机车转向架助推器设计【三维PROE】【含CAD图纸+PDF图】
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浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告班 级机械类（四）班姓 名陈国纯课题名称机车转向架助推器文献综述报告目 录1 前言部分2. 现有助推器类型2.1 滚轮类助推器现状2.2滚子助推器改进2.3抬升式助推器2.4多功能助推器2.5铁路机车专用助推车3 总结部分参考文献指导教师审批意见签名： 年 月 日 机车转向架助推器设计陈国纯（机械设计及其自动化09（4）班 B09370203）1.前言转向架（英文：Bogie），又称台车（来自日文），它是铁道车辆中结构最为复杂的部分，其基本功能是：引导车辆沿轨道行驶；缓和因轨道不平顺而产生的振动；安装制动装置，使车辆能够及时减速并准确停车1。铁路机车转向架或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效果一直不理想。在新建或改造的铁路机车检修基地，急需一种便携式的机车牵车装置，为机车检修时方便进出检修库用。本项目拟在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式助推器。1. 现有助推器类型 国内这种专门的低耗高效便携式助推器类型虽然很多，但是基本原理主要还是从以下两种方式中演变过来的。 （1）滚子类。利用小滚轮转动，通过轮之间的摩擦传动，带动大型圆柱体的转动，清洁，能耗较低。但是只能推动转动系的大型物件，使用范围收到制约。结构图见图1. 图1 滚子类助推器2 （2）抬升装置。通过抬升转向架边缘实体，将转向架的重量转移到助推器上，方便人操作。但是由于内嵌电机，而受结构尺寸的制约不能达到很大的功率，所以在类型选择上和传动方式上需要再改进，同时承重点的位置布置也是需要考虑的地方。结构图见图2. 图2 液压抬升助推器32.1滚轮类助推器现状 比较有代表性的是瑞士Easy mover公司生产的滚轮类助推器，在国内应用也比较广泛。如图3。可以推动10吨到50吨的卷筒等圆柱类物件。而且主要采用的是气动的方式来提供动力，清洁而且高效，方便工人操作。但是同时也带来了局限。 图3 滚轮式助推器4 针对气动的某些不足，外国一些专利进行了改进和提升。比如下面介绍的Gregory James Newell的专利。2.2滚子助推器改进 总体来说，外国的此类助推器装置专利更多，也更有创造性。有代表性的，是Gregory James Newell. 在2004年的“ Materials handling device and system”专利。这个专利是基于对气动滚子式助推器的改进。结构示意图见图4。 图4 滚子助推器改进5 第一眼看上去和气动滚子式的没什么差别，其实不然。气动式虽然体积小，速度快。 这种气动能源式的装置毫无疑问确实有一些优势的，包括（1）它们便携而且尺寸小巧，但是可以形成极大的转矩；（2）其中互相作用使他们适合大多数重量大的转动负重，因为负重提供了驱动轮需要的向下的力。 但是也有很大的缺点，就是需要持续提供高度压缩的空气，才能维持动力，这就大大制约了助推的距离，压缩空气的需要限制了装置的位置，而且如果输气管长度过长的，压力会慢慢下降，最终会影响助推的效率。6 因此，此专利将动力更换为一种可循环利用的清洁充电电池组，同时安装有充电装置，可以实现电池组的充放电控制，电力不足是就会释放多余能量，使助推的距离更远，更有效率。解决了气动的缺陷，同时又具有气动的大部分优点。2.3抬升式助推器 我们了解到Easy mover 公司不只有单调的一种类型的滚轮类助推器，而是对传统的人力千斤顶抬升方式进行了改进。这里介绍两种，其中一种是利用简单的杠杆原理来抬升重量不是很重的机车转向驾，而底盘仍然是电机提供动力。如图5. 还有一种是将液压方式变换气动方式，再通过简单的铰链机构实现向上的运动。但是缺点仍然是提升的重量较小。如图6. 图5 杠杆抬升助推器 4 图6 气动抬升助推器42.4多功能助推器英国Master Mover 公司在物流运输这方面属于一流水准，公司生产的各种物流搬运、助推器，种类都很齐全。其中的基本构件一个小推车，如图7。 内部通过电动和齿轮传动，可以提供较大的推力。而且方便操作，工作时间相对较长，安全、高效。