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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 总体及机架设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】.rar

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关键词：: 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

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。

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内容简介：: 河北建筑工程学院毕业设计（论文）任务书课题名称移动式架车机 DT015 总体及机架设计系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级：机 093 姓名：潘玉龙学号： 30 起迄日期： 2013 年 3月 29日 2013 年 6月 27日设计（论文）地点 : 指导教师：梁建明张灿果辅导教师：发任务书日期： 2013 年 3 月 25 日 nts1、毕业设计（论文）目的：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。 2、毕业设计（论文）任务内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（ 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）（ 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。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、nts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。其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。 nts3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：计算说明书一份内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号），字数要求不少于 2 万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。图纸一套 1）总图一张（ 0 号） 2）移动式架车机机架装配图一张（ 0 号） 3）零件图或焊接结构图五张（ 2、 3、 4 号） 4、主要参考文献： 1 20 吨移动式架车机技术说明书 2 吴庆鸣何小新工程机械设计武汉武汉大学出版社 2006.4 3 杨国平现代工程机械技术北京机械工业出版社 2006.3 4 移动式架车机图纸 nts5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2013.3.29-2013.4.11 2013.4.12-2013.4.25 2013.4.26-2013.5.9 2013.5.10-2013.5.23 2013.5.24-2013.6.13 2013.6.14-2013.6.22 2013.6.23-2013.6.27 熟悉整理资料方案选择及总体设计绘制总图机架设计绘制机架装配图及结构图纸绘制零件图纸准备论文及答辩教研室审查意见：教研室主任签字：年月日系审查意见：系主任签字：年月日 nts 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解，对各种塔式起重机有一定的分析、比较能力。其他各项应符合本资料有关部分提出的要求。 3、毕业设计（论文）成果要求（包括图表、实物等硬件要求）：计算说明书一份内容包括：设计任务要求的选型、设计计算内容、毕业实习报告等。作到内容完整，论证充分（包括经济性论证），字迹清楚，插图和表格正规（分别进行统一编号），字数要求不少于 2 万字；撰写中英文摘要；提倡学生应用计算机进行设计、计算与绘图。图纸一套 1）总图一张（ 0 号） 2）移动式架车机机架装配图一张（ 0 号） 3）零件图或焊接结构图五张（ 2、 3、 4 号） nts四、总体安排和进度（包括阶段性工作内容及完成日期） 2013.3.29-2013.4.11 熟悉整理资料 2013.4.12-2013.4.25 方案选择及总体设计 2013.4.26-2013.5.9 绘制总图 2013.5.10-2013.5.23 机架设计 2013.5.24-2013.6.13 绘制机架装配图及结构图纸 2013.6.14-2013.6.22 绘制零件图纸 2013.6.23-2013.6.27 准备论文及答辩五、主要参考文献 115 吨移动式驾车机技术说明书 2吴庆鸣何小新工程机械设计武汉武汉大学出版社 2006.4 3杨国平现代工程机械技术北京机械工业出版社 2006.3 4移动式驾车机图纸指导教师意见：指导教师签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：系意见：系领导签名：日期：系盖章 nts 河北建筑工程学院毕业实习报告系别机械工程系专业机械设计制造及其自动化班级机 093 姓名潘玉龙学号 2009307330 指导教师梁建明张灿果实习成绩 nts实习报告 1、实习目的本次毕业实习主要我了解移动式架车机的结构及其工作原理，观看移动式架车机的安装过程以及安装完成后驾车机的工作状况，注意安装过程中出现的问题和解决问题的方法。