　　　Non-electric locomotive prime mover itself, by the acceptance of the Catenary current as a source of energy delivered by the traction motor drive the wheels of locomotives. Electric locomotive with power, and thermal efficiency, high speed, overloading strong and reliable operation of the major advantages and do not pollute the environment, especially suitable for heavy transport and tunnel rail link and more, steep slope and the mountain railway.

　　　The working principle of electric locomotive, the current contact wire, stood the locomotive pantograph After entering the main circuit breaker re-entering the main transformer, alternating current from the main traction transformer winding through silicon rectifier unit, the two groups of six parallel to the traction motor focus on the supply of direct current to produce torque traction motor, electrical energy into mechanical energy, through the transmission gear-driven locomotive drive wheels turning.

　　　 Pantograph action principle:

　　　(1) bow up: electro-pneumatic valve by compressed air evenly into the drive cylinder, the cylinder piston within the cylinder compression spring bow down, bow or spring at this time so that the next boom rotation, raised his skateboard on the framework and by pantograph uniform increase near the contact line when there is a slow stagnation, and then contact the contact line rapidly.

　　　(2) bow down: Transmission of compressed air cylinder valve to withstand the rapid pantograph buffer row into the atmosphere, in the spring bow down under the arch or to overcome the spring force, so that the pantograph to drop rapidly from the catenary.

Key words: ectric locomotive pantograph cylinder piston

摘要i

Abstractii

1 绪论1

　　1.1电力机车1

　　1.2受电弓3

2 受电弓风缸主体部分的设计7

　　2.1 夹具的组成7

　　2.2 夹具的类型7

　　2.3 工件结构特点分析8

　　2.4 工件定位方案和定位元件的设计8

　　2.5 夹紧方案和夹紧元件的设计8

　　2.6 夹具体的设计8

　　2.7 误差的分析与计算9

　　2.8 夹具精度分析计算10

3 液压系统的设计13

　　3.1方案设计13

4 液压系统元件的选择16

　　4.1 液压系统的设计计算16

　　4.2 液压系统中各元件的选择16

　　　4.2.1 泵与马达的选择16

　　　4.2.2 联轴器的选择19

　　　4.2.3 液压介质的选择19

　　　4.2.4 换向阀的选择20

　　　4.2.5 溢流阀的选择22

　　　4.2.6 单向阀的选择22

　　　4.2.7 液控单向阀的选择23

　　　4.2.8 冷却器的选择23

结论25

致谢26

参考文献27

1 绪论

　　　受电弓风缸测检拆装系统是电力机车的重要部件，是一种新型的设计内容。它的结构相对机床的设计要简单，构思新颖独到，而类似于夹具的设计。从整个过程来看，从小零件的设计到整个图纸的完成，可以说该设计就是一个夹具的设计，而且综合了液压与气压传动的设计。

1.1电力机车

图1-1 电力机车

　　电力机车本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干线和隧道多，坡度大的山区铁路。

　　电力机车是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。由于电流制不同，所用的电力机车也不一样，基本上可以分为直-直流电力机车、交-直流电力机车、交-直-交流电力机车三类。

　　直－直流电力机车采用直流制供电，牵引变电所内设有整流装置，它将三相交流电变成直流电后，再送到接触网上。因此，电力机车可直接从接触网上取得直流电供给直流串励牵引电动机使用，简化了机车上的设备。直流制的缺点是接触网的电压低，一般为l500V或3000 V，接触导线要求很粗，要消耗大量的有色金属，加大了建设投资。

　　交—直流电力机车在交流制中，目前世界上大多数国家都采用工频（50Hz）交流制，或25Hz低频交流制。在这种供电制下，牵引变电所将三相交流电改变成25 kV工业频率单相交流串励电动机，把交流电变成直流电的任务因机车上完成。由于接触网电压比直流制时提高了很多，接触导线的直径可以相对减小，减少了有色金属的消耗和建设投资。因此，工频交流制得到了广泛采用，世界上绝大多数电力机车也是交—直流电力机车。

　　　交—直—交电力机车采用直流串励电动机的最大优点是调速简单，只要改变电动机的端电压，就能很能达到目的。因此，只有当电子技术和大功率晶闸管变流装置得到迅速发展的今天，才能生产出采用三相交流电机的先进电力机车。

　　　交—直—交电力机车从接触网上引入的仍然是单相交流电，它首先把单相交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成可以使频率变化的三相交流电供三相异步电动机使用。这种机车具有优良的牵引能力，很有发展前途。德国制造的“E120”型电力机车就是这种机车。

　　1866年，德国工程师西门子与技师哈卢施卡联营创立电机公司，发明强力发电机，制成世界上第一列电力机车。第二年在巴黎博览会上展出，震惊了许多人。1879年，在柏林的工商业博览会上，这辆世界最早的电力火车公开试运行。列车用电动机牵引，由带电铁轨输送电流，功率为3马力，一次可运旅客18人，时速7公里。两年之后1881年，柏林郊外铺设了规模虽小，但为世界最初营业用的电车路线。同时德国又试验成功驾空接触导线供电系统，使电力机车的供电线路由地面转向空中，机车的电压和功率都大大提高。

　　1895年，在美国的巴尔的摩一俄亥铁路线上首次出现了长途电力机车。机车重96吨，1080马力，采用550V直流供电。

　　1901年，西门子、哈卢施卡电机公司制造的电力机车在柏林附近创造了时速160公里的记录。

　　与此同时，在1880年，美国爱迪生也进行了电车的实验。

中国第一台电力机车于1958年诞生于湖南株洲，命名为“韶山”，为中国铁路步入电气化立下了汗马功劳。电力机车由于速度快、爬坡能力强、牵引力大、不污染空气，因此发展很快。地下铁路也随着电车的出现而得以发展。

