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火车车轴尺寸检测系统机构设计
摘 要
在铁路高速、重载的发展形势下,即提高铁路的运输能力,实现铁路运输的现代化,又保证铁路的运输生产安全,显得尤为重要,如果没有性能良好的车轴作为保证,要提高车辆的运行速度和运行安全是不可能的。车轴尺寸检测对检修车轴中处于关键地位,是保证车轴质量的重要手段,传统的检测方法是以人工操作为主,数据的判断读取存在较大的人为误差,所以影响了检测结果的准确性、真实性,也直接影响了车辆的行车安全。所以急需对现有的检测方式进行微机化、自动化改造,以消除测试过程中人为因素对测量结果的影响,用先进的设备保证车辆的行车安全,所以本设计研制一种火车车轴尺寸检测系统机构测量机来解决这个问题。
本设计研究的车轴尺寸检测机构是一套现代化的智能检测系统,能满足火车车轴各个尺寸的检测,火车车轴尺寸测量机构主要是由侧翻机构、夹紧机构、旋转驱动、测量机构等组成,火车轴尺寸测量机改变传统人工测量的方式,实现车轴尺寸检测,避免人为测量中的误判及波动,以及误检、错检等弊端。
关键词:旋转机构;侧翻机构;顶尖
Abstract:
Under the situation of the development of the railway high speed, heavy load, namely to improve railway transport capacity, realize the modernization of railway transportation, and ensure the production safety of railway transportation is particularly important, if not the good performance of the axle as a guarantee, to improve vehicle running speed and transport security is not possible. Detection of axle size of maintenance axle in the key position, is an important means to ensure the quality of the axle, the traditional detection method is mainly by manual operation, data of the judge and read there is a large man-made error, so the effect of the accuracy and reliability of the test results, has a direct impact on the safety of vehicles. So there is an urgent need to on the existing detection methods of computer and automation transformation, in order to eliminate the test in the process of human factors on the measurement results and advanced equipment to ensure the safety of vehicles, so in this paper, the development a train axle size detection system measuring machine to solve this problem.
The axle dimension detection mechanism is a set of modern intelligent detection system, can meet the detection of train axles of each size, train axle dimension measuring mechanism is mainly by the rollover mechanism, a clamping mechanism, a rotating driving, measurement mechanism, shaft train size measuring machine changes the way of traditional manual measurement, size detection of axles and avoid artificial measurement error and fluctuation, and false detection, false detection of drawbacks.
Key words: Rotating mechanism;rollover mechanism;core clamper
目 录
1 绪论 1
1.1问题的提出 1
1.2 课题研究的目的与意义 2
1.3国内外现状分析 3
1.3.1国内现状分析 3
1.3.2国外现状分析 3
1.4发展趋势 4
2 火车车轴尺寸检测机构系统的方案设计 4
2.1概述 4
2.2主体设计 5