在深刻的理解驾车机的情况下，便于毕业设计的顺利进行。 2、实习内容 2013 年 4 月 27 日和 5 月 25 日，我们跟随毕业设计指导教师梁建明教授和张灿果老师来到张家口市西山工业园区的一家工厂张家口市东力机械制造有限责任公司。东力机械制造有限公司是一家生产机械设备以及零件的公司。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。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。一进该公司工人师傅们已经着手移动式驾车机的部件生产工作。这是我第一次看见那么高长的类似叉车的驾车机。移动式驾车机的机架近 3 米，近看是有两根槽钢和钢板焊接而成的箱型立柱以及其底下的底座组成。机架的表面有经过淬火的导轨组成。机架侧面钻有线孔，利于电机的合理安装。机架上还有吊钩便于驾车机的运输和安装。机架底部是由液压移动式小车承载，利于驾车机工作时的行走。机架底部是有钢板焊接成的，其液压式小车和底座合理地链接在一起。车间的另一半是驾车机升降部件的托头装置，托头由左右两立板以及中间的挡轴链接一起。托头主要承受重物的压力，然后再把力传给托头中间的工作螺母，工作螺母从而将力传给传动部件的传动轴。托头不需经过淬火，直接采用 Q235 钢锻造而成。在工作时，托头随着中间传动轴上下升降，带着重物升高或者降低。托架上的导向轮轴上应该安装上导向轮，导向轮内嵌轴承，并且在安装时保证其位置精度要求，使导向轮能够在机架的轨道上面安全接触，使能平稳升降，无摆动。 5 月 25 日，我们再梁建明老师和张灿果老师的带领，第二次来到了张家口市东力机械制造有限责任公司。这次，我们来的主要目的是上次公司还没有到来的传动部件和整体构造安装。今天公司已经将中间传动轴以及其他配件运送到。进公司就能看到地上放着的那根长达近 3 米的传动轴。在轴上还有已经安装好的工作螺母和安全螺母。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的功能显而易见就是在轴上的梯形螺纹失稳时候能防止升降部件的托头不会下滑，杜绝造成安全隐患。传动轴是外购件，材质为 40CrNiMo，是先进过粗加工，再精加工，精磨等程序加nts工而成的。还有一点值得注意的是整个驾车机采用梯形螺纹传动，梯形螺纹在传动过程中具有自锁功能，和安全螺母具有双保险作用。又因机架工作行程较长故而采用螺纹传动不失为一种合理有效的设计方案。在安装托头装置中我们体会到了实践出真理。工人师傅们在安装托头左右立板的时候由于两个立板的同心度不高，使师傅们在安装两个立板时出现问题。上下两个导向轴与左右立板的孔相互安装时由于立板加工时的同心度不高，导致这样安装后中间的导向轴受弯受扭导致两个立板不在同一中心度上。但是作为资深的师傅们自由有他们的解决办法。这时候他们就重新把安装好的托头装置拆卸下，用锤子开始敲打着立板和导向轴。然后再重现安装终于两个立板和中间导向轴可以在同一的中心度上。其次在调试中间传动轴和机架间的安装配合时，由于机架是焊接而成的，所以机架的两槽钢和钢板焊接成的箱型架就会向中心弯曲。中间传动轴进不去两个机架间，师傅们就会有自己的解决办法，用一个液压千斤顶扩大机架间的空隙，然后吊着的轴就能顺利的进入机架中间。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。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。驾车机的动力部分是有外购件的电机和减速器一体的 SEW 系列，通过控制电机的启停来控制丝杠的转动，工作螺母在丝杠的转动下上下运动，带动整个托架上下移动，使载体能在可控范围内升降、落位。驱动、传动装置结构简单无异常震动及噪音，受力状态好，维修保养方便。走行装置则很简单了，其为外购 2.5T 手动液压叉车，走行灵活机动，通过连接孔与机架底座相连。移动式架车机可以通过走行装置人工移动也可以通过起重机吊装。 3、实习结果此次毕业实习移动式驾车机安装和加工流程中我有几大认识，主要有一下几点。 1在零件的加工制造过程中，应该严格按照设计图纸中的要求和国家标准进行加工，保证各个加工精度，尤其是形位公差的要求，而且对于两个对称组合件要特别注意上面加工孔的同轴度，必要的时候可以将两个加工面重叠起来进行加工。保证这些要求是保证各零部件安装合理的前提。 nts2在各部件的装配过程中，装配误差是不可避免的，要满足这个要求，首先在装配时，应该正确找正，确保找正的精度。其二是要在装配时如果有零件不能安装时，不应马上废弃重新加工，应该对某些主要影响装配精度的零部件进行微调，然后再试装，这种方法是最常用而且最有效的。 3在设计过程中，应该遵循国标，合理规范设计，在设计图纸中应该把各部件的装配图和零件图（非标准件）标示出来方便加工。在实际的设计操作中，也应该在设计完成时进行样机试制，进而确定各个参数，使设计满足批量加工的要求。 4、实习总结和体会虽然此次实习较为短暂，但是从中我学习到了很多课本和课堂上无法学习的内容。其一，对于设备的组装和固定方式。通过参观，我发现参观设备大部分采用螺纹固定方式。此种方式相对焊接具有可拆卸的特点，而且标准件多，易于采购，减少组装难度。但是，螺纹固定方式多种，此处多采用螺栓固定。由于设备运转时，需要很大的力矩，故螺栓的型号很大，初步估计达到 20 个左右。对于减速器和电机，设备需要精准定位，故采用了长螺纹状杆进行细定位。在实习中，设备运转时仍有较为轻微的震动。