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360桌面截图20140603191542.jpg

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T型螺钉-A4.jpg

侧导板-A4.jpg

导轨板-A4.jpg

盖-A4.jpg

盖板-A4.jpg

肋板-A3.gif

螺杆-A4.jpg

气缸支板-A3.gif

手柄-A4.jpg

手柄螺母-A4.jpg

调节螺钉-A4.jpg

调节螺杆-A4.jpg

调节支块-A3.gif

圆螺母.jpg

止动螺钉.jpg

中心固定架.gif

中心架上盖.jpg

中心架体（滑动）.gif

中心架体.gif

内容简介：: 摘要电力机车本身不带原动机，靠接受接触电网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干线和隧道多，坡度大的山区铁路。电力机车的工作原理，接触导线上的电流，经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器，交流电从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后，向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动机车动轮转动。受电弓动作原理：（1）升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，此时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触线时有一缓慢停滞，然后讯速接触接触线。（2）降弓：传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。关键词：电力机车受电弓气缸活塞AbstractNon-electric locomotive prime mover itself, by the acceptance of the Catenary current as a source of energy delivered by the traction motor drive the wheels of locomotives. Electric locomotive with power, and thermal efficiency, high speed, overloading strong and reliable operation of the major advantages and do not pollute the environment, especially suitable for heavy transport and tunnel rail link and more, steep slope and the mountain railway. The working principle of electric locomotive, the current contact wire, stood the locomotive pantograph After entering the main circuit breaker re-entering the main transformer, alternating current from the main traction transformer winding through silicon rectifier unit, the two groups of six parallel to the traction motor focus on the supply of direct current to produce torque traction motor, electrical energy into mechanical energy, through the transmission gear-driven locomotive drive wheels turning. Pantograph action principle: (1) bow up: electro-pneumatic valve by compressed air evenly into the drive cylinder, the cylinder piston within the cylinder compression spring bow down, bow or spring at this time so that the next boom rotation, raised his skateboard on the framework and by pantograph uniform increase near the contact line when there is a slow stagnation, and then contact the contact line rapidly. (2) bow down: Transmission of compressed air cylinder valve to withstand the rapid pantograph buffer row into the atmosphere, in the spring bow down under the arch or to overcome the spring force, so that the pantograph to drop rapidly from the catenary.Key words: ectric locomotive pantograph cylinder piston毕业设计（论文）任务书系部机械工程系指导教师王小平职称高工学生姓名艾波涛专业班级05机制(2)班学号0515011233设计题目电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计设计内容目标和要求（设计内容目标和要求、设计进度等）针对题目对电力机车受电弓的结构、受力状况等进行调研，并收集整理有关资料，确定的方案，依方案设计电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计。