转向架翻转机的液压系统设计

西南交通大学本科毕业设计论文 第 1 页毕 业 设 计 任 务 书班 级 200X 级 学生姓名 XXX 学 号 200XXX 发题日期：200X 年 4 月 10 日 完成日期： 6 月 25 日题 目 转向架翻转机的液压系统设计 1、本论文的目的、意义： 随着我国铁路建设的飞速发展，对客、货车辆的需求日益增加，一方面要求缩短车辆的检修时间，另一方面要求安全可靠。对提高货车的检修质量而言，转向架的检修是一道必不可少的工序。其中转向架的底部是重点检修部位之一，若采用传统的手段，由于其工位较低，存在工人劳动强度大、安全性差、工作效率低等缺点。因此为能够改善这些状况，设计制造一种安全可靠的货车转向架翻转机是非常必要的，而其中最为重要的液压系统的设计更是重中之。 2、学生应完成的任务： 学生通过对设计方案的比较，确定其设计方案，并设计液压系统原理图；然后通过相关计算，确定液压元件的主要技术参数，并选择液压元件；最后对液压系统进行性能验算与校核。学生应绘制液压原理图 1 张，A1 图幅；完成与本设计相关的 1 万英语字符的翻译；写不少于 15000 字的设计说明书。 3、设计各部分内容及时间分配：（共 11 周）第一部分 收集资料及实习 （ 2 周 ）第二部分 设计方案的比较和确定 （ 2 周 ）第三部分 设计并绘制液压系统原理图 （ 2 周 ） 西南交通大学本科毕业设计论文 第 2 页第四部分 选择与设计液压元件 （ 2 周 ）第五部分 性能验算与校核 （ 1 周 ）第六部分 毕业论文写作 （ 1 周 ）评阅及答辩 （ 1 周 ）备 注 参考文献： 1.章洪甲，黄谊，王积伟主编.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2003 2.宋京其主编.液压平衡回路辨析.液压与气动，2005，1：7476 3.雷天觉主编.新编液压工程手册.北京：北京理工大学出版社，1998 4.张利平主编.液压与气动设计手册.北京：机械工业出版社，1997 5.章洪甲，黄谊主编.液压传动习题集.北京：机械工业出版社，2000 6.官忠范主编.液压传动系统.北京：机械工业出版社，1989 7.有关教材 8.有关专业期刊，会议资料 9.国外相关车辆设计资料 10.现场相关资料 指导教师：XXX 200X 年 4 月 10 日审 批 人： 年 月 日 西南交通大学本科毕业设计论文 第 3 页摘要随着我国铁路建设的飞速发展，对客、货车辆的需求日益增加，一方面要求缩短车辆的检修时间，另一方面要求安全可靠。对提高转向架的检修质量而言，用转向架翻转机作业是非常必要的，而其中最为重要的液压系统的设计更是重中之重。本次设计是对货车转向架翻转机液压系统的一次探讨和改进。首先，根据转向架翻转机主机的相关情况及翻转机的工作要求，构思出多种液压系统方案，并进行比较、确定、绘制液压系统原理图；然后对该液压系统的受力部分进行详细的负载分析，进而计算出各液压执行元件的主要尺寸和参数；接着设计出与该液压系统配套的液压能源装置、辅件、控制元件及密封装置和元件；最后，对液压系统进行相关的性能验算，完成本次设计的全部内容。科学技术的迅猛发展，液压技术也正发生着日新月异的变化。作为液压技术技术中的一小方面应用转向架翻转机的液压系统，主要向着以下几方面发展：(1)小体积，大功率；(2) 集成化、模块化；(3)高度智能化。关键词： 转向架翻转机；液压系统；设计 西南交通大学本科毕业设计论文 第 4 页AbstractAlong with the rapid development of railway construction in passenger and cargo traffic increasing demand,on the one hand, the time required to reduce vehicle maintenance, on the other hand, requires a safe and reliable. Bogie overhaul to improve the