、33.3、33.4四个调速阀构成调速回路，调整节流阀使得八个油缸同时动作，34为压力继电器当压力达到一定程度时使系统进行下一步。(2) 锁紧回路锁紧回路的功用是使液压缸在位置上停留，且停留后不会因外力作用而移动位置的回路。如图所示的即为使用液控单向阀的锁紧回路。当换向阀处于左位时，压力油经单向阀1进入液压液压缸左腔，同时压力油亦进入单向阀2的控制油口K，打开阀2，使液压缸右腔的回油可以阀2及换向阀流回油箱，活塞向右运动。反之，活赛向左运动到了需要停留的位置，只要使换阀处于是中位，阀的中位为H 型机能（Y型也行）。所以阀1和阀2均关闭，使活赛双向锁紧，。在这个回路中，由于液控单向阀的阀座一般为锥阀式结构，所以密封性好，泄漏极少，锁紧的精度主要取决于液压缸的泄漏。这种回路被广泛应用于工程机械，起重机械，等有锁紧要求的场合。(3) 液控单向阀如图3-2所示，38.1、38.2、38.3、38.4四个液控单向阀构成控制回路。(4) 行程开关控制37.1和37.2为压力继电器行程开关，液压缸36随着进油与出油一同伸出与缩回，当液压缸36缩回碰到行程开关37.1时，压车液压缸停止收缩以免在未翻转的时候压力过大压坏车厢。当液压缸36伸出碰到行程开关37.2的时候压车液压缸停止伸出以免产生不必要的位移。(5) 单向顺序阀32为单向顺序阀，与其相连的27.4为压力表，当翻转45度的时候测该点压力以免发生危险。当信号压力达到调定值，阀口开启，所在通道自动联通。(6) 保护回路小泵与左侧液控单向阀组成的控制回路形成保护回路，防止右侧回路因为泄漏等原因造成危险，当压力表测得压力数值为正常的时候开启30，压车液压缸才可以正常工作。3.4进油回路的设计图3-3 进油液压回路图远程调压回路：如图3-3所示，18为远程调压阀，远程调压阀是一种小型的直动式溢流阀，它可以和溢流阀遥控口连接，在主溢流阀压力设定范围内，实现远程压力控制。更换远程调压阀的调节弹簧，可以改变溢流阀的压力调节范围。当系统不工作时远程调压阀导通,先导式溢流阀压力为0，先导式溢流阀决定系统压力，因为系统压力16MPa，所以先导式溢流阀选择31.5MPa。3.5翻车机液压系统的工况分析图3-4 翻车机液压系统原理图如图3-4所示，系统中有两个串联的液压泵14和15，小泵14输出控制油液，大泵15输出工作油液，二位四通电磁换向阀位于右位时，油液从油箱流出后经小泵流入液控单向阀38.1、38.2、38.3、38.4中使得单向阀打开工作液体流出，当控制回路打开且三位四通电磁换向阀位于左位时，工作液体经单向阀27.3和27.4流入液压缸液压缸伸出进入工作状态，当25.1位于右位时油液流入靠车液压缸靠车装置工作,36是补偿油缸，控制卸荷的量，当液控单向阀38.1、38.2、38.3、38.4打开时，工作液体流入36，当36伸长到一定长度的时候卸荷结束。1.靠车原理分析：为防止车辆脱轨或掉道，要求车辆必须可靠地被固定在翻车机轨道上，为避免车辆受到较大的外力损坏，铁道部制定了相应的标准，该标准规定：作用于车皮上的夹紧力不能超出标准允许的范围。因此靠车压力要尽可能调小，只要将靠板和车皮接触并在翻转过程中确定有良好的保压即可。靠车动作分油缸伸出和油缸缩回两步进行。(1) 靠车油缸伸出靠车油缸伸出时，电磁换向阀的电磁铁右端得电，即电磁换向阀的机能为P-A，由液压泵提供的压力油从油口进入，经减压阀，然后经液控单向阀进入靠车油缸的有杆腔和无杆腔，由于两腔作用面积不同，油缸无杆腔作用力比有杆腔要大，形成差动，油缸伸出。活塞杆带动靠车板碰到车皮后，无杆腔压力开始升高，当到达压力继电器设定压力时，压力继电器发出信号，表明靠车已到位，电磁换向阀断电，断电后此阀具有定位功能，仍保持断电前状态，这样起到了无杆腔保压的作用(2) 靠车油缸缩回靠车油缸缩回时，电磁换向阀的电磁铁左端得电，即电磁换向阀的机能为P-B,控制油路接通，由液压泵提供的压力油从油口进入，经减压阀、液控单向阀进入靠车油缸的有杆腔，油缸无杆腔油经液控单向阀回到回油口，实现了靠车油缸的缩回动作。