分析，由于移动式驾车机工作时，载荷不均匀的情况造成。通过此次实习，我更加发现实践操作的重要性，实践加上理论才能真正将知识掌握。并且，创新设计也需要丰富的基础。今后的工作中，我要保持一颗谦卑的心态，认真掌握基础知识，认真学习实践经验，才能在工作中有所创新和建树。认识实习其实也不能完整的学到一些专业知识，但是作为一次大学生与实际环境的直接接触，必将对以后的专业学习乃至个人发展都将有所帮助。张家口市东力机械制造有限责任公司其实从真正的意义上讲仅仅是参观而已，谈不上实习，但是就当作参观，也未必不可，而且对我们也会有很大的帮助。从小到大一直是与课本打交道，这次能直接学习课本以外的知识，当然是不能错过，而且要好好的把握。 nts 河北建筑工程学院本科毕业设计（论文）题目移动式架车机 DT015 总体及机架设计学科专业机械设计制造及其自动化班级机 093 姓名潘玉龙指导教师梁建明张灿果辅导教师 nts 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 nts 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 cars efforts, but also related to the safety of the vehicle.Keyword: Keyword: Frame DT015 Stability nts 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 29nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 1 设计项目计算与说明结果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 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 2 设计项目计算与说明结果适用范围： 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。 1.主要技术参数总起重能力： 60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 2.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： nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 3 设计项目计算与说明结果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。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nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 4 设计项目计算与说明结果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。图 1-1 驾车机车间实例在图 1-1 中可以看出移动式驾车机在列车维修车间内 4台为一组，可以方便的进行列车的维护和维修工nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 5 设计项目计算与说明结果作。图 1-2 驾车机列车轨道上的使用移动式驾车机的设备基本功能要求：每组驾车机应配有走行机构，可在车间内地面上人移动，还可以通过起重机吊装。具有运行高程显示，超差自动调整，超限停机报警功能。同组驾车机同步上升下降，能在任意升降程内任意高度停止，以便于车下工作。控制系统必须具备完善的连锁控制功能，确保车体同步升降的协调控制。 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 6 设计项目计算与说明结果第二章总体设计与升降部分设计 2.1 总体设计说明过去一直使用日伪时期遗留下来的千斤顶，不但效率低，劳动强度也大，而且不安全，电动架车机是检修铁道车辆的一种常用设备电力机车检修转向架下部的机械部分和检修牵引电机时 , 均需架车。由于电力机车构造本身架车比落轮方便 , 所以电力机车无论在架修、定修或临修 , 架车比较频繁。因此 , 电动架车机为电力机务段必不可少的检修设备 , 也是机务段一开始就必备的三项，铁路机务专用设备是机务设备的重要组成部分，它对保证机车段修质量，提高整备能力，确保行车安全，完成运输生产任务具有重要作用。多年以来，以铁路局和设计院为主体，广大职工和技术人员在生产中打高技术革新和开展标准设计，造出许多好的机务专用设备，取得了很大成绩，奠定了机务专用设备发展的基础。 15 吨电动架车机是铁路机车检查修理专用设备，是一个内燃、电力机务段进行机车大修的必备设备。其主要用途就是将机车的车体以上部分架起、悬空。以便将车体底部的走行部分分解修理。结构上，架车机电传动装置，机架托架、控制柜组成。架车时，四台架车机为一组联合动作架车，架车过程中根据运行需要可进行单台调整。传动装置由电机、行星摆线针轮减速器，齿轮组成，安装在架车机顶部，减速器速比为 71，减少了传动件，提高了动效率，降低了运行时的噪音。机架为双立柱式，两立柱为箱形焊接结构，结构紧凑刚大，四台架车机上均装有接线箱及控制按钮，上、下限位行程开关、操作方便，既可以在控制柜上操作，又可在架车机上操作，给架车调整带来方便。该架车机已交付襄樊北机务段nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 7 设计项目计算与说明结果使用。