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移动式架车机DT015 总体及机架设计【7张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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移动式 架车机 dt015 总体 整体 机架 设计 全套 cad 图纸 毕业论文 答辩 优秀 优良
资源描述:

摘要

   近半个多世纪以来,世界各国都在努力进行铁路的技术装备和现代化管理的研究,努力推进铁路运输技术的进步,在很多方面取得了突破性的进展。移动式电动架车机DT105应运而生,它一种不需要动力起运的设备,人工便可推动的、轻便的且具有自动控制同步升降功能的移动式电动架车机。作为铁道电力机务段必不可少的三大检修设备之一的移动式架车机的安全性问题已越来越引起广大设计者的关注。设计与制造移动式架车机时,除考虑该机构能简单、安全、方便地架起电力或内燃机车、推出转向架外,还应注意其自身机架的强度与稳定性问题。本文主要根据工厂实际参观和力学受力分析对机架部分进行优化设计,在设计当中重点是提高移动式架车机机架的稳定性,提高使用寿命和可靠性,以最低的的维修费用,较长的使用周期使移动式架车机具有较高的经济性,机架是移动式架车机的承载基体,不仅承担电动机、底座和所架货车的质量,而且还要承受过作业程中所产生的各种力和力矩。因此,其强度不仅关系到架车的力度,而且还关系到整车的安全性。

关键词:机架  DT015  稳定性


ABSTRACT

Since nearly half a century, all the countries in the world to study the railway technical equipment and modern management, efforts to promote the technology of railway transport development, a breakthrough in many aspects. Mobile electric cars machine is a kind of equipment is not required or crane, artificial can promote, portable and mobile electric car automatic control of synchronous lifting function machine. Security problem of mobile car machine one of the three major overhaul equipment as electric locomotive depot for the railway has more and more aroused the attention of designers. Design and manufacture of mobile lifting machine, in addition to considering the mechanism can be simple, safe, convenient up electricity or diesel locomotive bogie, launch, should also pay attention to the strength and stability problems of its own. Analysis on the optimization design of the frame part stress according to the actual plant visits and mechanics, the design is focused on the stability of mobile car machine, improve the service life and reliability, the lowest of the repair costs, economy of long period of use the mobile frame machine frame is high, bearer mobile lifting machine, not only bear the motor, the base and the rack truck quality, but also bear a variety of forces and moments generated operation process. Therefore, its strength is not only related to the car's efforts, but also related to the safety of the vehicle.Keyword:



Keyword: Frame  DT015  Stability  


目录

第一章 概述·········································································1

第二章 总体设计与升降部分设计 ············································6

 2.1移动式架车机总体设计说明·············································6

 2.2 升降部分设计 ····························································11

第三章 移动式架车机机架计算················································13

 3.1 车机机架的受力分析 ···················································13

 3.2 机架的截面选择··························································16

 3.3 机架强度和刚度验算 ···················································18

 3.4 机架稳定性验算···························································19

 3.5 梁高的确定·································································22

 3.6 腹板的厚度·································································22

 3.7 翼缘板的厚度  ···························································23

3.8 整体强度和刚度验算 ···················································24

3.9 总体稳定性验算 ··························································25

3.10组合梁的局部稳定性····················································26

3.11梁的拼接· ·································································26

第四章 总结  ·····································································28

参考文献·············································································29


第一章 概述

   近半个多世纪以来,世界各国都在努力进行铁路的技术装备和现代化管理的研究,努力推进铁路运输技术的进步,在很多方面取得了突破性的进展。与此同时,随着世界各国经济的发展和人民生活水平的提高,人们对于出行条件、旅行环境的要求越来越高。高速铁路的出现,无疑对铁路复兴产生了积极影响。

移动式电动架车机是一种不需要动用起运设备或天车,人工便可推动的、轻便的且具有自动控制同步升降功能的移动式电动架车机。  包括由机体、可沿机体位移的臂架和驱动臂架位移的传动装置组成的架车机构,特别是架车机构设在具调节离地间隙的行走装置的底架上,架车机构上设有可使多台电动架车机同步联动升/降的电气控装置。 可方便、快捷、轻松地移到所需的工作位置,通过自动控制举升系统实现单机控制或多机联动控制,可用于铁路机车车辆和机动车的检修,应用范围广,随着世界经济的高速发展,电动架车机在机车检查修理方面有着越来越大的作用,在架车时,机架为承受力的主要部位,通过机架上的托头与货车相连,外载荷由托头传递到机架上。