quality, the use of bogie overturned aircraft operations is essential and the most important hydraulic system design is essential.This design of the vehicle is to explore and improve a bogie overturned aircraft hydraulic system. First of all, according to bogie overturned on the basis of the relevant circumstances and work requirements of turnover machine mainframe machines, we make the idea of a hydraulic system program, and comparisons, identification, mapping hydraulic systems theory. Then we make a detailed analysis of load to part of the hydraulic system to power, and calculate the hydraulic parameters and size of the main components. Then we design hydraulic systems associated with the hydraulic energy devices, des pieces, control components and sealed devices and components. Finally, related to the hydraulic system performance checking computations, with the completion of the current design of the entire contents.With rapid development of science and technology, hydraulic technology is undergoing rapid changes. Hydraulic technology as a small technology applications bogie overturned aircraft hydraulic systems, mainly toward the following areas of development : (1) the small size, high power; (2) integrated, modular; (3) highly intelligent.Key word： Bogie overturned; hydraulic system; Design 西南交通大学本科毕业设计论文 第 5 页目 录绪 论 .101.1 液压传动的简介 .101.2 液压传动在转向架翻转机中的应用和发展 .11第 2 章 液压系统方案设计 .122.1 液压系统使用要求 .122.1.1 主机简介 .122.1.2 液压系统的任务和要求 .132.2 多方案的提出、比较与确定 .132.3 液压系统原理图的说明 .142.4 负载特性分析 .152.4.1 平移机构负载特性分析 .162.4.2 升降机构负载特性分析 .162.4.3 夹紧机构负载特性分析 .172.4.4 翻转机构负载特性分析 .18第 3 章 液压执行元件的设计计算与选用 .193.1 液压执行元 件类型的选择 .193.2 执行元件的设计计算 .203.2.1 平移液压缸的设计计算 .203.2.2 升降液压缸的设计计算 .213.2.3 夹紧液压缸的设计计算 .233.2.4 液压马达的设计计算 .24第四章 液压能源装置设计 .254.1 