（机械工程专业论文）铁路货车钩尾框检修线设计与研究.pdf

摘要 摘要 随着铁路货车的重载、提速，车钩缓冲装置的各类故障明显加强，特别是各部磨耗 的加剧和裂纹的增加，使得车钩缓冲装置的段修工作量大大增加。同时，车辆的提速和 行车安全也对车钩缓冲装置的检修质量提出了更为严格的要求，钩尾框检修作为车钩缓 冲装置检修的一部分，尤其应该得到足够的重视。因此，采用更加合理的检修工艺和检 修流水线已势在必行。 在设计的过程中，根据钩尾框检修装置在厂修、段修时的作业要求，进行了钩尾框 检修线的整体结构设计，包括钩尾框及钩尾销的除锈及探伤检查工位设计、钩尾框裂纹 的焊修工位设计、扁销孔铣床的设计及钩尾框的成套组装检查等。 在设计的过程中，根据自动控制的原理，设计和选用了在线式铣床和可编程控制器， 设计了检修线的控制程序和在线式铣床的控制程序，并且进行了检修流水线之间配合问 题的分析和设计。 钩尾框检修流水线作为车钩缓冲装置检修流水线的一部分，在多个车辆站段的铁路 货车钩缓检修工艺方案中发挥了重要的作用，降低了劳动强度，提高了生产效率，取得 了良好的使用效果。 关键词：铁路车辆；钩尾框检修；自动检修流水线 人连交通犬学f ：程硕十学位论文 a b s t r a c t w i t ht h eo v e r l o a da n ds p e e d i n gu po fr a i l w a yw a g o n ，a l lk i n d so ff a i l u r e so f c o u p l e ra n d d t a f tg e a ri n c r e a s eo b v i o u s l y ，e s p e c i a l l yi nt e r m so ft h ea b r a s i o nw e a ra n dc r a c k w h i c hm a k e t h ew o r k l o a do fc o u p l e ra n dd r a f tg e a rm u c hh e a v f e rt h a nb e f o r e a tt h es a m et i m e ，t h e s p e e d i n gu po fv e h i c l ea n dt h es a f e t yo fo p e r a t i o na l s op u t sf o r w a r dm o r es t r i c tr e q u i r e m e n t s t ot h er e p a i r i n gq u a l i t yo fc o u p l e ra n dd r a f tg e a r t h ec o u p l e ry o k er e p a i r i n g ，a sap a r to f c o u p l e ra n dd r a f tg e a rr e p a i r i n g ，e s p e c i a l l ys h a l lb eg i v e ne n o u g ha t t e n t i o n t h e r e f o r e ，i ti s i m p e r a t i v et oa d o p tm o r er a t i o n a lr e p a i r i n gp r o c e s sa n ds t r e a ml i n e i nt h ep r o c e s so fd e s i g n a c c o r d i n gt ot h ep r o c e d u r er e q u i r e m e n t so fc o u p l e ry o k e r e p a i r i n gd e v i c ed u r i n gr e p a i r i n g ，t h ec o m p l e t es t r u c t u r ed e s i g nw a sm a d e ，i n c l u d i n gt h ew o r k s t a t i o nd e s i g no ft h er u s tr e m o v a la n dc r a c kd e t e c t i o no fc o u p l e ry o k ea n dk e y ，t h ew o r k s t a t i o nd e s i g no ft h er e p a i rw e l d i n go fc o u p l e ry o k ec r a c k ，t h ed e s i g no ft h em i l