火车车厢用推车机设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 火车车厢用推车机设计 摘 要 火车车厢用推车机亦称拨车机 或推车机 ，是翻车机卸车线成套辅助设备之一，采用活动配重式拨车臂俯仰机构， 用于牵引重车列和 将一辆或两辆矿车推入翻车机内进行翻卸 ,同时将翻车机内的矿车顶出。 拨车机是实现翻车机系统高效自动化的关键设备， 可用来拨送多种铁路敞车，并使其在规定的位置上定位，以便 翻车机完成翻卸作业。 本文根据 设计要求制定了设计方案，对拨车机机构进行了结构设计，并对其内 部 主要零部件进行了设计、选择和强度计算，内容包 括 主电动机功率的选择，齿轮、键、联轴器 、车轮、销轴、拨钩拉杆、液压 缸以及弹簧 的设计和校核，同时还阐述了润滑的方式、方法以及润滑剂的选择等。 本 套 拨车机结构合理、成本低廉、且便于安装 和 维护 ，可广泛应用 于 码头、钢厂、电厂、焦化厂等大型企业散装物料输送系统上。 关键词 ： 拨车机 ；翻车机；拨车臂 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 a as a or is of be or up to be to be to a of to of in to up is to on on of of of nd as as of of of of it be is to to 载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 目 录 摘 要 . I . 绪论 . 1 车机概论 . 1 题背景 . 1 类设备的分析比较 . 2 压钢丝绳式推车机 . 2 齿推车机成套操车设备 . 3 型矿山操车动力系统 . 4 车机设计参数 . 4 2 总体方案设计 . 6 车机工作原理及机能 . 6 车机的作用与原理 . 6 车机工作机能 . 6 车机工作过程 . 7 车机必备条件 . 7 车臂结构 . 7 3 拨车机的设计 . 8 机的选择 . 8 算电机所需功率 . 8 机的选择 . 9 传动齿轮设计及校核 . 10 定齿轮 类型、精度等级、材料及齿数 . 10 齿面接触强度设计 . 10 齿根弯曲强度设计 . 12 齿轮 传动几何尺寸的计算 . 14 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 的选择和校核 . 14 的基本概况及键的选择 . 14 择键联接的类型和 尺寸 . 15 核键联接的强度 . 16 轴器的选择 . 16 轴器概述 . 16 性柱销联轴器 . 17 性柱销联轴器的强度计算 . 17 车机车轮的强度校核 . 19 车臂销轴的设计和校核 . 20 轴的设计 . 20 轴的校核 . 21 车臂拨钩拉杆的设计和校核 . 22 车臂的主要作用 . 22 杆的设计和校核 . 23 肩圆角的选择和校核 . 23 压缸的设计 和校核 . 25 压缸的组成 . 25 计依据和设计步骤 . 27 定基本参数 . 27 压缸强度校核与结构计算 . 30 底厚度的计算 . 31 压缸盖固定螺栓直径校核 . 32 定性计算 . 32 簧的设计 和校核 . 33 本参数 . 33 簧的设计 和校核 . 33 4 试车方法和对控制系统的要求 . 37 车要求 . 37 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 计算机的要求 . 37 传动控制系统的要求 . 37 电机的要求 . 37 5 设备维修、安装、润滑及密封 . 39 备维修 . 39 械设备的安装 . 39 滑 . 