设计内容及要求1. 收集了解电力机车受电弓的工作情况、结构特点、受电弓的工作原理及设计方法，以及有关的机械简图、机械原理、力学、公差与配合工艺、液压技术等等2. 研究探讨电力机车受电弓的工艺过程，及其关键的难点是什么，提出解决方案，并对方案进行可行性的分析和论证。3. 对项目方案进行总体设计和部件设计，要求总装图规范，各部件的装配关系要表示清楚，装配工艺要明确，另部件设计要考虑材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、热处理、焊接要求、加工工艺性能等等。4. 设计说明书（论文）。格式要规范，要将所做项目从主次收集资料、调研、方案论证、设计、心得体会等用文字方式规范科学的表达出来，以此锻炼和提高自己的文字表达能力。5. 设计完后要对自己的设计方案进行总结，能否提出水平更高的改进意见。6. 在整个设计中要努力培养和掌握解决此类问题的方法和能力，使自己实际动手能力有一个质的飞跃。7. 进度要求按学院有关规定完成。指导教师签名：年月日系部审核此表由指导教师填写学院审核毕业设计（论文）学生开题报告课题名称电力机车受电弓风缸测检拆装装置的设计课题来源生产实践课题类型AX指导教师王小平学生姓名艾波涛学号0515011233专业班级05gb机制2本课题的研究现状、研究目的及意义研究现状：电力机车本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干线和隧道多，坡度大的山区铁路。电力机车是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。由于电流制不同，所用的电力机车也不一样，基本上可以分为直-直流电力机车、交-直流电力机车、交-直-交流电力机车三类。电气原理（电的工作流程）：接触网-受电弓-主变压器-牵引电动机-回流线机械原理（力的传递过程）：牵引电动机-轮对-转向架-牵引杆-车体-车钩研究目的：了解受电弓的结构和功能。功能：电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。构造：受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。受流质量负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用。为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力。弓网实际接触压力由四部分组成：受电弓升弓系统施加于滑板，使之向上的垂直力为静态接触压力（一般为70N或90N）；由于接触悬挂本身存在弹性差异，接触线在受电弓抬升作用下会产生不同程度的上升，从而使受电弓在运行中产生上下振动，使受电弓产生一个与其本身归算质量相关的上下交变的动态接触压力；受电弓在运行中受空气流作用产生的一个随速度增加而迅速增加的气动力；受电弓各关节在升降弓过程中产生的阻尼力。弓网接触压力能直观的反映受电弓滑板和接触线间的接触情况，它必须符合正态分布规律，在一定范围内波动。如果太小，会增加离线率；如果太大，会使滑板和接触线间产生较大的机械磨耗。为保证受电弓具有可靠的受流质量，应尽量减小受电弓的归算质量，增加接触悬挂的弹性均匀性。滑板的质量和机电性能对受流质量影响很大。受电弓风缸是铁路电力机车轨电系统重要部件。处于长期连续受力工作状下，工作环境差（日晒雨淋），振动大。风缸能否正常工作是电力机车能否正常运行的重要标志之一。风缸由两端发蓝，中间发兰，两个缸筒，活塞，活塞杆一组复位复合弹簧组成。为了保证电力机车受电弓风缸的正常工作，铁道部门对风缸检修作了严格的规定，由于风缸的结构特点，风缸内的组合弹簧应与风缸压力产生平衡的推力。在受电弓与轨电路上保持接触时始终保持接触平衡，保证电力机车供电正常。意义：（1）培养我们运用机械制造及相关课程（工程材料与热处理，机械设计，公差与技术测量，液压与气压传动等）的知识，结合生产实习，毕业实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，具备设计一个中等复杂程度零件的工艺规程的能力。（2）根据设计要求，运用夹具设计的基本原理和方法，学会拟定夹具设计方案，完成夹具结构设计，提高结构设计能力。（3）培养我们熟悉并运用有关手册，规范，图表等技术资料的能力。（4）进一步培养我们识图，制图，运用和编写技术文件等基本技能。课题类型：（1）A工程实践型；B理论研究型；C科研装置研制型；D计算机软件型；E综合应用型（2）X真实课题；Y模拟课题；（1）、（2）均要填，如AY、BX等。2-2本课题的研究内容了解电力机车的工作原理：接触导线上的电流，经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器，交流电从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后，向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动机车动轮转动。设计受电弓风缸检测拆装系统。本课题研究的实施方案、进度安排（1）撰写开题报告；（2）绘制零件图；（3）绘制组装图；（4）设计说明书：内含设计计算过程，设计方案选择，液压系统等。3.16-3.20 指导教师将毕业设计任务书交给学生，指导学生收集资料，写开题报告3.23-3.27 指导学生完成毕业设计开题报告3.30-4.17 指导毕业设计方案制定，设计及计算4.20-5.15 指导图纸绘制（4月底安排中期检查）5.18-5.29 指导设计说明书撰写6.1 -6.5 组织毕业设计答辩及整理文档工作6.8 -6.10 提交毕业设计成绩已查阅的主要参考文献1欧阳周，刘道德。理工类学生专业论文导写。