l i n gm a c h i n e o fc o u p l e ry o k ef l a tk e yh o l e ，t h ea s s e m b l yc h e c ko fa c o m p l e t es e to fc o u p l e ry o k ea n ds oo n i i it h ep r o c e s so f d e s i g n ，a c c o r d i n g t ot h ep r i n c i p l eo fa u t o m a t i cc o n t r 0 1 w ed e s i g n e da n d c h o s eo n l i n e m i l l i n gm a c h i n ea n dp r o g r a m m a b l ec o n t r o l l e r ，a n dd e s i g n e dt h ec o n t r o l p r o g r a m so fr e p a i r i n g s t r e a m l i n ea n do n l i n em i l l i n gm a c h i n e ，a n da n a l y z e da n dd e s i g n e dt h e c o o r d i n a t e dp r o b l e m sa m o n ga l lw o r ks t a t i o n so fr e p a i r i n gs t r e a m l i n e t h e c o u p l e ry o k er e p a i r i n gs t r e a m l i n e ，a sap a r to fc o u p l e ra n dd r a f tg e a rr e p a i r i n g , p l a y a ni m p o r t a n tr o l ei nt h ec o u p l e ra n dd r a f t g e a rr e p a i r i n go fr a i l w a yv e h i c l eo fm a n y l o c o m o t i v ef a c t o r i e sa n dd e p o t s ，r e d u c i n gt h ew o r ks t r e n g t h ，i m p r o v i n gt h ep r o d u c t i o n e f f i c i e n c y ，a c q u i r i n gt h eg o o dr e s u l t s k e yw o r d s ：r a i l w a yv e h i c l e ；c o u p l e ry o k e ；a u t o - r e p a i r i n g l l 大连交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解太董塞通太堂有关保护知识产权及保 留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的 知识产权单位属太整銮通太堂：，本人保证毕业离校后，发表或使用 论文工作成果时署名单位仍然为太整塞通太堂。学校有权保留并向 国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查 阅和借阅。 本人授权太蓬塞通太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 学位论文作者签名：钟丰 日期枷中钥旧 导师签名：瓠 每 日霸：萨5 月f 弓日 学位论文作者毕业后去向：沈阳铁路机械学校 工作单位i 沈阳铁路机械学校电话：0 2 4 6 2 4 5 4 7 9 5 通讯地址：沈阳市皇姑区怒江街1 7 0 号邮编：1 1 0 0 3 5 电子信箱：g u z h o n g p i n 9 0 8 0 5 1 6 3 c o r n 大连交通大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考 文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成 果，也不包含为获得太整銮通太堂或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不 实之处，由本人承担一切相关责任。 