实际运用证明，该机结构合理，性能良好，深得用户好评，现为段内的重要检修设备。目前机务段配属机车正处在六轴车和八轴车同时存在，而且往往是先上六轴车，逐步过渡到八轴车。机型结构也逐步变化，国产车逐步由 SS3、 SS4、 SS5型代替 SS1型，另外从法国进口 8K型电力机车，从日本进口 6型三转向架六轴车，从苏联进口 8G型八轴双节车，这些机车架车最低点的高度和行程都有变化。由于这些机车架车净行程有增加的趋势，造成未来架车工艺和修改架车机设备高度的复杂性，针对上述情况下列几点看法。不宜增加净行程，应从机车构造改变，事先考虑为检修工艺创造条件。架车时，车体高达 3米，加以四台架车机并不绝对同步，都会给架车安全带来困难性，增加危险性，加以 15电动架车机是按压杆设计，高行程受力条件更不稳定，根本方法是使前后排障器易于拆卸，或降低转向架高度改变修车工艺后，吊车吨位、库房高度、投资均相应增加。设计新的架车机，改压杆为拉杆，新设计专用设备，再经试制试验周期长。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nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 8 设计项目计算与说明结果的综合控制柜不同）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。综合控制柜具有如下功能： 1）具有设备状态自检功能，对升降机构的操控功能。 2）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。 3）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，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。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。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。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nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 9 设计项目计算与说明结果步起升架车。此功能安全、可靠，避免同步升降车故障的发生。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。在单个架车机上设有控制本机升降和急停的按钮。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。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：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。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。综合控制柜具有对架车机镐头作业的监控功能。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。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。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。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。 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 10 设计项目计算与说明结果 2.1 移动式驾车机升降部分传动轴简述设置连锁保护功能，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。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。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。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。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）。所有电气元件均采用进口产品。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nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 11 设计项目计算与说明结果 2.2.1 升降部分托头的设计要求 2.2.2 驾车机的托头的受力分析与计算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。 2.2 升降部分设计图 2-1 传动轴梯形螺纹托架由左右主立板、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。托头受重物的重力为 , 51.5 10FN ，机架受托头的力为 12FF ,且托头左右版之间的工作螺母所受力为 3F 。视整个托头与机架为一个整体，对其进行受力分析，得出受力平衡条件和弯扭平衡。其受力见图 2-2。 