长沙：中南大学出版社，20002孙波，毕业论文设计宝典，西安：西安电子科技大学出版社，20083孙浩，毕业论文写作与规范，北京：高等教育出版社，20074赵月静，宁辰校，液压实用回路360例，北京：化学工业出版社，20085吴振顺，液压控制系统，北京：高等教育出班社，20086李炎清，毕业论文写作与范例，厦门：厦门大学出版社，20087机械设计手册编写组机械设计手册M北京：机械工业出版社，1996.8吴振顺液压控制系统M北京：高等教育出版社，2007.9陈立德机械制造装备设计课程设计M北京：高等教育出版社，2007.10唐增宝，常建娥机械设计课程设计M武汉：华中科技大学出版社，2006.11陈立德机械设计基础课程设计M北京：高等教育出版社，2006.12蔡春源机械设计手册M沈阳：辽宁科学技术出版社，1990.指导教师意见指导教师签名：年月日2-3毕业设计（论文）学生申请答辩表课题名称电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计指导教师（职称）高工申请理由学生所在学院工程技术学院专业班级05机制(2)班学号0515011233 学生签名：日期：毕业设计（论文）指导教师评审表序号评分项目（理工科、管理类）评分项目(文科)满分评分1工作量外文翻译152文献阅读与外文翻译文献阅读与文献综述103技术水平与实际能力创新能力与学术水平254研究成果基础理论与专业知识论证能力255文字表达文字表达106学习态度与规范要求学习态度与规范要求15是否同意参加答辩：总分评语指导教师签名：另附毕业设计（论文）指导记录册年月日毕业设计（论文）评阅人评审表学生姓名艾波涛专业班级05机制(2)班学号0515011233设计（论文）题目电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计评阅人评阅人职称序号评分项目（理工科、管理类）评分项目(文科)满分评分1工作量外文翻译152文献阅读与外文翻译文献阅读与文献综述103技术水平与实际能力创新能力与学术水平254研究成果基础理论与专业知识论证能力255文字表达文字表达106学习态度与规范要求学习态度与规范要求15总分评语评阅人签名：年月日毕业设计（论文）答辩表学生姓名艾波涛专业班级05机制(2)班学号0515011233设计（论文）题目电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计序号评审项目指标满分评分1报告内容思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论有应用价值。402报告过程准备工作充分,时间符合要求。103创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。104答辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确，深入。40总分答辩组评语答辩组组长（签字）：年月日答辩委员会意见答辩委员会负责人（签字）：年月日毕业设计（论文）答辩记录表学生姓名艾波涛专业班级05机制本（2）班学号0515011233设计（论文）题目电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计答辩时间答辩地点答辩委员会名单问题1提问人：问题：回答（要点）：问题2提问人：问题：回答（要点）：问题3提问人：问题：回答（要点）：记录人签名（不足加附页）问题4提问人：问题：回答（要点）：问题5提问人：问题：回答（要点）：问题6提问人：问题：回答（要点）：问题7提问人：问题：回答（要点）：问题8提问人：问题：回答（要点）：记录人签名毕业设计（论文）成绩评定总表学生姓名：艾波涛专业班级：05机制（2）班毕业设计（论文）题目：电力机车受电弓风缸检测拆装装置的设计成绩类别成绩评定指导教师评定成绩评阅人评定成绩答辩组评定成绩总评成绩40%+20%+40%评定等级注：成绩评定由指导教师、评阅教师和答辩组分别给分(以百分记)，最后按“优(90-100)”、“良(80-89)”、“中(70-79)”、“及格(60-69)”、“不及格(60以下)”评定等级。其中，指导教师评定成绩占40%，评阅人评定成绩占20%，答辩组评定成绩占40%。目录摘要iAbstractii1 绪论11.1电力机车11.2受电弓32 受电弓风缸主体部分的设计72.1 夹具的组成72.2 夹具的类型72.3 工件结构特点分析82.4 工件定位方案和定位元件的设计82.5 夹紧方案和夹紧元件的设计82.6 夹具体的设计82.7 误差的分析与计算92.8 夹具精度分析计算103 液压系统的设计133.1方案设计134 液压系统元件的选择164.1 液压系统的设计计算164.2 液压系统中各元件的选择164.2.1 泵与马达的选择164.2.2 联轴器的选择194.2.3 液压介质的选择194.2.4 换向阀的选择204.2.5 溢流阀的选择224.2.6 单向阀的选择224.2.7 液控单向阀的选择234.2.8 冷却器的选择23结论25致谢26参考文献27281 绪论受电弓风缸测检拆装系统是电力机车的重要部件，是一种新型的设计内容。它的结构相对机床的设计要简单，构思新颖独到，而类似于夹具的设计。从整个过程来看，从小零件的设计到整个图纸的完成，可以说该设计就是一个夹具的设计，而且综合了液压与气压传动的设计。1.1电力机车图1-1 电力机车电力机车本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干线和隧道多，坡度大的山区铁路。电力机车是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。由于电流制不同，所用的电力机车也不一样，基本上可以分为直-直流电力机车、交-直流电力机车、交-直-交流电力机车三类。直直流电力机车采用直流制供电，牵引变电所内设有整流装置，它将三相交流电变成直流电后，再送到接触网上。因此，电力机车可直接从接触网上取得直流电供给直流串励牵引电动机使用，简化了机车上的设备。直流制的缺点是接触网的电压低，一般为l500V或3000 V，接触导线要求很粗，要消耗大量的有色金属，加大了建设投资。交直流电力机车在交流制中，目前世界上大多数国家都采用工频（50Hz）交流制，或25Hz低频交流制。