39 滑的方法 . 39 滑的作用 . 39 滑油的选择 . 39 滑脂的选择 . 40 轮的润滑 . 40 承的润滑 . 40 他润滑 . 41 封 . 41 6 经济 性与 可靠 性分析 . 42 备的 经济 性 . 42 备的 可靠 性 . 42 备的有效度 . 42 结 束 语 . 44 致 谢 . 45 参 考 文 献 . 46 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 1 绪论 车机概论 火车车厢用推车机亦称拨车机 或推车机 ，是翻车机卸车线成套辅助设备之一，采用活动配重式拨车臂俯仰机构，用于牵引重车列和 将一辆或两辆矿车推入翻车机内进行翻卸 ,同时将翻车机内的矿车顶出。 可用来拨送多种铁路敞车，并使其在规定的位置上定位，以便翻车机完成翻卸作业。拨车机是实现翻车机系统高效自动化的关键设备，目前已经在码头、钢厂、电厂、焦化厂等大型企业散装物料输送系统上获得广泛应用。 图 车机 拨车机是翻车机系统中主要调车设备之一，它走行于铁路一侧，通过侧臂头部的车钩牵引和推送车辆。 拨车机主要有两种形式：一种为齿轮齿条式驱动；另一种为钢丝绳牵引驱动。本次设计研究的是第一种 齿轮齿条式驱动拨车机。 现有列车推车机根据牵引结构的不同 ,可分为板链、钢丝绳及圆环链三种主要列车推车机 ,均为链式或绳式结 构 ,可称为链式列车推车机。 题背景 随着生产 的自动化和连续化 发展，钢铁企业对冶炼生产过程中各种设备的要求更加严格，更加精确。 国内几家钢铁企业的炼铁厂也都在寻求实现自动化 、连续化 的途径。 高炉生产原料准备过程是炼铁生产效率提高的关键所在。 原料从料场由火车运至高炉冶炼区，然后由 型翻车机将来料倒进料坑。以往采用火车动力车将车下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 厢一节一节地推进翻车机，这样既浪费资源，又对机车的损耗很大，对环境的危害也很大。 而且火车动力机车的重复起制动会大大的缩短火车的寿命，并且，推车位置的精度也很难保证。 本 套火车用推车机可以很好的解决这个难题 。火车推车机通过齿轮齿条的啮合，带动车体的往返行进，从而，带动车体上的拨车臂行进，拨车臂通过挂钩与火车车厢联接，将车厢拉进翻车机。 本套设备已经在鞍山钢铁集团炼铁厂应用， 通过现场情况的反馈，对火车推车机有很高的评价，大大地缩短了来料的供给时间，有效的提高了高炉炼铁的效率。 类设备的分析比较 压钢丝绳式推车机 此类操车 能 够 实现操车设备的联动闭锁 ,系统具有故障自动检测功能 ,当系统出现故障时 ,可自动发出报警信号并打印故障清单 ;采用 通过计数器或传感器实现固定点自动停车 ,防止推车过位 ;推车机运行前 ,实现先告警 ,后运行 ;采用软启动 ,具有牵引平稳、冲击小、过载时自动卸荷等特点 ;具有手动、点动 (检修 )转换按钮 ,正常操车时将按钮处于手动位置 ,检修处于点动位置 ;紧急情况下可采用操车急停按钮 ,实现紧急停车。 2. 液压钢丝绳式推车机的 工作原理 该机将牵引钢丝绳布置于轨道中间 ,与轨道中间的推车器前后连接 ,钢丝绳通过前部和后部的导向轮 ,使上下绳分开 ,液压马达驱动轮运转带动钢丝绳运行 ,使推车机 沿着固定的滑道前 后运行 ,实现推车和调车作业。 下 图为液压钢丝绳式推车机布置图 ,它是由阻车器 1、绳轮 2、钢丝绳 3、钢丝绳驱动装置 4、拉紧装置 5、推车器 6、推车器轨道系统和电气控制装置构成。