2.3火车车轴尺寸检测系统的设计方案 5
3 火车车轴尺寸检测机构液动系统设计 7
3.1液压部分设计与计算 7
3.1.1液压缸的设计计算与选取 8
3.1.2液压缸的缸筒的设计与计算 8
3.1.3活塞杆的设计与计算 9
3.1.4最小导向长度H的确定 11
4 火车车轴尺寸检测机构机械系统设计 13
4.1电机的选型设计 13
4.2顶尖心轴的设计 21
4.2.1顶尖的计算 21
4.2.2轴承的寿命计算 21
4.2.3轴承的静强度计算 23
4.2.4顶尖心轴的设计与计算 24
4.3翻转机构的设计与强度校核 25
4.4滚珠丝杠及电机选型计算 27
4.4.1确定滚珠丝杠副的导程 27
4.4.2滚珠丝杠副的载荷及转速计算 28
4.4.3滚珠丝杠副预期额定动载荷 28
4.4.4导程精度的选择 29
4.4.5丝杠电机的选择 29
5 检测部分 31
5.1激光位移传感器的简介 31
5.2激光位移传感器的工作原理 32
5.3上下滑架的设计 33
毕业设计总结 35
参考文献 36
谢 辞 37
1 绪 论
1.1 问题的提出
中华人民共和国铁路主要技术政策指出:
铁路是国家重要的基础设施,国民经济的大动脉,交通运输体系的骨干。为贯彻国家可持续发展战略,适应和促进国民经济发展和社会进步,应充分发挥铁路技术经济优势,积极发展铁路,满足运输市场需求。
铁路技术发展的总原则是:
在国家发展战略指导下,加快科技进步,突出技术创新,以市场为导向,加快科技进步,突出技术创新,以市场为导向,以经济效益为中心,以运输安全为前提,不断提高运输能力、质量和效率。坚持自主开发与引进相结合,积极采用高新技术,重视技术的综合集成。根据不同运输需求,采用不同层次的技术和装备,系统配套,发挥整体效能。改革管理体制,制订相应的政策,推动新技术尽快转化为生产力。
目前,我国铁路的安全技术装备落后于运输生产不断发展的要求,运量与运能的尖锐矛盾,是我国铁路存在超负荷运用铁路设备的严重倾向,长此以往,必将降低设备的安全系数,缩短使用寿命,危及行车安全。此外,铁路运输自身固有的点多、线长、生产的连续性、协作性和全天候等特点,使铁路设备也具有种类多、数量大、配置分散、连续运转、自然力影响大和有形损耗严重等特点,不仅加大了保证设备技术状态经常性良好的难度,而且还不易使运用中的设备始终处于有效的监控之下。所有这些,使铁路运输安全基础建设面临更为复杂和艰巨的挑战。发达国家铁路技术发展的实践表明,随着现代铁路高速、重载和信息技术的应用与发展,安全技术己成为与一系列高新技术相互融合、彼此渗透、不可分割的先导技术,研制和发展先进的高质量的运输基础设备和安全技术检测设备已经成为铁路现代化的重要标志。因此,在我国铁路大发展的形势下,强调运输设备的基础作用,不失时机地进行机辆设备的系统配套改进和安全技术装备的加强,改善车辆状态,改善检测装备,提高安全保障能力,必将大大加强我国铁路的安全基础设备。[10]
在我国铁路提速和重载和铁路信息化管理的发展过程中,车辆行驶的安全问题日益突出,对火车车轴质量也提出了更高的要求。车轴是铁路车辆上重要的运动部件,其状态直接影响到车辆的运行安全。车轴的尺寸检测至关重要,对车轴的各关键尺寸以及精度的检测非常重要,检测数据的准确性将直接影响到车轴的检修质量,当前对车轴参数的检测和数据记录基本上还是靠手工完成,测量工具采特制量具车辆车轮第四种检查器和直尺等,而这些传统的手工轮对测量装置,因效率低、差错率高、不便于信息化管理而不能满足当前的需要。与此同时,由于列车向高速重载方向发展,导致工作量加大,根据车轴检修质量控制的需要,在调研国内外同类设备技术的基础上,采用非接触的激光位移传感器检测车轴尺寸更为方便,设计这套车轴尺寸检测机。大大提高工作效率和检测精度,其应用必将为列车车轴的测量和检修提供一种高精度、高效率的检测手段,对于提高车轴的检修质量、推进铁路系统的计算机管理、保障铁路机车的安全运行具有重要的现实意义。
1.2 课题研究的目的与意义
随着科学技术的不断创新、生产水平的加速进步,要求机械装置的精度、速度也越来越高。轴类相关零件主要起到传递转矩和运动的作用,并保证各部件性能的稳定性,是各种机械装置中应用范围最广、应用面最大、应用程度最高的一种零件,诸如各类变速箱、汽车发动机及传动部件、火车轮对系统等中都有轴类零件重要应用。鉴于轴类零件的重要应用场合,对其相关参数的高精度测量及检测将对人员、生产安全等起到保障作用,《铁路货车轮对和滚动轴承组装检修规则》中规定:货车轮对检修压装过程中轴颈的检测工作量很大,一般情况下,一个车辆段一天检修检测50~100个轮对轴颈。另外,轴承内圈与轴颈之间存在过盈配合,涉及到轴承与轴颈的测量精度问题,而轴承作为标准件,在制造出厂时已标注其精度,因此轮对轴颈轴径测量存在必要性。目前,轴类零件的测量方法可分为机械测量法、气动法、超声法、光学检测法等,传统的机械测量法大都利用机械式测量工具,利用直尺、游标卡尺、千分尺等工具进行机械接触式测量方法容易使零件表面发生损伤或变形。气动法、超声法等手工见表面粗糙度影响较大,线形范围小,且精度不高,测量范围小而有限,在实际测量检测中得不到较广的发展空间,应用较少。机器视觉测量技术作为一种非接触的、高精度的柔性坐标测量技术,可以满足现代化制造领域对检测技术及系统新的更高的技术需要,文章基于机器视觉测量原理对轴径测量装置进行设计研究,通过模拟装置进行实际测量、试验验证,数据显示,此激光视觉轴径测量装置的测量方法简单、测量精度高,且适用于大尺寸轴径测量。