学位论文作者鲐结辛手 嘲： 沙歹年 绪论 绪论 随着货车的重载、提速，车钩缓冲装置的各类故障明显加强，特别是各部磨耗的加 剧和裂纹的增加，使得车钩缓冲装置的段修工作量大大增加。同时，车辆的提速也对车 钩缓冲装置的检修质量提出了更为严格的要求。因此，采用钩缓检修流水线已势在必行。 铁道部强化货车段修十项基础工艺的要求中的第三项、第四项中要求，车钩缓 冲装置的检修需实现流水线作业。 目前，多数货车检修段车钩缓冲装置检修根本没有形成流水线，车钩检修分散，工 序流程不合理，影响工作效率，劳动强度大，工装设备落后，不能满足生产要求等，存 在很多不合理地方。 本课题的设计任务是新建钩缓检修间的检修工艺流程布局设计中钩尾框的检修流 水线设计，所要达到的工作目标是：完全满足车钩缓冲装置检修的工艺要求和检修能力 要求，保证检修后的货车钩尾框装置在重载、提速的使用条件下的使用寿命和行车安全。 本课题主要包含以下具体设计内容： ( 1 ) 充分利用现有厂房的场地特点，利用生产系统优化设计理论设计工艺布局，满 足检修工艺要求，保证检修顺畅； ( 2 ) 运用流水生产线设计理论设计检修生产线，满足检修工艺及检修能力的要求； ( 3 ) 整个生产布局要实现提高劳动生产效率及降低操作者的劳动强度； ( 4 ) 解决检修配件的存储及输送的问题； ( 5 ) 合理设计选用检修线中的各个工序的仪器设备，尤其是扁销孔在线铣床和可编 程控制器的设计和选用，以及检修线程序和铣床程序的合理编制，是本课题研究的关键 点和创新点。 大连交通人学i ：样硕十学位论文 第一章概述 1 1 钩尾框概述 钩尾框是车钩缓冲装置的重要组成部分，而车钩缓冲装置是车辆的重要部件之一， 通过车钩缓冲装置，使机车和车辆或车辆和车辆之间实现连挂，并且传递和缓和列车在 运行或在调车作业时所产生的牵引力和冲击力。目前，我国货车车钩主要有下列4 种： 1 3 号、1 3 a 型、1 6 号和1 7 号，在车辆运用中的主型车钩为1 3 号，目前约占全路货车 车钩的9 5 。随着我国铁路运输提速、重载的发展，1 3 号钩尾框在运用中逐渐出现了 一些问题，如钩尾框的尾部、钩身及钩尾框销孔裂纹、断裂，严重影响了铁路运输提速、 重载后的行车安全。1 3 a 型车钩正是为了适应我国铁路货车提速、重载发展需要而研制 的车钩，该车钩缩小了车辆的连挂间隙，可改善列车纵向动力学性能，减少列车的纵向 冲动，铁道部规定所有的新造货车上装用1 3 a 型钩尾框，1 3 号钩尾框更换新品时需为 1 3 a 型。1 6 、1 7 号车钩是为了满足上翻车机卸货的专用列车要求而研制的一端可旋转的 车钩，不用摘钩就可在翻车机上连续卸货，提高了运输效率，现主要安装在c 6 3 、c 6 3 a 、 c 7 6 、c 7 6 a 、c 7 6 b 、c 7 6 c 、c 8 0 上。 车钩缓冲装置包括【1 1 ：车钩、钩尾框、缓冲器、钩舌、钩腔配件( 锁铁、推铁) 、钩 锁销、锁销杆等。随着我国铁路货车运输提速、重载的发展，列车分离事故时有发生， 车钩的防跳性能不良引起车钩自动开锁是列车分离的主要原因，因此要求修理后的车钩 配件要恢复原型，提高修理质量。为适应铁路运输发展和铁路货车新技术推广运用的需 要，进一步提高货车厂修、段修质量，保证运输安全，铁道部重新制定了铁路货车段 修规程，对钩缓装置的检修提出了新的要求，以进一步保证铁路运输的安全。车钩缓 冲装置结构如图1 1 1 1 j 所示。 钩尾框作为车钩缓冲装置的重要组成部分，和前后从板一起，传递纵向力( 牵引力 或冲击力1 ，在钩尾框内依次装有前从板、缓冲器和后从板，借助钩尾销把车钩和钩尾 框连成一个整体，是传递牵引力的主要配件。 钩尾框由铸钢制成，钩尾销由钢锻制而成，钩尾销插在钩尾框和钩尾的钩尾销孔内， 其下端被装于钩耳销固定挂耳上的横穿的钩尾销螺栓托住，钩尾销螺栓在螺栓外侧必须 安装丌u 销，以免钩尾销螺栓丢失，造成列车分离事故。 我幽饮路乍辆上所采用的钩尾框，目| j ，货车上常用的为1 3 、1 3 a 、1 3 b 、1 5 、1 6 、 1 7 号乍钩钩尾框等。钩尾框及钩尾销外形详见图1 2 1 。 