绳轮、钢丝绳驱动装置和张紧装置分别安装在基础上 ,推车器轨道系统安装在车辆轨道内侧的基础上 ,推车器沿推车器轨道系统运行 ,钢丝绳穿绕安装于轨道中间的绳轮 ,绳端连接在推车器上形成一个闭合的绳环 ,电气控制装置控制钢丝绳驱动装置 ,在推车器的两侧设有承载下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 轮 ,承载轮在推车器轨道系统中运行 ,钢丝绳驱动装置由驱动滚筒和液压马达组成。 1 阻车器 ; 2 绳 轮 ; 3 钢丝绳 ; 4 钢丝绳驱动装置 ; 5 张紧装置 ; 6 推车器 图 压钢丝式推车机布置图 张紧装置使缠绕在驱动轮上的钢丝绳与驱动滚筒表面之间产生张力 ,当液压马达带动滚筒转动时 ,使钢丝绳与驱动滚筒同步运动 ,从而 使推车器沿轨道系统前后运行。推车机工作前 ,运行车辆处于两阻车器之间 ,前阻车器打开、后阻车器关闭。操作人员通过电气控制装置控制推车机的启动、停止 ,调节推车速度。 该装置采用液压集中控制 ,动力单一 ,结构简单 ,造价低廉 ,运行稳定可靠 ,维修方便 ,且可减少施工人员 ,生产安全 ,可作为实现操车作业机械化 的一个重要途径。 齿推车机成套操车设备 矿井成套操车设备主要用于各种罐笼提升的井上下车场的罐笼内装卸矿车，实现矿车装罐、卸罐、定位、调运等功能。 销齿推车机成套设备形式新颖，一机多用，操车机构运行由传动齿轮直接驱动，传动环节少，效率高，结构简单，克服了链式推车机结构复杂，易损坏，不便维修的缺点；操车装置采用低速大扭距液压马达直接驱动，运行平稳，缓冲撞击，停位准确，过载自动保护性能好。集中控制使用可编程序控制系统，逻辑闭锁，控制方式以一个选择开关配合一组按钮控制全部操车设备。主要包括 销齿推车 机、 摇台、 阻车器 和 安全门。 销齿推车机成套操车设备集中液压系统、 销齿推车机由一系列在轨道上的销齿小车组成，销齿小车底部在全长内设置等距离的销轴，链板 上安装有操车使用的推爪和拉爪，推爪推矿车碰头，拉爪作用于矿车车轴或挡板。推车机推爪的尾端与销齿小车铰接，推爪抬起推矿车碰头；拉车器拉爪的尾端下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 与销齿小车铰接，拉爪的中部安装一个滚轮，当该滚轮经过轨道上固定的启爪曲轨时，拉爪自动抬起，其头端拉矿车车轴。操车装置的推爪或拉爪在矿车沿进车方向 经过时碰到，销齿小车往返运行 时可以 在矿车下面通过。 十几年来，操车设备经过不断改造、更新、换代，从传统的链式气动设备到电液推杆驱动和直线电动圆环链推车机的操车设备 但 仍满足不了生产现场不同工况的使用要求。销齿推车机成套操车设备 的 研制成功，实现了机、电、液一体化的设计，集中控制、多功能连锁、闭锁、通讯装置安全可靠性得到了解决，系统做到了设备简单化，操作智能化，运行自动化，操作工艺简单，结构紧凑，简化了矿井车场布置，解决了多年来存在的操车工艺复杂且需要人工辅助操车和布置形式受条件限制的难题，提高了工作效率和生产现 场的安全性。 型矿山操车动力系统 销齿操车 集中液压系统由液压站、工作油缸、液压马达及管路部分组成。采用 1台液压站 (双电机双泵 )作为动力源 ,双泵 1台工作、 1台备用。系统具有工作卸荷功能 ,操车设备不动作时电动机空负荷运转 ,节约电能。系统压力和流量均可调节 ,与可编程序控制器联动控制时 ,操车设备运行速度可根据一次提升循环时间的要求设定最佳值。系统还设有蓄能器作为辅助液压源 ,在停电时 ,操车设备仍可完成一次工作循环。另具有高压、温度、液位自动保护及紧急卸荷等功能。该操车集中液压系统可以用于摇台、安全门、前阻车器、推车机、后阻车器等设备控制 ,既可控制单股道设备 ,也可控制双股道设备。此外 ,液压站上还留有 24个备用接口 ,用户可自行接入其它需要控制的设备 液压站采用标准化、结构化、模块化 的 设计 ,安装、维护 以及 系统功能扩充极为方便。