在这种供电制下，牵引变电所将三相交流电改变成25 kV工业频率单相交流串励电动机，把交流电变成直流电的任务因机车上完成。由于接触网电压比直流制时提高了很多，接触导线的直径可以相对减小，减少了有色金属的消耗和建设投资。因此，工频交流制得到了广泛采用，世界上绝大多数电力机车也是交直流电力机车。交直交电力机车采用直流串励电动机的最大优点是调速简单，只要改变电动机的端电压，就能很能达到目的。因此，只有当电子技术和大功率晶闸管变流装置得到迅速发展的今天，才能生产出采用三相交流电机的先进电力机车。交直交电力机车从接触网上引入的仍然是单相交流电，它首先把单相交流电整流成直流电，然后再把直流电逆变成可以使频率变化的三相交流电供三相异步电动机使用。这种机车具有优良的牵引能力，很有发展前途。德国制造的“E120”型电力机车就是这种机车。1866年，德国工程师西门子与技师哈卢施卡联营创立电机公司，发明强力发电机，制成世界上第一列电力机车。第二年在巴黎博览会上展出，震惊了许多人。1879年，在柏林的工商业博览会上，这辆世界最早的电力火车公开试运行。列车用电动机牵引，由带电铁轨输送电流，功率为3马力，一次可运旅客18人，时速7公里。两年之后1881年，柏林郊外铺设了规模虽小，但为世界最初营业用的电车路线。同时德国又试验成功驾空接触导线供电系统，使电力机车的供电线路由地面转向空中，机车的电压和功率都大大提高。1895年，在美国的巴尔的摩一俄亥铁路线上首次出现了长途电力机车。机车重96吨，1080马力，采用550V直流供电。1901年，西门子、哈卢施卡电机公司制造的电力机车在柏林附近创造了时速160公里的记录。与此同时，在1880年，美国爱迪生也进行了电车的实验。中国第一台电力机车于1958年诞生于湖南株洲，命名为“韶山”，为中国铁路步入电气化立下了汗马功劳。电力机车由于速度快、爬坡能力强、牵引力大、不污染空气，因此发展很快。地下铁路也随着电车的出现而得以发展。电力机车的工作原理，接触导线上的电流，经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器，交流电从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后，向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动机车动轮转动。图2-1 电力机车电气回路示意图1.2受电弓功能：电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。构造：受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。近年来多采用单臂弓。图1-3 单臂受电弓结构图动作原理：（1）升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，此时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升，在接近接触线时有一缓慢停滞，然后迅速接触接触线。（2）降弓：传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。受流质量负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用。为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力。弓网实际接触压力由四部分组成：受电弓升弓系统施加于滑板，使之向上的垂直力为静态接触压力（一般为70N或90N）；由于接触悬挂本身存在弹性差异，接触线在受电弓抬升作用下会产生不同程度的上升，从而使受电弓在运行中产生上下振动，使受电弓产生一个与其本身归算质量相关的上下交变的动态接触压力；受电弓在运行中受空气流作用产生的一个随速度增加而迅速增加的气动力；受电弓各关节在升降弓过程中产生的阻尼力。弓网接触压力能直观的反映受电弓滑板和接触线间的接触情况，它必须符合正态分布规律，在一定范围内波动。如果太小，会增加离线率；如果太大，会使滑板和接触线间产生较大的机械磨耗。为保证受电弓具有可靠的受流质量，应尽量减小受电弓的归算质量，增加接触悬挂的弹性均匀性。滑板的质量和机电性能对受流质量影响很大。合断是接触网（火车头顶的电网）的分相区，这种牌子经常会在电气化铁路旁看到, 禁止双弓的目的是为了在通过绝缘分相时, 不会将接触网的两相电短路,造成变电所跳闸, 一般每30-50公里就会有一个绝缘分相, 这是因为要减小接触网的电压降,维持较高的接触网电压,但在采用自耦变压器的接触网区段,这个距离就要长的多,其实就是使用单弓,也一样存在使两相电短路的情况。过分相时,如果不降弓,那么受电弓在与其中一相电断开的时候会产生电弧,在运行中这个电弧有可能被拉长,拉到另一相电上去,同样会短路,所以,尽量不用双弓,只有在天气不良接触不好的情况下才用双弓,比如下雪,就是单弓,在过绝缘段时也要降下来,当然,这比较麻烦,所以,现在的技术是,在车顶上加一个电流感应装置,当感应到接触网没电流时,比如过分相的时候,自动分闸,就可以解决这一问题,感应到有电流了的时候,再自动合闸,当然,这种装置只有比较新形的电力机车上才会有,比如,SS7模块化机车,SS9改型 “禁止双弓”的标志牌，只有在电气化铁路两旁才能看到。电力机车的弓是指它与电线相接的部分，又称受电弓。电力机车共有两个弓，通常只使用后弓（使用后弓不使用前弓的原因，是为了防止弓与电线摩擦可能掉落的物质落到机车上损坏机车）；只有在雨雪等恶劣天气，接触不良时，才使用双弓。电气化铁路使用的电流来自三相发电机，为了防止发电机偏载，每隔一段距离，大约3050公里，就要更换一条相线。在更换相线的接触点附近，列车靠惯性通过。如果此时列车使用双弓，在前弓通过接触点，而后弓还没有通过接触点时，就意味着两根相线发生短接，这是必须避免的。因此，在接触点附近，会有“禁止双弓”的标志牌。受电弓风缸是电力机车受电弓重要的执行元件。它必须定时强制性的进行检修，它的正常工作是电力机车安全正常运行的重要标志之一。由于受电弓风缸有杆，有一组合平衡弹簧与气压保持平衡且弹簧在风缸自由状态时也有一定的压缩量。