作为铁道电力机务段必不可少的三大检修设备之一的电动架车机的安全性问题已越来越引起广大设计者的关注。设计与制造电动架车机时,除考虑该机构能简单、安全、方便地架起电力或内燃机车、推出转向架外,还应注意其自身机架的强度与稳定性问题。本课题对15 T移动架车机的机架强度及稳定性进行计算与分析,以提高其工作可靠性与稳定性。


15吨移动式架车机技术说明

适用范围:

1)设备名称:15吨移动式架车机

2)设备用途:

   该设备主要用于长春轨道客车股份有限公司特装场地CRH5型动车组一列(8辆编组)联动架车检修作业。其为联动移动式架车机,4台单体架车机为一组,32个单体架车机为一套,一套架车机由一个综合控制柜控制,每单个架车机的电源线及控制线均与综合控制柜相连,由综合控制柜统一控制,可实现一列(8辆编组)车辆的同时架车需要。


内容简介:
河北建筑工程学院 毕业设计(论文)开题报告 课题 名称 移动式架车机 DT015 总体及机架设计 系 别: 机械工程系 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: 机 093 学生姓名: 潘玉龙 学 号: 30 指导教师: 梁建明 张灿国 nts课题来源 导师课题 课题类别 工程设计 一、论文资料的准备 一、 适用范围 : 1、 设备名称: 15 动式架车机 2、 设备用途: 该设备主要用于长春轨道客车股份有限公司特装场地 CRH5 型动车组一列( 8 辆编组)联动架车检修作业。其为联动移动式架车机, 4 台单体架车机为一组, 32 个单体架车机为一套,一套架车机由一个综合控制柜控制,每单个架车机的电源线及控制线均与综合控制柜相连,由综合控制柜统一控制,可实现一列( 8 辆编组)车辆的同时架车需要。 二、 主要技术参数 总起重能力: 80 吨 单机额定起重能力: 15 吨 起升速度: 150mm/min 镐头升降行程 : 1800mm 镐头距地面的最低高度: 700mm 镐头距地面的最高高度: 2500mm 同步控制精度: 5mm 横向调整精度范围: 50mm 手动调节镐头水平伸出量 : 350mm 工作电压: 交流 380V( 10%), 50Hz 工作环境温度: -10 +40 相对湿度: 95% 起升电动 机功率: 3KW 微调减速机型号: XLD-0.18-8105 微调电机功率: 0.12KW 自重: 约 2000kg 三、 结构特点: 该架车机是一种受力工况较为恶劣的悬臂受力并具有车体能够平稳平移功能的全新理念和结构的专用设备,主要由机架、传动装置、托架、走行装置、微调系统、电控系统等组成 。 1 机架: 机架为双立柱式型钢护板联合结构,所有板材及型钢都经抛丸预涂底漆处理 ,并经过焊后闷火消除应力处理采用一体加工后与底座焊接,耐磨导轨板采用螺栓连接能够方便更换,机架具有足够的强度、钢性及耐腐蚀性。顶部与传动装置联接采用止口螺栓定位,形成门式结构,受力条件好,拆卸安装方便,自动定位准确,方便维 修保养。 2 传动装置: 传动装置由传动装置由 减速机 直联带动具有自锁功能的梯形螺纹螺杆旋转,通过丝母带动托架升降,传动结构简单,无噪音,吊装受力状态好 ,维修保养方便。丝杠 /螺母传动系统采用了包括承载螺母和安全螺母的双螺母设计,两螺母均有足够的承载能力,当在使用中发生载重螺母磨损和其它意外情况时,所有荷载将直接作用在安全螺母螺母上从而避免意外事故发生。另外为防止减速机在电气失灵行程突破限位的情况下遭到破坏,丝杠上部设有安全死挡环。 丝杠材质采用 40CrNiMo,具有很高的强度和韧性。 nts防护钢螺母的设置:在载重 螺母下方设置同螺距的防护钢螺母,当在使用中发生载重螺母磨损和其它意外情况时,所有荷载将直接作用在防护钢螺母上从而避免意外事故 发生。 