值得一提的是，其中动力采用直流式电池，没有交流电的高压危险，而且一次充电后可以使用相当长一段时间，所以说更加实用。虽然体积比上面介绍的大一些，不过完全符合在车间工作的要求。底盘采用的高韧性钢板，负重最高也可以达到100吨。调节高度灵活可变，适应不同的转向架。 图7 抬升多功能助推器7 从这种基本装置，改装后就可以推动不同类型的机车。比如，推滚动体时，将前面的抬升部分变换成两个长条滚子，就可以实现推动目标，如图8。 图8 滚轮多功能助推器7又比如，当不适合用抬升方式推动机车时，采用前置长臂推动，不过这种方式只能推动重量较小的机车，如图9。图9 前置臂多功能助推器7 总之，Master Mover 公司的很多设计都可以借鉴，可以说是一种方法适用到各种不同类型。2.5铁路机车专用助推车 铁路机车或车辆检修维护时的移动一直采用牵引机车或牵车机构牵引，而牵引机车一般为内燃机车，不适合在机车或车辆检修要求越来越高的库内牵引机车用，而牵车机构一般为链式传输机构，其安装空间需要利用轨道中间的部分空间，且建造成本高、运行不稳定、维护成本较高和驱动电机的防水防潮功能要求较高，使用效果一直不理想。在新建或改造的铁路机车检修基地，急需一种便携式的机车牵车装置，为机车检修时方便进出.(查看更多)检修库用。 其在国外的使用已经十分普遍，一般采用直流电机驱动，电瓶为动力源，但进口价格十分昂贵，报价一般在5万美金以上，由于采购成本过高，维护成本不低，该铁路机车维护专用助推车在国内铁路市场的推广为零。8 而最近第十二届“挑战杯”省赛作品“铁路机车维护专用助推车”，为国内首创、替代进口的产品，使用电瓶作为动力源，充电方便、使用环保；采用大输出扭矩的直流电机驱动，驱动力可靠；采用高耐磨的高分子材料的驱动轮与车轮滚动摩擦推动机车，可以使重量在190吨内的机车、在轨道不平度在千分之一以内的工况下每分钟移动15米；采用可调节走行轮机构，方便铁路机车维护专用助推车在非使用状况下的快速移动。如图10. 图10 挑战杯设计助推车 在借鉴国外设计思路的情况下，力求使用最小功率的直流电机和最小体积的减速机构，大大缩减了机构的结构尺寸，使系列化的产品的最大质量控制在75Kg以内，使操作简便、使用维护方便。采用大输出扭矩的直流电机驱动，设计上利用主动轮的推力保证被动轮始终与机车轨道紧密贴合并保持与机车移动方向一致的运动或运动趋势，主动轮推力可以满足机车移动所需推力要求。 而且制造成本低、操作简单、维护便捷、充电快捷、推力大、结构简单和使用维护成本低廉，是铁路机车牵引的理想的便携式电动装置。93.总结目前机车转向架助推器在国外比较普遍，但是在国内，由于成本、维修护理问题，推广并不是很普遍。机车转向架助推器作为机车车间不可少的搬运工作，发展更趋向于便捷小巧，适合多种需要。但是电机的选择与助推器的功率很难匹配，选择合适的能源一直是很多公司研究的问题。同时，助推器今后不仅仅可以用来推动转向架，它同样可以用来制动，帮助转向架停靠和转向。10本项目拟在综合分析比较现有搬运助推器的工作原理、组成结构的基础上，通过分析机车转向架与助推器的受力作用情况，设计出一种用于搬运不同规格机车转向架、适合机车车间工作条件的低耗高效便携式而且成本比较低、普遍通用的助推器。参考文献1杨颖萍，施俊俊，孙英彪.客车转向架构架焊修工艺的探讨A.第十四届全国机械设计年会论文集C.中国机械工程学会，2008.2Http:/www.easymover.it/en/pusher.php,5-20/2013-5-203 Http:/www.powerpusher.co.uk,5-20/2013-5-204 Http:/www.fetec-papier.de/Easy_Mover_-_Rllentransportger/Details_Easy_Mover/details_ easy_mover.html ,5-20/2013-5-205Gregory James Newell.Materials handling device and system. PU.S. Patent No. 20040265148A1,2004 6Gregory James Newell. Materials handling device and system. P.U.S. P
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