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 12 设计项目计算与说明结果图 2-2 托头受力分析 a=364.7mm b=520mm c=610mm F0 a+F3 2b=F1 M=F0 a F0 =F3 F1 =F3 503 1 . 5 1 0F F N 512 1 . 5 4 1 0F F N 所以单个机架所受的力为 411 7 . 6 8 1 02F F N 单个机架的所受的弯矩为 40 a = 5 . 4 7 1 0M F N 5031.5 10F F N 5121.54 10F F N 47.68 10FN 45.47 10MN nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 13 设计项目计算与说明结果第三章移动式驾车机机架的设计 3.1 移动式架车机机架的结构与零件要求机体见（图 3-1）由立柱 6、臂架 1、上横梁 7和具前后脚 8的底板 9组成，上述的各部件均由钢板和槽钢焊成，立柱 6为两根槽钢，上横梁置于两立柱6一端由螺栓 10和定位销与两立柱 6固接，两立柱 6的另一端则与底板 9焊固形成一个框架整体，上横梁的中间位置设有一调心轴承 19，传动装置设置于底板 9上且位于两立柱 6之间，底板 9的前后脚 8可将底板 9 与架车机的底架 2准确对接。其底部为走行装置：外购 3吨手动液压插车 ,走行灵活机动。驾车机所有零件技术要求： 1.所有零件必须经检验部检验合格以后才能进行装配。其中外购配件协作件必须有合格证书。 2.四个滚轮组装后应与立柱贴板轨面接触良好，无载荷时只允许一个轮子不接触，其最大间隙小于或等于 2mm。 3.载重螺杆与减速器组装后，转动应灵活，载重螺杆与两立柱导轨面的对称应小于或等于 2mm。 4.机架各非接触面，应按要求涂漆，漆面应均匀一致，外观整洁美观。 5.驾车机组装完成后，应进行载荷起升能力试验，试验包括：静载试验，动载试验和同步试验。 a.静载试验的目的是检验驾车机各部分结构的承载能力。在托头伸出极限位，应逐渐加到额定 12.5吨，从最低位置升高 100200mm，停滞 10min 后降到最低位置，如果未见裂纹，永久变形，油漆剥落或其他对驾车机的性能与安全有影响的损坏，连接处会出nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 14 设计项目计算与说明结果 3.1.1 驾车机结构简图现松动或损坏，即认为本次试验结果良好。图 3-1 驾车机机架及整体简图 b.动载试验的目的是验证驾车机的功能。在托头伸出极限位时，施加载荷 11吨，在托架升到最高位置时，检查有无异常，然后降到最低位置，反复两次。运行过检查各部位是否工作正常，检查电动机，托架承载螺母，减速器，轴承等是否有过热现象，减速器油温及托承载螺母最高温度均不超过 80。轴承温度nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 15 设计项目计算与说明结果 3.1.2 移动式驾车机的结构特点 3.1.3 移动式驾车的工作原理不得超过 40。工作噪声 70dB。如果完成其他其他实验功能，并且随后进行的目的检测查中没有发现机构的有损坏，连接处也没有出现松动或者损坏，则认为本实验结果良好。图 3-2 驾车机传动部分简图 1）具有坚固的耐重结构，可以使驾车机具有更长的寿命。 2）大型基座垫板支承液压缸。 3）巨大全方位车轮便于运输安放。移动式机车其工作原理是由电机联带的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，吊装受力状态维修保养方便。 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 16 设计项目计算与说明结果 3.2.1 机架截面的净抗弯截面系数选择 3.2 移动式驾车机机架截面的选择梁的合理截面应具有两个对称轴，当截面面积相同而材料远离对称轴时可增大抗弯刚度，并相对节省材料。由于型钢梁制造简单，因而在满足承载能力的条件下应尽量采用型钢梁。型钢梁是根据梁所受的力的最大弯矩和剪切力，按照强度和刚度条件选择截面的，然后再验算梁的强度刚度和整体稳定性。按强度条件选择型钢截面，所需的净抗弯截面系数： 1）梁的强度条件 max 2）等截面直梁，中性轴为横截面对称轴 m ax = JM W 固由 max 得， m ax = JM W JMW M：梁的最大的弯矩：钢体的许用应力 F：单个机架所受的力 47 .6 8 1 0FN L：梁的跨度（所设计的机架长度） L=2400mm 4 37 6 . 8 1 0 2 4 0 0 5 3 4 c m345JF L N M MWM p a 机械零件和构件抵抗变形的能力。在弹性范围内，刚度是零件载荷与位移成正比的比例系数，即引3j = 534cmW nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 17 设计项目计算与说明结果 3.2.2 按刚度条件选择起单位位移所需的力。在梁的弯曲变形计算中，因为实际变形很小，一般忽略曲率式中的挠度的一阶导数，而用挠度的二阶导数近似表达梁轴线的曲率。这样做的目的是将微分方程线性化，以大大简化求解过程；在工程应用中，结构的刚度是十分重要的，因此在选择材料时弹性模量是一个重要指标。当有不可预测的大挠度时，高的弹性模量是十分必要的。当结构需要有好的柔韧性时，就要求弹性模量不要太高。按刚度条件选型钢截面，所需型钢的惯性矩为： 348PSIEYS P 梁上的集中载荷 M S 梁的跨度 2700mm E 钢材的弹性模量 206GP YS 梁的许用静挠度 50mm 根据上式求得 3 4 35 . 