液压泵站类型的选择 .254.2 液压泵的计算与选择 .264.3 油箱的设计与计算 .264.4 过滤器的选择 .27第五章 液压控制元件的选用与计算 .285.1 溢流阀的 选择 .285.2 流量阀的选择 .295.3 换向阀的选择 .295.4 单向阀及液控单向阀的选择 .29第六章 液压系统密封装置选用与设计 .306.1 影响密封性能的因素与密封装置的设计要点 .316.1.1 影响密封性能的因素 .316.1.2 密封装置的设计要点 .316.2 密封件的选用 .31第 7 章 液压系统性能估算 .327.1 系统压力损失验算 .327.2 系统发热与温升估算 .33结 论 .35致 谢 .36参考文献 .36 西南交通大学本科毕业设计论文 第 6 页绪 论液压传动是以液压液作为工作介质对能量进行传递和控制的一种传动形式，相对于机械传动来说，它是一门新技术。但如从 17 世纪末巴斯卡提出静压传递原理，18 世纪末英国制成世界上第一台水压机算起，也有二三百年的历史了。而近代液压传动在工业上的真正推广使用，则是在本世纪中叶以后的事。近几十年来，随着微电子技术的迅速发展，且渗透到液压技术中并与之密切结合，是其应用领域遍及到各个工业部门，已成为实现生产过程自动化、提高劳动生产率等必不可少的重要手段之一。1.1 液压传动的简介1.液压传动：它是以液压油为工作介质，通过动力元件(油泵) 将原动机的机械能变为液压油的压力能，再通过控制元件，然后借助执行元件(油缸或油马达) 将压力能转换为机械能，驱动负载实现直线或回转运动，且通过对控制元件遥控操纵和对流量的调节，调定执行元件的力和速度。当外界对上述系统有扰动时，执行元件的输出量一般要偏离原有调定值，产生一定的误差。2.液压控制：和液压传动一样，系统中也包括动力元件、控制元件和执行元件，也是通过油液传递功率。二者不同之点是液压控制具有反馈装置，反馈装置的作用是执行元件的输出量(位移、速度、力等机械量)反馈回去与输入量(可以是变化的，也可以是恒定的)进行比较，用比较后的偏差来控制系统，使执行元件的输出随输入量的变化而变化或保持恒定。它是一种构成闭环回路的液压传动系统，也叫液压随动系统或液压伺服系统。液压传动系统中用的是通断式或逻辑式控制元件，就其控制目的，是保持被调定值的稳定或单纯变换方向，也叫定值和顺序控制元件。液压控制系统中用的是伺服控制元件，具有反馈结构，并用电气装置进行控制，有较高的控制精度和响应速度，所控制的压力和流量常连续变化。输出功率可放大。比例控制是介于上述二者之间的一种控制，所用比例控制阀是在通断式控制元件和伺服控制元件的基础上发展起来的一种新型的电液控制元件，兼备了上述两类元件的一些特点，用于用手调的通断式控制不能满足要求，但也不需要伺服阀对液压系统那样严格的污染控制要求的场合。3.在目前四大类传动方式(机械、电气、液压和气压 )中，没有一种动力传动是十全十美的，而液压传动具有下述极其明显的优点：(1)从结构上看，其单位重量的输出功率和单位尺寸输出功率在四类传动方式中是力压群芳的，有很大的力矩惯量比，在传递相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、重量轻、惯性小、结构紧凑、布局灵活。(2)从工作性能上看，速度、扭矩、功率均可无级调节，动作响应性快，能迅速换向和变速，调速范围宽，调速范围可达 100：l 到 2000：1；动作快速性好，控制、调节比较简单，操纵比较方便、省力，便于与电气控制相配合，以及与 CPU(计算机)的连接，便于实现自动化。(3)从使用维护上看，元件的自润滑性好，易实现过载保护与保压，安全可靠；元件易于实现系列化、标准化、通用化。(4)所有采用液压技术的设备安全可靠性好。(5)经济：液压技术的可塑性和可变性很强，可以增加柔性生产的柔度，和容易对生产程序进行改变和调整，液压元件相对说来制造成本也不高，适应性比较强。(6)液压易与微机控制等新技术相结合，构成“机- 电-液-光”一体化已成为世界发展的潮流， 西南交通大学本科毕业设计论文 第 7 页便于实现数字化。4.