3 托架: 托架由左右主立板、主立板连接轴、伸缩式托臂、托头、横担梁、主螺母、防护钢螺母、滚轮等组成。左右主立板是主要受力构件,不仅自身受力而且其结构形式决定了受力轮系的受力状态、轮系对机架双立柱的压力大小,因此将左右主立板改为钩型结构对轮系进行了适当的分散,最大限度的改善左右主立板、受力轮系、机架双立柱、伸缩式托臂的受力状态。横担梁与主螺母为外部联接结构,散热性好,更换方便。 4 走行装置 : 走行装置为外购 3 吨手动液压插车 ,走行灵活机动。 5 微调系统: 架车机的拖头安装有微调系统,由车体铰接式接触块、销轴式压力传感器、滚动直线导轨、丝杠、齿轮、行星摆线真轮减速机及安装体、限位系统组成。为了保证车体与转向架之间的对正,架车机在架车负载的情况下具有横向对中微调功能,横向对中微调范围为 50mm ,调整操纵方便,性能安全可靠 ,摩擦阻力小, 可实现车体的轻松、缓慢平稳的横向移动而不使车体发生任何形变。 限位系统的作用是为防止微调进入死点而造成电气及机械的损坏更防止人手被挤伤。 6 电控系统: 该架 车机组为联动移动式架车机, 4 台单体架车机为一组, 32 个单体架车机为一套,一套架车机组可实现一列( 8 辆编组)动车组的同时架车需要。 一组架车机组统一由一个综合控制柜控制,综合控制柜为可移动式,电源线、控制线等与控制柜之间的连接采用航空插头连接形式,便于架车机组移动到其他检修线上的使用。综合控制柜的移动方便、灵活。 一套架车机组(共 32 个单体架车机)联动架车时,把 8 个综合控制柜连接到另一个控制柜(与单组的综合控制柜不同)进行 8 组联动架车。其中任意一组都可单独架车,这样既实现了单组架车的需要又满足了联动架车的需 要。 6.1 综合控制柜具有如下功能: 具有设备状态自检功能,对升降机构的操控功能。 具有自动对升降移动装置的初始位进行状态检测和显示的功能。 具有指令提升和指令确认的功能。 按架车机位分别设置显示屏和操控装置。 具有模拟选择功能: ( 1)同步联控模式:用于 2 列至 8 列任意编组同步架车; ( 2)本地控制模式:用于单台架车机的控制;在进行设备维修调整和故障处理时使用,此模式下允许对单台架车机的调整。 具有操作提示信息、故障信息等显示功能。在综合控制柜显示屏上能够显示各架车机的架车情况。 6.2 同步控制精度:一套架 车机组(共 32 个单体架车机)同步控制精度 5mm, 本批次架车机使用同一批生产的同型号电动机,配置架车机同步监控装置,超差 4mm 超限停机报警,任意 32台构成的 1套架车机组的同步控制精度为: 32台中任意 2台架车机之间的高度差 5mm。当任一台架车机上升达到最高升程或者 下 降到最低位置或者架车机的同步系统发生任何错误时,整个系统将自动停止工作。 6.3 为防止电源相序错误,避免电机反转故障,在电器柜内动力电源进线侧安装相序保护器。 6.4 具有所有联动架车机组的所有镐头与车体都接触提示后才能同步起升架车功能。每个镐头 上设有传感器,各镐头与车体都接触良好后发出电信号,才能同步起升架车。此功能安全、可靠,避免同步升降车故障的发生。 nts 6.5 在工作螺母和保护螺母之间安装检测装置,当工作螺母磨损需要更换时,检测装置能发出报警信号,设备停止工作。工作更换后设备方可正常运行。 6.6 在单个架车机上设有控制本机升降和急停的按钮。 6.7 在同步联控模式工作过程中,按下综合控制柜、本机控制器上任意急停按钮,整个架车机组系统全部停机,停机后要恢复设备到正常状态,需要解除该急停按钮,然后系统才能恢复正常。 6.8 主控制柜设置钥匙型电源开关和 选择开关,保证只有专业人员才能操作架车机。 安全系统的配置: 6.9 设备有行程保护功能,当任意一台架车机达到最高升程或降到最低位置时,有声光指示,并且整个系统通过程序控制自动停止工作。 