2 第一章概述 图1 1 车钩缓冲装置结构图 1 车钩；2 缓冲器；3 车钩复原装置；4 解钩装置；5 钩尾框及从板 f i g1 1 s t r u c t u r eo fc o u p l e ra n dd r a f tg e a r 1 一c o u p l e r ：2 - b u m p e r ：3 - c o u p l e rc e n t e r i n gd e v i c e ：4 - u n c o u p l i n gd e v i c e ： 5 c o u p l e ry o k ea n df o l l o w e r 7 图1 2 钩尾框及钩尾销 ( a ) 十二号币钩钩尾框及钩尾销；( b ) 十五号车钩钩尾框 1 钩尾销孔；2 一钩尾挡；3 侧板：4 钩尾座；5 钩尾销同定挂耳；6 一钩尾销螺栓孔； 7 后端面：8 钩尾销螺栓；9 开口销；1 0 钩尾销 f i g1 2c o u p l e ry o k ea n dk e y ( a ) c o u p l e ry o k ea n dk e yo fn o 1 3c o u p l e r ；( b ) c o u p l e ry o k eo fn o 1 5c o u p l e r 1h o l eo fc o u p l e ry o k ek e y ；2c o u p l e ry o k eb l o c k ：3s i d ep l a t e ：4c o u p l e ry o k es e a t ： 5f i x i n gl u go fc o u p l e ry o k ek e y ：6b o l th o l eo fc o u p l e ry o k ek e y ：7b a c kf a c e ： 8b o l th o l eo fc o u p l e ry o k ek e y ：9s p l i tp i n ：1 0c o u p l e ry o k ek e y 3 骊 - d 人迮交通人学。r 稃硕十学位论文 1 2 钩尾框的检修要求 钩尾框的性能直接影响着列车的牵引总重、运行速度、车辆的重量、编组作业效率、 货物的完好率等涉及铁路运输效能的主要技术经济指标。 钩尾框在调车作业和运行中经常受到较大的冲击作用，致使各部分产生磨耗、裂损、 弹簧变形等故障。在施行段修时，应分解、清洗、检修。作为车钩缓冲装置检修流水线 的一部分，钩尾框检修线发挥着重要的作用。 钩尾框的主要故障是磨耗和裂纹，裂纹多发生在钩尾框弯角处及钩尾销孔周围，因 此，钩尾框检修要求如下： ( 1 ) 铸钢钩尾框裂纹时焊修，尾部上下弯角处横裂纹长度超过该处宽度的1 2 时更 换，焊修时须有增强焊波。钩尾框后端面内面不得焊装垫板。 ( 2 ) 客车钩尾框后弯角根部须有圆弧。锻钢钩尾框后部挚板须分解检查，原铆结构 改用螺栓组装，有裂纹时焊修，焊后加1 6 1 8 m m 厚的补强板。 ( 3 ) 弯曲度不大于3 m m ：( s e i x g ) ( 2 6 ) 式中：p 为流水线工人总数；b 为考虑缺勤等因素的后备工人百分比；f i 为第i 道工 序每个工人的设备看管定额。 ( 5 ) 确定流水生产线节拍性质，选择运输方式和运输装置 根据流水生产线的节奏性程度确定节拍性质： 强制节拍：流水线工序同期化程度高，连续性好，可以严格按照节拍生产。一般采 用传送带运输方式，如分配式传送带、连续式传送带和间歇式传送带。其中分配式传送 带适用于允许有少量在制品的流水线；连续式传送带适用于严格按照节拍进行生产的流 水线；间歇式传送带适用于工序时间长、加工精度高的流水线。 自由节拍：不能严格按照流水线节拍生产，节拍主要靠工人的熟练程度进行调节， 工序同期化和连续性较低。一般采用连续式传送带、滚道、滑轨等运输装置。 粗略节拍：流水线工序同期化程度低，连续性差，允许有一定在制品作为缓冲。一 般采用滑轨、叉车、手推车、吊车等传送工具。 ( 6 ) 进行流水线平面布置设计 ， 根据现场的实际情况的特定情形进行工艺布局，目前常用的布局类型有单行布局 ( 包括直线型、u 型等) 、多行布局和环形布局。流水线应根据经工序平衡后的工序( 含工 位) 顺序安排其在流水线上的分布，在设计具体工位时，涉及工位间距离的确定、预留 空工位、流水线实体占地面积的确定、流水线所需操作平面面积和产品流动通道等内容 的确定。 工位间距离的确定：小制品生产流水线工位间距按1 2 2 m 计；中等体积制品生产 的流水线工位i b j i l e 按2 4 m 计；4 , n 品生产流水线工位间距应根据具体制品的外形尺寸 而定。 流水线实体的产i 地面积依据流水线的具体宽度尺寸和具体的工位数及适当的放长 量而得到确定。 含流水线所需操作平面面积以及人员和产品流动通道等在内的占地面积可取( 3 - - - 5 ) 倍的流水线所需操作、f 面面积。 1 8 至= ：兰塑璧兰竺墨查些塑笙塑兰生 流水线的平面布黄应根据各个工序的特点，充分考虑工人操作的方便性、制品运输 的距离、工作地面积的利用等因素，本设计是整个车钩缓冲装置检修流水线的一部分， 总体设计采用u 型平面布局，而钩尾框检修部分采用直线型布局方式。 