任何事物都是一分为二的，液压传动也不例外，有以下缺点：(1)液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，因而不能用于如加工螺纹齿轮等机床的内联传动链中。(2)油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。(3)在高温和低温条件下，采用液压传动有一定的困难。(4)为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度要求高，给使用与维修保养带来一定困难。(5)发生故障不易检查，特别是液压技术不太普及的单位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验，培训液压技术人员的时间较长。1.2 液压传动在转向架翻转机中的应用和发展液压传动是以流体作为工作介质对能量进行传动和控制的一种传动形式。利用有压的液体经由一些机件控制之后来传递运动和动力。相对于电力拖动和机械传动而言，液压传动具有输出力大，重量轻，惯性小，调速方便以及易于控制等优点，因而广泛应用于工程机械，建筑机械、铁道车辆和机床等设备上。转向架翻转机作为铁道车辆中转向架的检修设备，必然用到液压技术。我国早在 20 世纪 60年代时，就出现了简单的液压翻转机。该机除起升机构采用螺杆式机械装置外，送进、夹紧及翻转机构都采用液压缸来执行。后来又出现了全液压转向架翻转机。改机全套机构都采用单活塞杆液压缸来实现，液压传动在转向架翻转机中此得到充分应用，走向成熟。随着现代制造业的迅猛发展和微电子技术的广泛应用，液压技术与微电子技术相结合，液压传动技术在转向架翻转机的应用有如下趋势；1.体积小、功率高、可靠性高为了能在尽可能小的空间里传递尽可能大功率，液压元件的结构不断地在向小型化发展。市场上出现了一种新型的被称为“肌腱”的执行元件。它的形状像一根两端有接头的软管，把它接入系统使用时，它的径向和轴向都会发生伸缩，轴向的伸缩量可达其总长的 15%-30%。在相同条件下，它的作用力是普通汽缸的 10 倍。这种元件抗污染，运动时不会生抖动，在有些场合还可用它的径向膨胀去夹持工件等，是一种极有应用前景的元件，而微型元件也得到发展，如活塞直径小到 2.5mm 的汽缸，10mm 宽的气阀以及相关的辅助元件已成为系列化产品。由于这些元件能在 0.2-0.7Mpa 压力下工作，所以可被方便地集成到标准的系统中。新小型阀，在流量相同时，它的体积仅是过去的 7%。这些小，微型的元件相信在不久的将来必然用到转向架翻转机之中。2.与微电子结合，走向智能化液压技术从本世纪 70 年代中期起就开始和微电子工业接触，并相互结合。在迄今 30 多年时间内，结合层次不断提高，由简单拼装，分散混合到总体组合，出现了多种形式的独立产品如数字液压泵，数字阀，数字液压缸等，其中的高级形式已发展到把编了程的芯片和液压控制元件，液压执行元件或能源装置，检测反馈装置，数模转换装置，集成电路等汇成一体，这种汇在一起的联结体只要一收到微处理机或微型计算机处送来的信息，就能实现预先规定的任务。液压技术的智能化阶段虽然开始不久，但是从它的星星点点实践成功的事例来看，成果已非常诱人。例如，折臂式小汽车装卸器能把小汽车吊起来，拖入集装箱内，按最紧凑的排列位置堆放好，最多时能装入 8 辆。装卸器内装有微型计算机，它能按预定程序操纵 8 个液压缸，在传感器的配合下协调连杆机构的动作，完成堆装任务。卸车时的操作按相反的顺序协调动作，以使受训练的波音民航喷气客机驾驶员不用上天就可以经历 6 个自由度的颠簸摇摆，座 西南交通大学本科毕业设计论文 第 8 页椅振动，着陆弹跳等项的运动感觉，并能对驾驶员的操作作出拟真的响应。总之，液压技术在与微电子技术紧密结合后，在微型计算机或微处理机的控制下，可以进一步拓宽它的应用领域，形形式式机器人和智能元件的使用不过是它最常见的例子而已。相信在不久的将来我们就可以看到的高智能化的转向架翻转机。可以预见，为满足国民经济发展需要，液压技术获得飞速的发展，它在铁道车辆检修设备中的应用会越来越广泛。