4 7 1 0 2 7 0 0 3= 3 7 3 c m4 8 2 0 6 p 5 0 m m48P S N m m mIGEY S 按照所求的 W 和 I 从型钢表中查到合适的型号。 32c 槽钢的 w 为 3543cm 及它的 I 为 374 4cm ，从而得出，选用 32c 槽钢。（见机械装备金属结构设计第二版附表 3） 3.3 机架刚度和强度的验算 45.47 10P NM 2700S mm 206E GP 3373cmI 选择材料为32c 槽钢 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 18 设计项目计算与说明结果 3.3.1 机架型钢的刚度和强度受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力。材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度。各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量 E和剪切模量 G 结构的刚度除取决于组成材料的弹性模量外，还同其几何形状、边界条件等因素以及外力的作用形式有关。刚度是指零件在载荷作用下抵抗弹性变形的能力。零件的刚度（或称刚性）常用单位变形所需的力或力矩来表示，刚度的大小取决于零件的几何形状和材料种类（即材料的弹性模量）。强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或者超过容许限度的残余变形的能力。也就是说，强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力）的重要指标。选出型钢后需要对机架进行刚度和强度的验算。按照下列公式进行强度验算： j= XXMWFSIF 梁的最大剪切力 47 .6 8 1 0FN XS 梁的最大静矩即 I= 4373cm 型钢梁的腹板厚度 20mm取钢材许用切应力 =199MP 由上式得： nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 19 设计项目计算与说明结果 3.4 机架的稳定性验算 434447 6 . 8 1 0 2 4 0 0 m m = 3 4 1 p a5437 6 . 8 1 0 3 7 3 c m = 1 6 8 p a8 6 9 0 c m 2 0 m mJXXMN MW c mFS MI 3 4 1 3 4 5M P a M P a 1 6 8 1 9 9M P a M P a 即强度和刚度合格 3.4 机架的稳定性验算（ 1）简支工字型钢梁（ H 钢梁或者焊接工字形组合梁）的整体稳定性 (侧向整体弯扭屈曲）计算，可先按受压翼缘的侧向支承间距 l（呜无侧向支承点者，则为梁的跨度）与其受压翼缘的宽度 b之比 l/b进行检验，如 l/b不超过表 3-1 的规定值，则梁的整体稳定性不需要验算。假如梁的稳定性不高时，，增大梁的截面回转半径，增加侧向支撑，减少初弯曲，初偏心，残余应力等不利影响，增加梁端约束可以提高梁的稳定性。梁很少计算稳定性的，除非是梁的高宽比太大。一般情况下不需验算梁的整体稳定性。 345MP 199MP nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 20 设计项目计算与说明结果表 3-1 （ 2）当工字钢简支梁 (含工字型梁）的 l/b超过上表规定的值时，则需要按以下情况验算型钢梁的整体稳定性。 1) 在最大刚度平面受弯曲的工字钢， H型钢或焊接工字钢组合梁，按照下式计算： = XbXMW XM 绕梁强轴 (x轴）作用的最大弯矩 b 绕梁强轴（ x轴）弯曲所确定的梁侧向屈曲稳定系数 XW 按梁受压最大纤维确定的毛抗弯截面系数 184320 3 4 5 3 4 51 5 3 4xbxM M P a M P a M P aW 即稳定性符合要求 3.5 梁高的确定 1.梁高与梁的跨度的关系首先要满足一些要求。高 /宽不能大于 4，跨度 /高度不能小于 4.。 2.满足以上之后，一般的框架梁的梁高按照1/151/13的跨度来设计比较合适，梁的宽度一般为梁高度的 1/31/2比较合适。组合梁常做成工字形截面和箱型截面。确定合梁稳定性符合要求 nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 21 设计项目计算与说明结果 3.5 梁高设计条件的合理高度是选择梁截面的关键，通常梁高可按强度、刚度、稳定性和质量最轻等条件来确定。按强度条件确定梁高由 MW得： 2MIW h梁的惯性矩 3281 2 2yhhIA从而得翼缘板截面积： 0 . 86y W h WA hh 综上可得 1.2Wh若为箱型梁则121.2Wh M 梁的最大弯矩钢材的许用应力 W 梁所需的抗弯截面系数 yA 翼缘板截面积腹板的厚度 3121 . 2 1 . 2 5 3 4 1222 0 2 2W c mh mm 即梁高为 122mm nts河北建筑工程学院毕业设计计算书指导教师：梁建明张灿果设计题目：移动式架车机 DT015 总体及机架设计设计人：潘玉龙 22 设计项目计算与说明结果 3.6 腹板的设计 3.6 腹板工字型梁或板梁联系上下翼缘或 T 型梁翼缘以下的竖向板或箱梁的侧壁。腹板的主要功能是抵抗剪力，也承担部分弯矩。梁高确定后，初选截面时可取梁高作为腹板度。腹板厚度按梁的最大剪切力 F来决定，假定剪切力全由腹板承受，则腹板厚度为 1.52 oFh 钢材的许用切应力 1

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