2 4 钩尾框检修流水线的各工序设计 钩尾框检修流水线是整个车钩缓冲检修流水线的一部分，由钩尾框自动上、下料机 构、钩尾框传输线、钩尾框探伤机，翻转焊修磨修、移位装置、钩尾框扁销孔自动铣床、 存放区等组成。钩尾框检修流水线整体结构设计如图2 3 所示。 卜_ 一“”一1 目* m 兢$ 4 i # 4 舡t 艚* f # 口 挚pt 鲜鸩 - _ l 图2 3 钩尾框检修结构图 f i g2 3l a y o u t o f t b cc o u p l e r y o k er e p a r i n g p l a n 均布 削2 4 钩尾框传输线结构 f i g2 4s l m c t u r eo fc o “p k 。y o h f f a n s m i i o n l i a e w # t ! m # # ! 暖流水线的设计参数为每三传输检修钩尾框6 0 个。该流水线可存放1 0 套钩尾框进 行在线检修，对钩尾框检修流水线的要求如下：钩尾框检修流水线可实现钩尾框的抛丸除 锈、株伤、翻转检查、埠修、腑修、更换磨耗扳、铣扁销扎、喷漆烘r ：钩尾框进h 抛 一；一 lni肖阿丁_。 卵岫一? imii羊t， 一剿一 o 人连交通人学l ￥硕1 ：学位论文 丸机应能实现自动上下料，抛丸除锈应能实现自动完成；钩尾框进出喷漆烘干侧应能实 现自动上下料，喷漆烘干应能实现自动完成；钩尾框上下线检修能实现自动化；钩尾框 可实现线上3 6 & 翻转检查：钩尾框流水线应实现平均每7 ，5 r a i n 可出成品钩尾框1 件； 抛丸机对钩尾框的抛丸效果必须达到g b 8 9 2 3 规定的s a 2 级【“i ，局部不低于s 矾级； 喷漆烘干问排污应符合环保部门的环保要求。 2 41 钩尾框自动上、下料机的设计 钩尾框自动上、下料机的外形尺寸设计由悬挂高度、位移距离等决定，它的下料速 度可以达到1 件，1 分钟以f ，钩尾框自动上、f 料机的主要构成由机身、夹具、转向、 升降、进给、位移等组成，它的特点有两个方面，一是采用气压传动方式，各种速度可 调，动作过程平稳、位置准确；二是控制方式采用p l c 机控制，备动作之间有瓦锁， 整个过程全自动化控制性能可靠，故障率低。 上下料均为全自动方式。抛丸机悬挂线吊件间距为设计为1 m ，悬挂线的运行采用 变频控制技术，线运行速度可为2 0 0 0 8 0 0 0 r a m r a i n 之州任意可调。平均每3 m i n 清理 一件尾框或二只钩舌，6 0 套车钩和钩舌共自9 0 个吊挂次，共需要清理时间4 5 h 。悬挂 通过式自动抛丸清理机l 台用于钩尾框、钩舌和厂修钩体的自动抛丸清理除锈。该线 与原柬的检修方式相比较主要取得以下成效： ( 1 ) 抛丸效果保证了使被抛丸工件达到磁粉探伤所要求的技术标准。 幽25 钩尾桩臼动 ：l 、料机 f i g2 5 a u t o f e e d i n ga n du n l a d i n g m a c h i n eo f u p l e ry o k e 篁三兰望曼堡垒堡鎏查垄塑堑丝堡生 ( 2 ) 省去了原来的6 0 r e 的重复往返运输作业，省去了运输小车和司机，省去了无效 的装卸工件的作业工作和时问，大大提高了工效。 2 4 2 钧尾框步进式传输线设计 钩尾框步进机构分三段，分别是探伤一段、焊修段、焊修后一段( 铣床段) 组成t 由钩尾框线电机带动，进行钩尾框的传输作业。 f 1 1 钩尾框步进式传输线的主要参数设计 车钩缓冲装置在分解机上分解后各个部位分别上各自的传输检修线，钩尾框从分 解机底部传, u 4 , i - 钩尾框步进传输线，根据现场场地的需要采用的步进式传输线的外形 尺寸设计为2 4 0 0 0 x 0 0 0 x 7 0 0 ( 长x 宽x 高h 尾框l 售】距为6 5 0 m m ，距离地面为7 5 r a m ；根 蝌2 6 钩垲框步进线 f 嘻26 c o u p l e ry o k es t e p p i n g l i n e 人连交通人学i ：稃硕十学何论文 据厂方需求进行方案布局设计，采用分段步进式传输方式，步进速度设计为= 6 米 分钟；主要由机身框架、步进机构等组成。 其中机身框架由槽钢经焊接形成，两侧及上部甩冷扎板封闭，步进机构由步进架、 步进油缸、摆动拨板等组成。 ( 2 ) 钩尾框步进式传输线的特点 步进机构分三段：探伤一段、焊修一段、焊修后一段( 铣床段) ，三段之间自动衔 接，互不干涉，这样使探伤、焊修、铣销孔三大主要工序不积压工件、互不干扰，可使 检修线流动起来。 按一下按钮步进自动往复一次。 检修线安装在地面上，安装、维护都非常方便。检修线的操作非常简便，只需按 动各工位上的操作按钮即可进行操作。 