6.10 电机设有过载保护、电机具有安全互锁功能,任何一台电机发生过载,其余各台立即停止工作。 6.11 综合控制柜具有对架车机镐头作业的监控功能。 6.12 架车机组的电机采用电互锁,当一台架车机的电机出现故障时,由同步控制系统、电机保护系统来控制系统内各台架车机组的电机都自动停止运转。 6.13 在架车机组升降的过程中,当其中任 意一台架车机镐头与车体架车点接触不良时,设备自动停机并在综合控制柜上显示超限的架车机。 6.14 在架车机组升降的过程中,各架车机在全程升降过程中的同步误差范围超过规定值时,设备应自动停机。 6.15 在操作台上设有灯光指示和报警按钮,提醒现场人员注意安全,在单台架车机的上部安装有警示灯,工作时有声光的指示信号。 6.16 设置连锁保护功能,防止操作失误或设备误动作。在联动过程中,当一台电机停止工作后,整个系统立即停止工作。 6.17 具有接地、相序、短路、缺相、欠压、过热、限位、过流、过载保护等保护功能。 6.18 单台架车机体上要设有上、下限位开关,并采取冗余保护措施,即每个位置的限位功能由两只限位开关完成。比如在上限位置设置终点限位开关和极限限位开关。当终点限位开关出现故障时,仍具有限位保护功能,以确保架车安全而不致出现事故。 6.19 设备的供电方式,在使用现场预埋管线,所有电源线和控制线为不可见线,由设备卖方负责出基础 工艺 图,由设备买方负责基础施工。设备的施工 工艺 图(包括对基础的技术要求、对基础承载力的要求、需要预埋的管线、电源线等,以及设备需要的总功率等)由设备制造方提供,基础施工后设备制造方要到施工现 场确认。 6.20 所有组件和仪表的度量全部采用国际单位制( SI)标准;所有设备和仪表的设计及试验应符合国际工业标准( ISO)及国际电工标准( IEC)。 6.21 所有电气元件均采用进口产品。 6.22 电气控制系统主要参数及控制方式: 主要技术参数: 供电电源:三相 380 伏 50 赫兹 单套设备总功率:约 135KW 架车机升降电动机参数 :三相 380V 50HZ 4KW 8A 横向调整电动机参数 :三相 380V 50HZ 0.12KW 0.24A PLC 数字量输入电压: DC 24V PLC 数字量输出电压: AC 220V 接触器、继电器线圈电压: AC 220V 电气元件布置及连接方式: nts 每台架车机上安装一个控制箱,控制箱操作面板上安装检修用上升、下降按钮、总机急停按钮、横向对中微调按钮(横向微调按钮只安装在每组架车机中放置液压站的控制箱面板上);控制箱中安装接线端子板(用于电机及架车机上电控元器件的分线中转端);控制箱侧面安装两组航空插座(一组用于电动机电源线,另一组用于架车机上各控制元器件与综合控制柜的连接);每台架车机上还安有丝杠轴端检测脉冲发生装置、上下端极限保护限位开关、运行声光警示灯。 显 示屏、 PLC、变频器、相序保护器、空气开关、接触器、按钮、指示灯、航空插座等安装在综合控制柜。 电气系统保护功能及控制方式: ( 1)具有相序、欠压、断相保护,其中相序保护可防止电源相序颠倒,发生电机反转故障; ( 2)每台架车机镐头上都装有镐头传感器,以保证联动( 32 台)或单组( 4 台)时镐头与车体接触良好后发出电信号,才能同步上升; ( 3)控制柜设置钥匙型电源开关和选择开关,以保证只有专业人员才能操作架车机; ( 4)操作台上设有报警按钮和声光警示,提醒现场人员注意安全,并在单台架车机上部安有警示灯,工作时有声 光警示信号; ( 5)控制系统采用德国西门子系列 PLC 作为中央控制,并通过 PROFIBUS-DP 总线方式连接 8个综合控制柜,每台综合控制柜显示屏画面可显示本组架车机的升降距离,当每台、单组或任意几组架车机镐头进行上升或下降时,架车机升降距离有数据显示。