第 2 章 液压系统方案设计2.1 液压系统使用要求2.1.1 主机简介转向架翻转机是用来翻转侧架和摇枕的机器，它一般布置在检修车间小环行流水线的固定工作台上。由于其自动化程度较高，因而能很大的减轻检修工人的劳动强度，提高劳动生产率。转向架翻转机主机结构如图 2-1 所示。123451.平 移 液 压 缸 2夹 紧 液 压 缸 3.升 降 液 压 缸 4台 车 5.液 压 马 达图 2-1 转向架翻转机主机结构1.转向架翻转机主机主要由平移机构、升降机构、夹紧机构、翻转机构四大部分组成。其性能要求：噪音小、工作平稳、可靠、操作简单等。2.主机的工艺循环为：转向架到位前进上升夹紧翻转回转松开下降后退转向架送走，如此反复。 西南交通大学本科毕业设计论文 第 9 页2.1.2 液压系统的任务和要求液压系统的任务是完成 4 个功能：前进(后退) 、上升(下降)、夹紧( 松开)、翻转(回转)，分别由平移机构、升降机构、夹紧机构、翻转机构完成对应的功能。对液压系统工作性能的要求：运动平稳、定位精度和转换精度高、自动化程度高、工作性能好、散热性能好、振动、冲击与噪声小、安全可靠、采用电-液一体化控制。2.2 多方案的提出、比较与确定通过对主机的相关情况及其配套的液压系统的任务和要求可设计出多种系统方案满足所需设计液压系统的要求。1.方案一其液压系统原理如图 2-2 所示。图 2-2 方案一的翻转机液压系统原理图2.方案二其液压系统原理图如图 2-3 所示。比较对照图 2-2 和 2-3，我们可以看出两图的主油路基本相同，不同的是在支回路上：(1)在升降机构及夹紧机构的油路上，方案二的原理图多了 2 个分流集流阀。根据分流集流阀的定义：这是一种同步控制阀，其功能是一个油源按一定的流量比例(一般相同) 同时向两个 西南交通大学本科毕业设计论文 第 10 页液压缸或马达供油(分流)或接受回油(集流) ，而两路流量( 即执行元件速度)不受负载压力变化的影响；分流集流阀具有压力补偿的功能。而在转向架翻转机工作时，转向架两边极有可能不处于水平位置，这就要求液压系统有矫正措施，而分流集流阀正好可以满足此点；图 2-3 方案二的液压系统原理图(2)在翻转执行元件上的选择不同：方案一选择用 2 个液压缸，而方案二则选择用 2 个液压马达来实现。在液压产品中，能单独实现旋转运动执行元件的唯一产品是液压马达。在方案一中，用液压缸实现旋转，必然要添加一些机械装置，这就造成了机器机构复杂，成本高，维修不方便。通过上述比较分析，我们选择方案二。2.3 液压系统原理图的说明图 2-3 所示为选定的转向架翻转机的液压系统原理图，系统的执行器有两个起升液压缸 26和 27、两个水平伸缩液压缸 28 和 29、两个夹紧液压缸 30 和 31、两个翻转液压马达 33 和34。上述每两个液压执行元件的油路为并联连接，并依次分别由电磁换向阀 10、11、12、13控制运动方向。起升液压缸、夹紧液压缸和翻转液压马达分别设与液压锁 17、18 和 19。系统采用单向定量液压泵 3 供油，工作压力由电磁溢流阀 2 调定，当其电磁铁断电时，液压泵可卸荷。系统的工作原理如下：1.平移液压缸回路 通过二位二通电磁换向阀 24 和 25 工作位置的组合，可使两个平移液压 西南交通大学本科毕业设计论文 第 11 页缸 28 和 29 实现联动或单动。联动时，将控制开关转换到联动位置，按动平移缸的伸出按钮，换向阀 24 和 25 分别切换至左位和右位，三位四通电磁换向阀 11 切换至右位，液压泵 3 的压力油经阀 11 和阀 24、25 同时进入平移液压缸 28 和 29 的无杆腔，两个平移缸活塞杆同时伸出，完成翻转机手臂对准工件的动作；按动平移缸缩回按钮，换向阀 24 和 25 仍保持在左位和右位，换向阀 11 切换至左位，液压泵的压力油经换向阀 11 左位进入平移缸 28、29 的有杆腔，两个缸同时缩回，完成翻转机手臂收回的动作。如果因台车上的摇枕侧架放置不当 (如不处于水平位置)，需要单独调整某平移缸的伸出长度时，可把开关转换至单动位置 (换向阀 24 和 25 中，一个接通，另一个断开)，使单个液压缸的活塞杆伸出或缩回，达到要求的位置。