推车机采用液压制动 ,惯性小、停位准确、推爪的重复定位精度高 ,易于采用可编程序控制器对其进行精确行程控制。推车机直接用液压马达驱动 ,其传动装置极为紧凑 ,不需要电动机减速器装置 结构 复杂的设备基础 ,省去专门安装传动装置的硐室 ,亦从根本上消除电动机减速器装置的 某些 弊病。 车机设 计参数 牵引吨位（平直线路） 1000t 工作速度：牵引 s 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 挂钩 s 返回 s 驱动电机：型号 率 45定转数 740r/数 4 台 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 2 总体方案设计 车机工作原理及机能 车机的作用与原理 拨车机的作用是将重载铁路车皮牵引至翻车位置 ,翻车机开始翻卸 ,然后将空载车皮拨出翻车机。拨车机主要由车体、拨车臂和行走部分组成。它的行走部分由四台直流电动机及四台立式摆线减速机、车轮、导向轮组成 ,通过齿轮、齿条传动来完成车体的前进和后退。而拨车 臂的一端是铰接在车体上 ,由液压系统控制 ,通过摆动马达和平衡液压缸来驱动 ,使拨车臂能在 093 24 17的范围内做上下摆动 ，如 图 示 。拨车臂另一端的两侧面分别装有牵引车皮的钩头 ,脱钩和挂车的过程都是由液压系统来控制的。 123456 78910图 车机拨车臂动作示意 车机工作机能 当翻车机系统工作时 ,拨车机的液压系统启动 ,在摆动马达及平衡油缸驱动下 ,将位置在 932417的拨车臂降至 0,牵引重车皮到翻车位置 ,此时翻车机的靠车板及夹具将下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 车皮固定 ,拨车机通过液压系统自动脱钩后 ,前行至抬臂位置 ,将拨车臂抬至原始位置后返回原牵引位置 ,进行下一个工作循环。 车机工作过程 拨车机在原位降大臂，后退与重车连挂，信号显示后钩闭合，然后拨车机牵引重车前行 与翻车机平台上的空车连挂，信号显示前钩闭合并继续前行，至人工提钩站自动停车，人工摘钩后按 循环 启动拨车机继续前行至翻车机内定位自动停止，自动摘后钩销（拨车机与重车连挂钩销）显示后钩打开信号后继续前行，将空车送至迁 车 台 定位，自动摘前钩销（拨车机与空车连挂钩销）显示前钩打开信号后返回至拨车机抬臂 位置， 待所有设备都回到原位后再进行下一个循环过程。 车机必备条件 1. 拨车机的拨车臂必须按指令程序动作 ,并且升降平稳自如 ,不能有锁卡、停滞和冲击现象。 2. 拨车臂上的钩头必须在液压系统的控制下完成自动挂车和自动脱钩 动作 ,要求钩头转动灵活 ,不能犯卡。 3. 拨车机的行车系统必须具有足够的动力来牵引载重车皮和空载车皮 并且 拨出翻车机 ,同时要求运行 平稳。 4. 拨车机的每个动作都必须在微机的指令程序控制下自动完成。 只有 具备上述条件 ,才能满 足翻车机的工作需要。 车臂结构 拨车机上带 动 活动配重的大臂俯仰机构包括：由车体上的支架，配重臂、配重拉杆、大臂体分别铰接构成的平行四连杆机构的大臂平衡装置和由安于支架上的回转油缸、驱动臂、驱动拉杆、大臂体分别铰接构成的曲柄摇杆机构的大臂驱动装置 组成 。 拨车机的大臂与配重臂两者通过配重拉杆相连接，构成平行连杆式活动配重机构；齿条油缸通过驱动臂连接曲柄摇杆，曲柄摇杆与大臂连接构成驱动连杆 ， 实施后，可使 拨车机上的大臂俯仰机构实现俯仰动作快速，平稳、无冲击、定位准确 且 安全可靠地运行以及降低功耗和具有结构简单 ,使用和维护方便 等优点 。 