2 4 3 升转检查装置的设计 钩尾框检修流水线有两个检查站，对钩尾框进行焊修前的分解检查和下线前的合格 检查，升转检查机构由升转气缸、气阀、旋转机构等组成。 当钩尾框传至分解检查工位时，脚踏开关使钩尾框升起；手动旋转进行检查及分解， 可以手动旋转3 6 0 度。分解后的钩尾框传至焊修、打磨工位处，手按按钮，央头将钩尾 框夹住，升起、移出钩尾框检修线，实现钩尾框垂直及水平翻转，满足焊修及打磨工艺 要求；当钩尾框扁销孔铣削完毕，下线前要进行一次升转检查，具体操作要求同上。 2 4 4 焊修磨修翻转、位移装置设计 钩尾框检修线的焊修工位有2 个、磨修工位有1 个( 也可作焊修使用) ，具体的参数 设计为外形尺寸1 6 0 0 x 4 0 0 x 9 0 0 ；主要由机身、夹具、升转、移位几部分组成。 其中央具部分由由左、右夹头、油缸、迫转机构等组成；升转部分由架体升转油缸 等组成；位移部分由走行架体、走行轮、走行油缸等组成。 ( 1 ) 特点： 采用液压传动，运动平稳、速度可调、动作准确、故障率低。 结构的强度、刚度大，使用寿命长。 可实现水平3 6 0 。迥转和垂直3 6 0 。迥转，满足焊修及磨修工艺要求。 第二章钩尾框检修流水线的结构设计 图2 7 ( 劬焊修、磨修、翻转、位移_ l = 装 f i g 27 “) w e l d i n g ，c h i s e l i n g , o w m m l d d l s p l a c e m e n t d e v i c e s 2 7 焊修、唐修、翻转、转位t 装 f i g 2 7 ( b ) w e l d l n g , c h i s e l i n g , o v e r i u 加a n dd i s l o c a t i o nd e v i c e s ( 2 ) 设各用途和结构功能： j j 途：用于1 5 号车钩榆修线j ，钩尾框扁销孔焊修及磨耗板等焊修。 结构及功能：夹紧油缸用于将旋转压头夹紧钩尾框：旋转压块对钩尾框在油缸作 用下轴向m 紧钩尾框，气动托架下降后，钩尾框可绕纵向轴3 6 0 度旋转，焊修钩尾框； 立翻油缸的作用是使托梁连钩尾框立起的推力之源，立起后，可焊钩尾框扁销孔。 ( 3 ) 性能参数设计： 油泵：选用低噪音叶片泵 兴紧油缸：d = 6 3 m m s = 7 0 m m 犬连交通人学i ：程硕十学位论文 立翻油缸：d = 8 0 m ms = 4 6 0 m m 气动缸：d = 5 0 m m s = 5 0 m m 风源压力：= 5 m p a 以上三个油缸工作压力设计为4 m p a ，钩尾框可垂直立起约9 0 度。 图2 8 升转部分结构 f i g2 8s t r u c t u r eo fr i s i n ga n dt u r n i n g ( 4 ) 操作说明： 机械部分的操作：首先将各部回复到原始位置，将钩尾框放在托架上，升起托 架；夹紧油缸将钩尾框夹紧，将托架下降至原点，整个钩尾框可绕纵向轴手动任意翻转 焊修钩尾框，焊毕翻转油缸给油可实现钩尾框立翻。该阶段应连续不应停顿，待机体( 即 钩尾框) 立到接近9 0 度接触到机座下面焊有的档时，即刻停止，这时可焊修钩尾框扁销 孔，焊时钩尾框可立着旋转便于两面焊修，焊完翻回使钩尾框回到水平处，升起托架， 松开夹紧缸，吊走钩尾框，落下托架。 液压系统的操作：本设备有个液压站，开泵前，须先将液压站上溢流阀的手柄 松了f 。首次使用油泵，泵内均须注满油，然后起动油泵电机，查看泵的转向是否正确( 如 泵的转向相反，应立即停泵调整电源线1 。接着调整溢流阀手柄，观察压力表，将压力 调孕所需值，并将溢流阀手柄背紧。一般情况下，厂家现场调好后，用户不必再调整。 如遄特殊情况可按上述方法调整。叶片泵调至4 _ 6 m p a 。 按钮盘上的操作： 第二二章钩尾框检修流水线的结构设计 按下“泵起”按钮，泵转动。 按下“夹紧”按钮，钩尾框夹紧，夹紧灯亮。 按下“翻转”按钮，钩尾框翻转，抬手即停。 按下“转回”按钮，钩尾框转回，抬手即停。 按下“升”按钮，钩尾框缸升起，抬手即停。 按下“降”按钮，钩尾框缸降落，抬手即停。 按下“松开”按钮，钩尾框松开，抬手即停。 需要停泵时按下泵的停止按钮即可。 ( 5 ) 设备安全保养与维修 各导向柱应定期搽抹润滑油。 定期察看液压站油标位置，油不够时及时加油，夏季加4 0 # 机油，冬季加3 0 # 机 油。 当步进线自动失灵时，察看行程开关是否损坏及时修复。 当手按某处按钮，对应缸活塞不动作时，先察看电气系统，再察看液压系统。 当某处有漏油现象时应及时更换密封圈。 当泵或电机有异常噪声时应及时停止工作进行检查维修。 本设备须与用户车间接地网可靠接地! 。 