2.升降液压缸回路 通过二位二通电磁换向阀 22 和 23 工作位置的组合，可使两个平移液压缸 26 和 27 实现联动或单动。联动时，将控制开关转换到联动位置，按动升降缸的起升按钮，换向阀 22 和 23 分别切换至左位和右位，三位四通电磁换向阀 10 切换至右位，液压泵 3 的压力油经阀 10 右位、平衡阀 14 中的单向阀、液压锁 17 的右单向阀、分流集流阀 20、换向阀 22 的左位和 23 的右位，进入升降液压缸 26 和 27 的无杆腔，同时导通 17 的左侧液控单向阀，有杆腔经此阀向油箱排油，两个升降缸活塞杆同时上升，完成工件的起升动作；按动升降缸下降按钮，换向阀 10 切换至左位，换向阀 22 和 23 仍分别保持在左位和右位，液压泵的压力油经换向阀 10 左位、液压锁 17 的左侧单向阀、同时进入升降缸 26、27 的有杆腔，同时导通 17 的右侧液控单向阀，无杆腔经此阀向油箱排油，两个缸的活塞杆同时下降，完成工件的下降动作。如果由于某种原因 (如摇枕侧架不处于水平位置) ，需要单独调整某升降缸的伸出长度时，可把开关转换至单动位置(换向阀 22 和 23 中，一个接通，另一个断开) ，从而使单个液压缸的活塞杆起升或下降，达到要求的位置。3.夹紧液压缸回路 按动夹紧按钮，二位四通电磁换向阀 12 切换至左位，液压泵 3 的压力油经阀 12 左位、液压锁 18 左侧单向阀、单向节流阀 21 的单向阀、分流集流阀 32，同时进入夹紧缸 30、31 的无杆腔，并导通 18 的右侧液控单向阀供有杆腔回油，两个缸的活塞杆同时伸出，活塞杆夹住摇枕侧架，油压随之升高，达到压力继电器 35 的设定压力时，发出信号，换向阀 12 断电复至右位，由单向节流阀 21、双向液压锁 18 实现保压，完成夹紧工件的动作；保压结束后，液压泵 3 的压力油经换向阀 12 右位、液压锁 18 右侧单向阀，进入夹紧缸30、31 有杆腔，并导通阀 18 的左侧液控单向阀供无杆腔回油，两个缸的活塞杆同时缩回，完成松开工件动作。4.翻转液压马达回路 按动翻转按钮，三位四通电磁换向阀 13 切换至右位，液压泵 3 的压力油经阀 13 右位、平衡阀 16 中的单向阀、液压锁 19 右侧单向阀，同时进入液压马达 33、34的进油腔，并导通 19 的左侧液控单向阀供马达排油腔的油液回油箱，完成工件翻转动作；按动回翻按钮，换向阀 13 切换至左位，液压泵 3 的压力油经换向阀 12 左位、液压锁 19 的右侧单向阀、平衡阀 15，同时进入液压马达 33、34 的进油腔(此时马达的进、出油口互换) ，并导通 19 的右侧液控单向阀供马达排油腔的油液回油箱，完成工件回翻动作。2.4 负载特性分析 液压系统承受的负载可由主机的规格规定，可由样机通过实验测定，也可以由理论分析确定，当用理论分析确定系统的实际负载时，必须仔细考虑它所有的组成项目，例如：工作负载(切削力、挤压力、弹性塑性变形抗力、重力等) 、惯性负载和阻力负载 (摩擦力、背压力)等。相关主机物理参数由转向架翻转机的机械系统设计供给。摩擦系数如表 2-1。表 2-1 摩擦系数导轨类型 导轨材料 运动状态 摩擦系数 西南交通大学本科毕业设计论文 第 12 页滑动导轨 铸铁对铸铁起动时低速（ smv/16.0）高速（ ）0.15 0.20.1 0.120.05 0.08滚动导轨 铸铁对滚珠（柱）淬火钢导轨对滚柱 0.005 0.020.003 0.006静压导轨 铸铁 0.0052.4.1 平移机构负载特性分析平移机构的工作循环为“起动加速匀速前进制动停止加速匀速后退制动停止” ,其中加速和制动时间不超过 0.2 s；匀速运动时的速度为 6 min/；动力滑台采用滑动导轨，其摩擦系数可由附录中的表附 2-2 查得；行程为 420 ；液压系统中的执行元件使用液压缸。1.外负载平移液压缸在前进和后退的过程中没有受到来自转向架的力的作用，所以外负载 0gF2.惯性负载平移机构部件的总质量 20mkg1.62NtvmN3.阻力负载平移机构对动力滑动导轨的法向力为 980gFnN静摩擦力 1962.nsfN动摩擦力 80.dfN由此得出平移液压缸在各工作阶段的负载如表 2-1 所示。