2.压车原理分析翻车机翻转时，翻车机的压车力要限定在一定范围之内。由于每节车皮都是满载，货物的重量和车皮的自重将车辆转向架弹簧压缩变形，当车辆随翻车机翻转到一定角度之后，车辆中的货物不断被卸出，被压缩的弹簧随着货物的减少受到的压力也变小，因而弹簧要向上恢复变形，从而带动整个车辆向上运动，如果翻车机压车油缸一直处于锁闭状态将车辆固定死，当货物全部卸出后，压车梁作用于车辆上的夹紧力就等于车辆所载货的自重才能平衡弹簧力，这么大的压紧力已超出了允许的范围，严重影响车辆的使用寿命。(1) 油缸压车首先电磁换向阀的右端、电磁换向阀的左端接通，即液控单向阀接通，液控单向阀被截止。从液压泵出来的油经节流阀、减压阀（此时减压阀压力设为低值）、液控单向阀至液压缸的有杆腔，无杆腔腔经液控单向阀、单向节流阀回油，活塞杆缩回，同时压力油经平衡阀进入液压缸，使活塞杆处于最下位置。此时压车装置压在车辆上，有杆腔压力升至压力继电器设定值时，压力继电器发出信号，换向阀、电磁阀断电，液控单向阀被截止，有杆腔压力油使液控单向阀截止。这样实现了有杆腔的保压，压车完成后，翻车机开始翻转。(2) 油缸补偿随着车辆中货物不断被卸出，弹簧因要恢复变形而向上拉活塞杆的力不断增大，油缸有杆腔的压力也逐渐升高。由于有杆腔压力作用在活塞杆上，当压力升高到平衡阀的设定压力时，该阀打开，液压油经此阀溢出，活塞杆上移，这样，整个车辆跟着向上抬升，弹簧恢复一定的变形，作用在车辆上的力被减小，所以对车皮起到了保护作用。因为活塞杆的提升，无杆腔形成一定的负压，无杆腔腔从系统回油管路T 吸油以补偿活塞杆向上动作所需的油液，这样，压车油缸液压补偿完成。(3) 压车油缸松开将电磁换向阀的右端接通、电磁换向阀的左端接通，即液控单向阀接通，液控单向阀被截止。从液压泵出来的油经节流阀、减压阀（此时减压阀压力设为高值）、液控单向阀同时进入液压缸的无杆、有杆腔，形成差动，使活塞杆伸出，压车油缸松开。压车油缸到达机械限位的后限位时，电磁换向阀失电。(4) 靠车装置和压车装置的控制方式靠车装置和压车装置均采用液控单向阀形式的控制阀组，将集成液压控制阀的阀组直接安装在液压缸上，节省了油缸和控制阀组相联的连接管路，从而避免了因管路泄漏导致油缸不保压问题。此外，靠车装置和压车装置都采用了差动回路，在同样流量下提高了油缸的工作速度。液控单向阀的一系列优点如启闭速度快、密封性好、泄漏少、工作可靠、不易卡死和集成度高使翻车机工作更稳定、高效。通过控制一个两位四通的电磁换向阀（靠车和压车原理中的两位四通换向阀）的机能，完成进油和回油的连通。这对翻车机液压站冷启动时，管路和阀快的循环预热起到了很好的效果。4 FZ1-2B型翻车机液压系统计算4.1液压缸的选择液压缸在液压系统中有着重要的地位，是整个液压系统的起始循环点，所以对液压缸的选择很重要，根据以上计算的结果，对液压缸的选择就明确了。图4-1翻车机压车液压缸示意图4.1.1靠车油缸和压车油缸的选取1.压车油缸(1) 压车油缸的选取G车=空车重量=23.5TN拉=车辆弹簧剩余载荷=17.5T每侧压车缸作用在车厢上力=20.5T每侧四个油缸，油缸拉力为N油缸有：4N油缸0.5=20.5T1m+4.5T0.5所以N油缸=12.5T考虑取额定压力16MPa(常用)按照160bar时油缸拉力12.5T=122.5KN(2) 压车液压缸工作压力的确定液压缸的工作压力主要根据液压设备的类型确定，对于有着不同用途的液压设备，由于其工作条件的不同，通常采用的压力范围因此也不同。查翻车机液压缸的工作压力为16Mpa。(3) 液压缸缸筒内径D的计算已知压车油缸负载公式为： (4-1)式中：D活塞直径 m P系统压力 Pa 取P=16Mpa系统背压 Pa 取=0.5Mpa机械效率=0.83根据翻车机系统速比=3，所以活塞杆直径，所以。由此即可求出压车油缸活塞直径： (4-2)最终求得D=101.8mm，根据查表GB/T2348199