非专业电气人员不得随意打开电柜门或拆换电器件! 操作者下班前应断歼用户动 力箱内的总电源丌关! 该机为高压油机设备，力量强大，使用时应注意到位即停( 但保证央紧) 。翻起时， 旁边应无人，以免滑落伤人，工作完后应注意停机。 2 4 5 钩尾框扁销孔自动铣床设计 1 3 号货车车钩钩尾框在检修过程中，对于扁销孔r 2 2 部分需补焊后加工至原图纸 尺寸，保证长度方向上尺寸1 0 6 + 3 及7 7 6 + 3 。本机床即为此目的而设计的。由于检修工 作是在钩尾框输送线上完成的，因此本机床是与输送线配套的设备。 钩尾框在焊修工位焊修后，由步进机构将其送到本机床所在工位，钩尾框在此工位 经操作者找正后，由机床完成夹紧、加工、回原位等工作。在本机床工作时，机床所在 的第三段输送线不能工作，以保证安全。 本机床的自动循环工作时间为每件3 分钟，但加工时间长短与工件的加工余量大小、 刀具耐用度、自动走刀速度等条件有关，可根据使用要求及条件调整。加：f 余量过大， 走刀速度太快，虽然可提高效率，但对刀具耐用度影响很大。 大连交通_ = 学工程硕十学位论文 本机床的主运动一刀具旋转运动是由3 k w 电动机经减速器减速后输出2 0 0 转分 钟。其它的进给及辅助运动都由液压系统完成。电气系统由一台可编程控制器控制，可 实现各单项动作的手动调整及自动工作循环。 r 1 1 机床的组成结构设计 本机床由以下几部分组成：床身、工作台、夹具、电气箱及操纵台、液压站、尺寸 测量装置等。 床身分为3 段，即上轴箱、下轴箱及中段。上下轴箱内各有3 k w 电动机一台，经减 速器将转速由1 4 5 0 转分降到2 0 0 转，分，铣刀主轴尾部从减速器的套筒内穿过，由平 键传递扭矩，同时可上下运动以实现快速运动或工作进给运动。由液压缸带动主轴套筒 上下运动，主轴装在套筒内，套筒的运动由平键导向。 镕自i * * 女a n 目 日i i * 自 图2 9 钩尾框桶销孔自动铣床结构图 f i g29s t n m t u r eo f a m o m a d c m i l l i n g m a c h i n e o f o d “p i e r y o k e f l a t k e yh o l e i，1o1 jai j止 蛐” 一 第二章钩尾框检修流水线的结构设计 上、中、下三段由螺栓联结，用端面上的圆锥定位销定位，以保证拆装后上、下主 轴的同心性。夹具由框式夹具体及f1 0 0 的夹紧缸组成。当系统高压溢流阀调定压力为 4 m p a 时，可产生3 吨的夹紧力。 电气箱在床身左侧，操纵台在床身右侧。工作方式选择开关可选择手动调整或自动 循环方式。自动起按钮可以起动自动循环方式。 液压站由软管通过地下与机床相通。油泵采用齿轮泵，泵排量6 m l r ，泵调定压力 为4 m p a 。当机床不工作时，泵卸荷。上下铣刀的进给速度由两个调速阀调定，其最小 稳定流量值为0 0 2 升分。其流量根据实际需要调定。 尺寸测量装置是为保证最后的尺寸要求为7 7 6 + 3 设置的。用手轮可调整加工尺寸， 如余量过大，可采用二次加工。 ( 2 ) 机床的工作原理 机床的操纵可分为手动和自动两种方法： 手动操纵 可分为工件定位和铣削两部分，工件定位的操作方法是：按泵起，将手动、自动按 钮搬到手动位置，按定位降按钮，则定位拆板降下来( 拆板后面有吃刀深度调整螺栓) ， 按横进按钮，前进到扁销孔的位置，按定位进按钮，使定位块伸到扁销孔中，按横向退 按钮( 使钩尾框前、后定位) ，按夹紧按钮( 使钩尾框上、下定位) ；铣削的操作方法是： 按上缸快降，使刀距工件2 0 m m 左右，按上刀起按钮，则上刀转，按下缸慢降按钮，试 铣削，如尺寸有误差可调整拆板后面调整螺栓( 必须把刀升起工件定位部分松开调整后 再重新定位) ，铣削完成后按上缸升按钮( 上缸退到原始位) ，按上刀停按钮，下刀操作与 上刀相同。 自动操纵 可分为工件定位和铣削两部分，工件定位的操作方法是：按泵起，将手动、自动按 钮搬到手动位置，按定位降按钮，则定位拆板降下来( 拆板后面有吃刀深度调整螺栓) ， 按横进按钮，前进到扁销孔的位置，按定位进按钮，使定位块伸到扁销孔中，按横向退 按钮( 使钩尾框自i 、后定位) ，按央紧按钮( 使钩尾框上、下定位) ；铣削得操作方法是： 把手动、自动按钮搬到自动位置，尺寸的调整与手动相同，按自动按钮，则上、下刀同 时快进，碰到行程开关后转为工进( 即慢速切削) ，当碰到限位行程丌关后，切削完成， 自动返回初始位置，完成一个工作循环。 ( 3 ) 机床的精度检验标准 机床主轴上刀具外圆的跳动 跳动值a ：j = - ：卜矗_ =。