表 2-2 平移液压缸在各工作阶段的负载注：不考虑动力滑台上颠复力矩的作用2.4.2 升降机构负载特性分析升降机构的工作循环为“起动加速匀速上升制动停止加速匀速下降制动停工 况 负载组成 负载值 F起 动 snfF196N加 速（前进或后退） tvmd/198N匀速（前进或后退） nf 98N制动（前进或后退） tFd/198N 西南交通大学本科毕业设计论文 第 13 页止” ,其中加速和制动时间不超过 0.2s；匀速运动时的速度为 6m/min；动力滑台采用滑动导轨，其摩擦系数可由表附 2-1 查得；行程为 440mm；液压系统中的执行元件使用液压缸，升降机构的质量 201mkg，转向架的质量 102mkg。1.外负载 768.91.gFgN2.惯性负载 02.)02()1( tvtvmN3.阻力负载升降机构对动力滑动导轨的最大法向力为：当转向架翻转 90 时，要使其不下滑，夹紧液压缸必须给其一个法向力 F， 4902.8102ssfgFfN49maxnN静摩擦力 980.nsfN动摩擦力 41.dfFN由此得出升降液压缸在各工作阶段的负载如表 2-2 所示。表 2-3 升降液压缸在各工作阶段的负载注意： 为翻转角度2.4.3 夹紧机构负载特性分析夹紧机构的工作循环为“起动加速匀速下降制动停止加速匀速上升制动停止” ,其中加速和制动时间不超过 0.2s；匀速运动时的速度为 6m/min；行程为 150mm；夹紧机构部件的质量 2mkg；液压系统中的执行元件使用液压缸。1.外负载夹紧机构在上升和下降的过程中只受到部件本身重力的作用。但是在夹紧后必须要对侧架有法向力的作用才能使转向架翻转时不至于滑动，也即压力继电器的调定压力。这个法向力的大小可如下求得：工 况 负载组成 负载值 F起 动 Ffgsn 70560N加速上升 tvmFgd/ 66260N匀速上升 fgn 65660N制 动 tfdn/ 55260N加速下降 vg 55260N匀速下降 dnf 55860N 西南交通大学本科毕业设计论文 第 14 页当转向架翻转 90 时，有 4902.8102ssfgmFfN所以，外负载为 6.498.gN2.惯性负载 12.06tvFmN3.阻力负载夹紧机构部件在动力滑动导轨的法线上没有力的作用，所以阻力为零。由此得出夹紧液压缸在各工作阶段的负载如表 2-3 所示。表 2-4 夹紧液压缸在各工作阶段的负载2.4.4 翻转机构负载特性分析翻转机构的工作循环为“起动加速匀速翻转制动停止加速匀速回转制动停止” ,其中加速和制动时间不超过 0.2s；匀速翻转是的角速度 75.3r/min；翻转角度为180；最高工作压力 8MPa,液压系统中的执行元件使用液压马达。1.外负载转矩由于夹紧液压缸对转向架力的作用点离液压马达转动轴的中心线的距离 mL1.0，所以外负载转矩 4901.49FLTgNm2.惯性转矩把转向架假想为一均质细长杆，其长度 2063lmm(转 8A 转向架 6 种型号尺寸的平均值)，则 转向架的转动惯量 5120631126mlIkgm2回转半径 .3lrm工 况 负载组成 负载值 F起 动 gF 49019.6N加速下降 tvm/ 49018.6N匀速下降 g 49019.6N制 动 t/ 49020.6N加速上升 vg 49020.6N匀速上升 F 49019.6N 西南交通大学本科毕业设计论文 第 15 页惯性转矩 6972.0614375.3tITmNm3.阻力转矩由于马达是旋转元件，在其转动轴上不存在着法向力，因此阻力转矩为零。由此得出液压马达在各工作阶段的负载如表 2-4 所示。表 2-5 液压马达在各工作阶段的负载第 3 章 液压执行元件的设计计算与选用3.1 液压执行元件类型的选择液压系统采用的执行元件的类型，根据主机所要实现的运动形式（平移、升降和翻转）和性质（速度和负载的大小）而定，同时参照表 3-1 来选择。表 3-1 液压执行元件类型名 称 特 点 使 用 场 合双活塞杆液压缸 双向对称 双向工作的往复运动单活塞液压缸 有效工作面积大、双向不对