故要保证风缸的安全可靠地拆装必须要有一套专用的工装设备。2 受电弓风缸主体部分的设计因为受电弓风缸的设计类似夹具的设计，所以首先解决工件在夹具中的定位。那么受电工风缸就相当于工件，设计过程中有定位板，中心架体（固定），导轨平台，挡板，肋板，底板，中心架体（滑动），部分重要零件附有图纸。根据受电弓风缸尺寸，合理设计出相关零件。和夹具设计不同的，根据给定信息，不需要太多计算，主要掌握其工作原理和风缸的结构特点。风缸是由两个圆柱缸筒，前、中、后三个六角形法兰。由六根螺杆连在一起的有杆腔有一预压缩紧的弹簧。故拆装风缸主要是克服预压缩紧的弹簧的弹力，使之缓慢的释放弹力便于解体，缓慢的压缩便于安装，以免弹簧突然释放造成工伤事故。设计的要求是便于测检拆装，由于气缸拆装不方便，我们设计两个中心架体起到支撑和夹紧作用，不同的是一个固定，一个是滑动的，这样设计的好处是将滑动的中心架体通过液压缸的作用完成拆装。因此，还必须满足夹具设计的一般要求。2.1 夹具的组成(1)定位元件和定位装置用于确定工件正确位置的元件或装置，如V形块，定位销，凡是夹具都有定位元件，它是实现夹具基本功能的元件。(2)夹紧元件和夹紧装置用于固定工件以获得的正确位置的元件或装置。工件在夹具定位之后引进加工之前必须将工件夹紧，使其在加工时在切削力的作用下不离开已获得的定位，有时同一个元件既能定位，也具有夹紧的双重功效。(3)导向元件确定刀具的位置并引导刀具的元件，它也可以供钻镗类夹具在机床上安装时做基准找正用。(4)夹具体夹具体也称为夹具本体，用于将各种元件，装置连于一体，并通过它将整个夹具安装在机床上，一般采用铸铁制造，它是保证夹具的刚度和改善夹具动力学特性的重要部分。如果夹具体的刚性不好，加工时将要引起较大的变形和震动，产生较大的加工误差。2.2 夹具的类型夹具的种类很多，形状千差万别，为了设计和制造方便，一般按某一属性进行分类，如按所使用的机床分：车床夹具，铣床夹具，镗床夹具，磨床夹具和钻床夹具。2.3 工件结构特点分析在对受电弓结构分析及所要求加工的2个M12螺纹底孔孔所处的特殊位置，要达到了要求的精度并不困难，可以采用支承板以底面为主定位面，保证两端面与底面之间的垂直度要求。2.4 工件定位方案和定位元件的设计工件在夹具中的定位就是要确定工件与夹具定位元件的相对位置，并通过到向元件或对刀装置来保证工件与刀具之间的相对位置，从而满足加工精度的要求，工件在夹具中的定位一定要通过定位元件，并以六点定位原理分析所限制工件的自由度。本夹具采用了固定中心架、调节支块、活动中心架，其中固定中心架限制了三个自由度分别是X、Y、Z方向的移动；活动中心架限制了一个旋转自由度；调节支块限制了两个自由度。2.5 夹紧方案和夹紧元件的设计工件在切削过程中会受到切削力、惯性力等作用，因此必须夹紧以保证定位，典型的夹紧装置是由夹紧元件、中间传力机构和动力源装置所组成。夹紧元件是执行夹紧的最终元件，是直接与零件接触来完成夹紧的。中间传力机构是传传递动力源装置的力到夹紧元件来完成夹紧，它可以改变夹紧力的大小、方向和使夹紧具有自锁性能。动力装置是产生夹紧力的动力源，所产生的力称为原始力。夹紧装置在夹紧过程中有一定的要求：(1)夹紧装置应保证工件定位，而不能破坏工件的定位。(2)夹紧力的大小应能保证工件在加工时的位置不变，同时又不能使工件产生变形。(3)夹紧力的方向应和切削力方向相应，使夹紧力减小。(4)夹紧装置的动作应迅速、方便、安全。(5)夹紧装置的结构应简单、合理、制造方便。由于该道工序是钻20孔，此零件属于中批量生产，并且切削力较小，所以力求夹具设计简单，降低成本的原则。则本夹具采用螺栓夹紧及一个压环夹紧。2.6 夹具体的设计夹具体的设计是整个夹具的基础零件，定位元件、夹紧装置、连接元件、导向元件或对刀装置等都要求装在它上面，因此夹具体是一个复杂而又重要的零件，而且必须满足一定的要求：1）夹具体要有足够的刚度，承受夹紧力及加工时的切削力，一般夹具体为铸件，但也可是焊接件。2）夹具体一般应考虑搬运的吊装问题，以方便夹具的安装对于小规模当然可以不考虑吊装，但也应该考虑搬运的问题。3）夹具体上应考虑排屑和清理切屑方便。4）夹具体的结构尺寸应考虑夹具体的稳定性，夹具底面可以做的稍大些。5）由于夹具体一般都比较复杂，故要考虑结构工艺性，对加工和安装都应该合理、方便。2.7 误差的分析与计算该夹具以底平面、上端面为定位基准，要求保证孔轴线与左侧面间的尺寸公差以及孔轴线与底平面的平行度公差。为了满足工序的加工要求，必须使工序中误差总和等于或小于该工序所规定的工序公差。M8螺纹孔轴线与左侧面为线性尺寸一般公差。根据国家标准的规定，由互换性与技术测量表可知：取（中等级）即：尺寸偏差为由机床夹具设计手册可得：定位误差（两个垂直平面定位）：夹紧误差：其中接触变形位移值：磨损造成的加工误差：通常不超过夹具相对刀具位置误差：取误差总和：从以上的分析可见，所设计的夹具能满足零件的加工精度要求。2.8 夹具精度分析计算夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在机床上加工工件时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统，它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间的正确位置关系，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：1）因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差dw。2）因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差a。3）因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向、对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差t。4）因机床精度、刀具制造精度和磨损，加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差g。为了使夹具能加工出合格的工件，上述各项误差的总和应不超过工序尺寸（或位置要求）的公差k。