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 3 拨车机的设计 机的选择 选择电动机的容量是电力传动系统能否经济和可靠运行的重要问题。如果电动机容量太小，长期处于过载运行，造成电动机绝缘 装置 过早的损坏；如果容量过大，不仅造成设备上的浪费，而且运行效率 又较 低 ，对电能的利用也很不经济。 所以，要综合各方面的因素，选择合适的电动机。 电动机的选择范围应 该 包括：电动机的种类、型式、容量、额定电压、额定转速及其各项经济指标等 ， 而且对这些参数 还 应 该 综合进行考虑。 算电机所需功率 已知 车轮滚动轴承的摩擦系数，取 f 车轮对轨道的滚动摩擦系数，取 f d 车轮轴轴颈直径，取 拨车机 d =100火车 d =120D 车轮直径，取 拨车机 D 500火车 D =600 考虑车轮轮缘对轨道摩擦的系数，可取 3。 则 拨车机 车轮的阻力 系数 2 0 . 0 1 5 1 0 0 2 0 . 83500 车 车轮的阻力 系数 2 0 . 0 1 5 1 2 0 2 0 . 83600 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 返回空载时 f N m g k m g 0 . 0 1 8 6 4 9 6 9 0 9 . 8 39 0 5 7 9 1 0当满载前进时 f f N f m g f k m g 339 . 0 6 1 0 0 . 0 1 7 1 0 0 0 1 0 9 . 8 0当空载返回时 39 . 0 6 1 0F f N牵 v m s 当满载牵引时 51 . 7 6 1 0 牵 v m s = 牵 39 1 0 1 0 0 W =牵 引 满 牵 51 1 0 0 0 W 33F 9 . 0 6 1 0 0 . 6 5 . 4 3 6 1 0P v W 牵 引 空 牵 取电机效率 所需电机功率为 5 51 . 0 6 1 0 1 . 1 4 0 1 0 W 1 1 40 . 9 3k W 牵 引 满 机 的选择 根据所需的电动机功率， 查文献 1,40表 40可选 80M 8 型电动机共 4 台，额定功率0 45 额定转速 7 4 0 / m 本系列电机是按国际电工委员会标准全国统一设计的新系列产品，适用于传动无特殊性能要求的各种机械设备。电动机采用 壳防护等级为44冷却方式为 下载文档送对应 纸 咨询 14951605 买文档送全套 纸 14951605 或 1304139763 传动齿轮设计及校核 定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1. 考虑到本套设备的传动方案以及其他 因素，选用直齿圆柱齿轮传动。 2. 由于拨车机 工作速度不高，故选用 7 级精度 （ 0095 88） 。 3 材料选择。 查文献 2， 10 100质），硬度为 280 4. 选 齿轮齿数 z=31。 齿面接触强度设计 由设计计算公式 ,查文献 2,10 10 9a 进行试算，即 3 2 . 3 2 . . 1. 确定公式 内 的各计算数值 (1) 试选载荷系数 。 (2) 计算齿轮传递的转矩。 已知电机功率 P=45取减速器的传动效率 则齿轮轴输入功率 1 4 5 0 . 9 3 4 1 . 8 5P P k w k w 且齿轮转速 6 0 6 0 0 . 6 1 0 0 / m i n 3 1 . 8 3 / m i 3 6vn r 因此齿轮传递的转矩 759 5 . 4 9 1 0 4 1 . 8 59 5 4 9 1 . 2 5 7 1 03 1 . 8 3 m m N m (3) 查文献 2,10 205表 10 7 选取齿宽 系数 (4) 查文献 2,10