1oo7 o 6 = j i ，i 譬絮 社 一 = i 一书 _ _ j 聋董 o o oo7 ：基= ； 排0 1 1o 00 008 ：伊一 曼浑 t 嚣l o 斗一曼窖 薹兰毋一 每魍 j i 豇羲 0 1 10 1 0 0009：滴 _ ：邕：二 一0 圃 一 o l lo l 00 0 10 h j o 一l ；、 ，棚 、i = 誉曦 口o0 1 1 篙荟n “啼 ： = p 一， ：们 0 l l i ， z 啼 2 。 一i u l o oo? 毫一一一一 。絮 舢 -鲞叫暑兰 兰芝一i - - 7 ， 善 詈l 哥一j 墓釜 0 1 1 t 4 00 1o l 警 一7 7 一 一 麓拳 i0 1 10 5 0 1o2 墨 。矿 誊鼍 l 科。墓譬 0 1 1 6 o l0 ， d ”扩 鎏嚣 l 崮l 誊昌 l l4 釜 蓥少 ；即 _ 1 口fo l l 7董 善纱 k k 辛1 “ l h 墨= o lo5 _ - _ _ - - ，j 一 一 葛竺 一1 二毒臼嚣 0 l2 o 1 6 彰i 蕾 ：t “。 ” 一一案 0 12o l o l 口1曼毫砂 卺蒜 习 0 1 102 o l 篙 ：4 一一 一 兰鬈瓣 v 崔；+ 0 l0 9 毫品i市 v o l2o3 川10 翳 馨 艘碍 ! p 7 囊嚣 譬n i 叫1 蓉釜 a 1204 1 1 1 衅 击 ： 苎 y 一磕 i l 前j 薹釜 0 ”o5 00200 釜 蓉一 蠕脊 = 呈，一 = 。准 - l 妇兰量020 1 些= 口嘧 ： 一 n叫量葛 o i 2 6 童= 口一： 垂翟 o o2o2 篡茹 m 呙 0 12n7 f - 0020 , t 韬翠 j 正_ 二l y i d 竺一， o0204 譬_ oo2 5 竺l 一 _ 箕 m： 吾 o o2o 6 兰i _ 节 二l 二一 h i 茹oo207 皓 _ 西 一 r 一o ； ；釉l 譬 l 一 = 一 图3 1 钩尾框步进线p l c 接线图 f i g 3 1p l cw i r i n gd i a g r a mo fc o u p l e ry o k es t e p p i n gl i n e 3 1 1 步进检修线的p i e 硬件设计 本系统共用两组可编程控制器，分别控制铣床的动作和步进线检修线的动作，两组 第三章系统硬件设计 可编程控制器都选用o m r o nc p m i a 4 0 c d r a 型p l c ，并且都选用o m r o n c p m l a 2 0 e d r 型p l c 进行输入输出接口的扩展。其中，c p m i a 4 0 c d r a 型p l c 的 输入点数为2 4 点，d c 输入，输出点数为1 6 点；c p m i a - 2 0 e d r 型p l c 的输入点数为 1 2 点，输出点数为8 点。 步进检修线线的输入接点为3 2 个，输出接点为2 4 个，选用1 个c p m i a 一4 0 c d r - a 型p l c ，选用1 个c p m i a - 2 0 e d r 型p l c 进行扩展。具体的接线见图3 1 。输入输出 分配如表3 1 所示： 3 1 2 钩尾框检修线的主电路设计 钩尾框检修线的主电路由四个电机组成，分别是钩尾框线电机m 7 ，用于钩尾框步 进线的传动，额定功率5 5 k w ；铣床泵电机m 8 ，用于铣床液压系统的电力传动，额定 ： y l警 c m 。、_ n i r l ( 拇l - j h l 弛2 礴j雕 - | |i 】 】 v 懿l 霉il 射 “； v 2l ” v 1 i 钉： i 7 1 2 i霉，i f ，2 ；玎i l n f 、 i i ， 跏 ，2 1 、 l - 妻、二 ，2 1 2 2 l ， 疆2 f i ， ， 产 b ； ； 】 j 垡 零，斟 寄鼢 = 二了二二二 二= 工= 二= i ? j 二互= = 二= = = = j 二二二工二= = ! 二二 二二二二互： 图3 2 钩尾框检修线土电路图 f i g 3 2m a i nc i r c u i td i a g r a mo fc o u p l e ry o k er e p a r i n gl i n e 4 l = 连交通大学。i 程硕士学位论文 功率3 k w ；上铣刀电机m 9 和下铣刀电机m 1 0 ，额定功率均为3 k w ，用干铣床的上下 铣刀动作的电传动。具体接线如图3 2 所示。 3 1 3 探伤段的硬件设计 n 1 钩尾框探伤按钮盘设计 本设备的第1 个按钮盘设在第1 段尾步线上，专为探伤而设计。按钮盘采用铝板喷 砂氧化，整体呈现银白色，外框线宽l m m ，字体用7 号字，仿宋体，文字和