即 dw+a+t+gk 上式称为误差计算不等式，其中各项误差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一个，则只有在每个工序尺寸的误差计算不等式都能满足要求时，所设计的夹具才能保证加工要求。对夹具而言：1）工件在夹具中的定位误差在前面已经分析。即dw=0.07mm。2）夹具的安装误差a，夹具的安装误差是夹具在机床上安装时，因夹具的安装面偏离了规定的位置，从而使原始基准发生移动而在工序尺寸产生的偏差，采用定位键进行定位，则安装误差a=0.005mm。3）刀具位置误差t的确定，刀具位置误差是刀具相对于夹具位置不准确引起的误差，或刀具与导向、对刀元件间的配合间隙引起的导向或对刀误差，这项误差又称刀具调整误差，则t=0.07mm。4）加工方法误差g，因为加工方法误差具有很大的偶然性，很难进行精确的计算，因此常取（1/31/2）k作为加工方法和精度储备之用，则g=0.62=0.3m。所以,按概率法相加得经过计算则这个定位方式是可行的，满足夹具精度要求，整个夹具设计合理。为了保证整个工作过程顺利进行，液压系统的设计可以辅助完成这个过程。装卸过程中受到的推力F=50000N 强度计算设计公式(1) 选9.8级螺栓，查表3-6（a），=720Mpa,考虑到不需要严格控制预紧力，初估d=1630mm,查表3-7，取s=2(2) 计算螺栓直径查国标知，M20螺栓的d=17.294，选M20，强度满足要求。螺钉校核（1）计算许用拉应力选用8.8级螺钉，查表3-6（a），考虑到不需要严格控制预紧力，初估d=616mm，查表3-7 取s=1.25（2）计算螺钉直径查国标知，M16螺钉的d=13.835mm，选M16，强度满足要求。3 液压系统的设计 3.1方案设计方案一：采用锁紧回路，使液压缸能在任意位置上停留，且停留后不会因外力作用而移动位置的回路。如图所示即为使用液控单向阀（有称双向液压锁）的锁紧回路。当换向阀处于左位时，压力油经单向阀1进入液压缸左腔，同时压力油进入单向阀2的控制油口k打开阀2，使液压缸右腔的回油可经阀2及换向阀流回油箱，活塞向右运动。反之活塞向左运动，到了需要停留的位置，只要使换向阀处于中位，因阀的中位为H型机能所以阀1和阀2均关闭，使活塞双向锁紧。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，泄露极少，锁紧的精度主要处决于液压缸的泄露。方案二：采用液压缸差动连接回路。该回路是利用二位三通换向阀实现的液压缸差动连接回路，在这种回路中当阀1和阀3在左位工作时，液压缸差动连接做快进运动，当阀3通电，差动连接即被切除，液压缸回油经过调速阀，实现工进，阀1切换至右位后缸快退。这种连接方式，可在不增加液压泵流量的情况下提高液压执行元件的运动速度，但是泵的流量和有杆腔排出的流量合在一起流过的阀和管路应按合成流量来选择，否则会使压力损失过大，泵的供油压力过大，致使泵的部分液压油从溢流阀流回油箱而达不到差动快进的目的。经比较分析，方案一适合系统要求的设计。图3-1锁紧回路图图3-2差动回路图4 液压系统元件的选择液压系统的设计的目的在于选择确定元、辅件的连接装配方案，具体结构，设计和绘制产品工作样图，并编制技术文件，为制造、组装和调试液压系统提供依据。4.1 液压系统的设计计算已知工作循环中系统压力和稳定流量分别为6.3MPa和20L/min，液压泵驱动功率可由下列公式计算：式中液压泵的最大工作压力，MPa 液压泵的最大流量，L/min 液压泵的总效率，查表取0.7，代入上式求得液压泵驱动功率 4.2 液压系统中各元件的选择4.2.1 泵与马达的选择（1）液压泵的选择主要根据系统的工况来选择液压泵。泵的主要参数有压力、流量、转速、效率。为了保证系统正常运转和系统的使用寿命，一般在固定设备系统中，正常工作压力为泵的额定压力的80%左右；要求工作可靠行较高的系统和设备，系统工作压力为泵额定压力的60%左右。泵的流量要大于系统工作的最大流量。选用型号：CB-FC10型齿轮泵。 CB-FC系列外啮合齿轮泵采用铝合金压铸成形泵体，径向密封采用齿顶扫镗，轴向密封采用浮动压力平衡侧板，因而达到了高效率。该泵具有体积小、重量轻、效率高、性能好、工作可靠、价格低等特点，该泵单向运转，旋向可根据用户需要提供，由于该泵具有以上特点，所以工作范围广泛，能够用于工作条件恶劣的场合。CB-FC10型齿轮泵理论排量：10.44ml/r；额定压力：20MPa；额定转速：2000r/min；最高速度：2500r/min；容积效率90%；总效率81%；驱动功率：6.4kw（额定工况下）；重量：7.85kg。YB型变量叶片泵属于“内反馈”限压式变量泵。泵的输出流量可根据载荷变化自动调节，即在调压弹簧的压力调定情况下，出口压力升到一定值以后，流量随压力增加而减少，直至为零。根据这一特性，它特别适合于作容积调速的压力系统中的动力源。由于其输出功率与载荷工作速度和载荷工作大小相适应，故它没有节流调速那样的溢流损失和节流损失，所以系统工作效率高，发热少，能耗低，结构简单。选用型号：YBX-AD。其牌号含义是YBX-AD型变量叶片泵最大排量：16mL/r；压力调速范围：4.010.0MPa；额定转速：1500r/min；最低转速：600r/min；最高转速：2000r/min;驱动功率：4.9KW;安装方式：法兰安装；重量：7kg。（2）液压马达的选择液压马达的主要性能数有转矩、转速、压力、排量、容积效率、总效率等。根据系统给定的参数计算可确定选用液压马达为轴向柱塞马达，其结构紧凑、径向尺寸小、转动惯量小、转速高、易于变量，能用于多种方式自动调节流量，适用范围广。查机械设计手册选用型号：GY-A6V28HA2FS200081，此斜轴式变量柱塞液压马达的牌号含义是：GY指“力源液压”公司；A6V指变量马达；规格为28；HA指高压自动控制，2指2系列，规格28225；连接油口F指SAE法兰，侧面S指花键，国标GB/T-3478.1;2型总成，最小排量设定定值=8.1ml/r。未考虑、时，其理论值技术参数如下:规格：28；排量:；允许最大流量：；最高转速：在下，；在下，；转矩常数：在下，；在下，；最大转矩（）；在下，；在下，；最大输出功率：；惯性矩：J=0.0017；重量：G=18kg。