当某台架车机发生故障,该组架车机会闪烁报警;每台镐头升降采用日本欧姆龙变频器进行变频控制,可通过 PLC模拟量输出模块对变频器的控制来实现对镐头升降电机的无级调速;在每台架车机的丝杠端部或电机尾部安装一台增量式脉冲发生装置,通过 PLC 高数计数模块对脉冲发生装置反馈 回来的数值进行读取,然后在 PLC 内部进行计算,就可知道镐头的实际升降高度; ( 6)同步精度具体控制: 在进行同步控制时,根据脉冲发生装置反馈给 PLC 的各架车机实际高度,以其中一台架车机的位置为参考基准,利用 PLC 循环比较程序,实时监控比较各台架车机的位置,当任意架车机与此架车机同步超差后,在原有频率的基础上加上一个与超差值成比例的小频率 f,这样这台架车机就以较快的速度在缩小超差,直到超差达到允许范围内,然后恢复到原先设定的频率。也就说系统一直在动态的、实时的比较各台架车机的位置,一有微小不同步,马上就校 正,不会出现超差很大的情况,即达到小于 5mm 范围。 nts二、本课题的目的(重点及拟解决的关键问题) 本次毕业设计是对机械专业学生在毕业前的一次全面训练,目的在于巩固和扩大学生在校所学的基础知识和专业知识,训练学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力。是培养、锻炼学生独立工作能力和创新精神的最佳手段。毕业设计要求每个学生在工作过程中,要独立思考,刻苦钻研,有所创新、解决相关技术问题。通过毕业设计,使学生掌握推土机的总体参数的确定,工作装置的结构设计计算等内容,将课程中所学到的知 识应用到毕业设计中去。 为今后步入社会、走上工作岗位打下良好的基础。 三、主要内容、研究方法、研究思路 ( 1) 设计任务: 移动式架车机的基本结构 移动式架车机总体参数的确定 移动式架车机工作原理(过程) 推土机的稳定性计算 ( 2) 工作装置的设计和计算 移动式架车机 机架钢结构受力分析计算 移动式架车机 机架的结构设计 ( 3) 移动式架车机 机架 主要参数即结构尺寸的确定 主要任务:学生应在指导教师指导下独立完成一项给定的设计任务,编写符合要求的设计说明书,并正确绘制机械与液压工程图纸,独立撰写一分毕业论文,并绘制有关图表。 知 识要求:学生在毕业设计工作中,应综合运用多学科的理论、知识与技能,分析与解决工程问题。通过学习、钻研与实践,深化理论认识、扩展知识领域、延伸专业技能。 能力培养要求:学生应学会依据技术课题任务,完成资料的调研、收集、加工与整理,正确使用工具书;培养学生掌握有关工程设计的程序、方法与技术规范,提高工程设计计算、图纸绘制、编写技术文件的能力;培养学生掌握实验、测试等科学研究的基本方法;锻炼学生分析与解决工程实际问题的能力。 nts 综合素质要求:通过毕业设计,学生应掌握正确的设计思想;培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风;在工程设计中,应能树立正确的生产观经济观与全局观。 设计成果要求: 凡给定的设计内容,包括说明书、计算书、图纸等必须完整,不得有未完的部分,不应出现缺页、少图纸现象。 1) 对设计的全部内容,包括设计计算、机械构造、工作原理、整机布置等,均有清晰的了解。对设计过程、计算步骤有明确的概念,能用图纸 完整的表达机械结构与工艺要求,有比较熟练的认识图纸能力。对运输、安装、使用等也有一定了解。 2) 说明书、计算书内容要精练,表述要清楚,取材合理,取值合适,设计计算步骤正确,数学计算准确,各项说明要有依据,插图、表格及字迹均应工整、清楚、不得随意涂改。制图要符合机械机械制图标准,且清洁整齐。 3) 对国内推土机情况有一般的了
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