（3）电机的选择Y系列的电动机为全封闭自扇冷或水冷式笼型三相异步电机，用于空气中有易燃、易爆或腐蚀性气体的场合。它适用于电压为380V且无特殊要求的机械上，如泵、马达和机床等。根据给定参数的计算所得液压泵的驱动功率为6.4kw，查机械设计手册选用电机型号：Y132M-4。该电机可防水滴、铁屑及其他物件沿垂直方向掉入电机内部，它可作为泵，机床等的动力源使用。该电机性能如下：额定功率：7.5kw；同步转速：1500r/min；满载转速：1440r/min；额定转矩：2.2N电压：380V。4.2.2 联轴器的选择选择弹性套柱销联轴器。弹性套柱销联轴器具有一定的补偿两轴线相对偏移能力和缓冲减震能力。结构简单、维护方便。适用于对减震要求不高、底座刚性好、对中精度较高场合，不宜用于高速或低速重载场合，是应用广泛的一种联轴器。联轴器的计算转矩：式中 T -理论转矩，N -驱动功率，kw； n-工作转速，r/min； -动力机的系数，查表取1.0； K-工况系数，查表取1.5； -启动系数，查表取1.0； -温度系数，查表取1.5； -公称转矩，；将数据代入上式计算得：经计算选取联轴器的型号为：LT5ZC3582/J1B3260GB/T4323-1984,其参数如下：主动端：Z型轴孔、C型键槽，；从动端：J1型轴孔、B型键槽，；4.2.3 液压介质的选择液压工作介质的选择应该是根据液压系统中重要元件的油膜承载能力确定的，故应在保证承载能力的条件下，选择适合的介质粘度。工作介质粘度太大，系统的压力损失大，效率降低，而且泵的稀有状况恶化，容易产生空穴和气蚀作用，是泵运转困难，粘度太小，则系统泄露太多，容积损失增加，系统效率亦低，并使系统的刚性变差。因此，为了使液压系统能够正常和稳定地工作，要求工作介质的粘度随温度的变化要小。工作介质对液压系统各运动部件起润化作用，以降低摩擦和磨损，保证系统能够长时间正常工作，故要求液压系统的介质要具有很好的润滑作用。另外液压介质还要有抗氧化性，防锈和不腐蚀金属，同密封材料相容，消泡和抗泡沫性，抗乳化性，洁净度高等要求。液压介质的分类查液压与气压传动表1-3可知。根据系统要求选择液压介质如下：查机械设计手册齿轮泵工作温度：540 ；推荐选用运动黏度（）：3070；叶片泵工作温度：540；推荐选用运动黏度（）：3049.综合考虑以上情况选用：L-HM32矿物油型液压油。L-HM32矿物油型液压油，运动黏度时不大于420.，40时运动黏度范围是28.835.5，是防锈抗氧制矿物油，可改善液压实验系统的抗磨性，保证实验数据真实可靠，使系统稳定运行，保持性能安全可靠。其部分质量指标如下：运动黏度：28.8；黏度指数：不小于95；抗磨性试验：不小于10（FZG齿轮机试验），不小于100（叶片泵试验）；机械杂质：无；空气释放值：6/min（50）；泡沫性：150/10（24）。4.2.4 换向阀的选择（1）手动换向阀的选择根据系统设计换向阀的最大流量为14L/min，在合理分配油路的原则基础上，查机械设计手册选择手动换向阀型号为：4WMM6C50/F,3WMM6D50/F。4WMM6C50/F型牌号的含义如下：通数为4通；手动换向阀；通径6mm；滑阀机能C；设计号50；复位形式带定位装置；无插装节流孔；介质HLP矿物质型液压油。3WMM6C50/F型牌号的含义如下：通数为3通；手动换向阀；通径6mm；滑阀机能C；设计号50；复位形式带定位装置；无插装节流孔；介质HLP矿物质型液压油。换向阀的部分技术规格如下：最高工作压力：31.5MPa；流量：60L/min；介质黏度：(2.8380);操纵力：约1623N，无回油压力时约20N；重量：1.4kg。（2）电磁换向阀的选择根据系统设计需要在合理分配油路的原则基础上，查机械设计手册选择电磁换向阀型号为3WE5A6/AG24,4WE5E6/AG24.3WE5A6/AG24型牌号的含义如下：3代表二位三通；WE代表电磁换向阀；5代表通径5mm；A代表滑阀机能A；6代表6.0系列；A代表湿式标准电磁铁；G24代表直流电24V。4WE5E6/AG24型牌号的含义如下：4代表三位四通；WE代表电磁换向阀；5代表通径5mm；E代表滑阀机能E；6代表6.0系列；A代表湿式标准电磁铁；G24代表直流电24V。电磁换向阀的部分技术规格如下：介质：矿物油；介质温度：-3080；介质黏度：(2.8380);工作压力：A、B、P腔小于等于25MPa，T腔小于等于6MPa；额定流量：15L/min；电源电压：交流电50Hz，110V，220V；直流电12V、24V、110V消耗功率：26W；吸合功率：46VA；启动功率：130 VA；接通时间：40ms（直流）、25ms（交流）；断开时间：30ms（直流）、20ms（交流）；最高环境温度：50；最高线圈温度：150； 4.2.5 溢流阀的选择DB/DBW型溢流阀具有压力高，调节性能平稳，最低调节压力和调节范围大等优点。DB型阀组要用于控制系统压力；DBW型电磁溢流阀也可以控制系统的压力并能在任意时候使之卸荷。设计调节泵的出口压力为5MPa，查机械设计手册选择溢流阀型号：直动式溢流阀DBDA10P10、先导式溢流阀DB10AG1-5X/50。DBDA10P10型直动式溢流阀部分参数如下：通径：10mm；工作压力：P口63MPa，T口31.5MPa；流量：120L/min；DB10AG1-5X/50型先导式溢流阀部分参数如下：通径：10mm；工作压力：35MPa；流量：250L/min；设定压力：5.0MPa。4.2.6 单向阀的选择选择S型单向阀，该阀为锥式结构，压力损失小，主要用于泵的出口处，作为背压阀和旁路阀用。根据设计要求查机械设计手册选择型号：S20A30-9。S20A30-9牌号的含义如下：阀通径：20mm；开启压力为：0.3MPa；最大流量为：115L/min。4.2.7 液控单向阀的选择液压试验系统马达部分试验油路采用两单向阀与两液控单向阀组成的“桥式油路”，以保证在马达正转与反转时回流油液都经过流量计。根据系统设计最大压力6.3MPa和流量20L/min选择液控单向阀，查机械设计手册选择液控单向阀型号：SL10GB1302。 L10GB1302

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