機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計第七章-文庫吧
2024-12-22 00:00 本頁面
【正文】 ?鋼軌打磨機(jī)類型： ?一是進(jìn)口的大型鋼軌打磨列車； 二是各鐵路單位自行研制的小型鋼軌打磨機(jī)。 特點： 砂輪為磨具，前者價格昂貴，能耗大，砂輪耗材大等；后者的功能和應(yīng)用有局限性，打磨效率低，打磨質(zhì)量差。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 ?二、創(chuàng)新構(gòu)思及設(shè)計過程 ? ?對小型打磨機(jī)的性能要求主要有： ?1)安全實用，輕便，二人能搬動； ?2)能打磨道岔； ?3)能較準(zhǔn)確打磨標(biāo)準(zhǔn)鋼軌輪廓面； ?4)打磨效率高，質(zhì)量好，調(diào)節(jié)方便。 上述性能要求中的大部分是現(xiàn)有小型打磨機(jī)不具備的，也就是新型打磨機(jī)應(yīng)達(dá)到的主要功能要求。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 ? ?(1)總體創(chuàng)新構(gòu)思 在小型打磨機(jī)的總體構(gòu)思中，突破原產(chǎn)品的約束，提出以下創(chuàng)新點： ?1)采用移植創(chuàng)造原理，把切削加工中的砂帶磨削技術(shù)引入打磨機(jī)的設(shè)計中，變剛性打磨為柔性打磨，從而改善磨削質(zhì)量； ?2)在柴油機(jī)氣缸蓋等復(fù)雜曲面砂帶磨削裝置的誘導(dǎo)啟發(fā)下，構(gòu)思出快速、準(zhǔn)確打磨鋼軌輪廓面的成型打磨頭； ?3)現(xiàn)有小型砂輪打磨機(jī)都是單軌行駛，由于道岔寬度寬于單軌寬度，所以不能打磨道岔，為此運用變性創(chuàng)造原理和技法，設(shè)計出雙輪行走部分，解決了打磨道岔的問題。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 在上述創(chuàng)新構(gòu)思基礎(chǔ)上，通過功能設(shè)計法，設(shè)計出了小型砂帶打磨機(jī)，其總體方案見左下圖。 該打磨機(jī)由打磨系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。打磨系統(tǒng)安裝在滑板6上，滑板可在導(dǎo)軌上移動，導(dǎo)軌固定在帶四個行走輪的減振底盤上。滑板移動至預(yù)定位置，可通過鎖緊機(jī)構(gòu) 8加以固定。兩個打磨頭 4經(jīng)兩個帶滾動軸承的多片摩擦離合器 3，分別由兩臺汽油機(jī) 2驅(qū)動，打磨頭與鋼軌相對接觸位置的調(diào)節(jié)和鎖定由豎直方向和軌距方向的螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 5進(jìn)行。底盤輪軸上裝配可調(diào)間隙的圓柱滾子軸承，使打磨機(jī)通過時其曲線具有隨軌自適性。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 ?打磨機(jī)的工作過程： 將打磨機(jī)推至工作區(qū)間，放下接觸輪，然后預(yù)調(diào)打磨頭與鋼軌的接觸位置； 根據(jù)鋼軌病害診斷結(jié)果（由專門設(shè)備完成），確定分次打磨的實際切深，再細(xì)調(diào)并鎖定； 最后開機(jī)至一定轉(zhuǎn)速，合上離合器，開始打磨。 打磨機(jī)由人力推動進(jìn)給，打磨效果用專門的檢驗設(shè)備檢驗。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 ?(2) 打磨磨具的移植創(chuàng)新 ?砂帶磨削有如下特性： ?1)高效 —— 磨削效率約為砂輪磨削 4倍以上。 ?2)低耗 —— 一般砂輪旋轉(zhuǎn)運動所消耗的能量約占總功率的 15%～ 20%，而維持砂帶運動的功率占4%～ 10%，工作時，磨削發(fā)熱低。 ?3)適用范圍廣 —— 可打磨各種鋼軌及進(jìn)行各種復(fù)雜形面的修整。 ?4)磨削質(zhì)量好 —— 表面粗糙度值可小于 ～，在工件表面的殘余應(yīng)力狀態(tài)及微觀裂紋等方面，優(yōu)于砂輪磨削。 ?5)壽命較高 —— 由于涂附磨料磨具的新發(fā)展和靜電植砂砂帶的使用，以及抗“粘蓋”添加劑的采用，砂帶使用壽命可達(dá) 8～ 12h。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 ?(3)成型打磨頭部件的相似誘導(dǎo)移植設(shè)計 相似誘導(dǎo)移植是指借助類似或相近結(jié)構(gòu)和技術(shù)，移植相似元中的部分要素或全部要素，結(jié)合當(dāng)前具體問題，使求解該問題的有用信息幅度大大增加，以至于形成突發(fā)性靈感思維，從而獲得當(dāng)前問題的解決。 右圖為打磨頭傳動示意圖，圖中驅(qū)動輪 張緊輪 2和接觸輪 3為實體式，張緊輪與接觸輪均采用 凹型結(jié)構(gòu)，形狀與鋼軌輪廓相似，接觸輪的輪廓曲線采用仿輪緣踏面曲線， X鋸齒形外緣，在輪緣上沿圓周方向開平行的環(huán)形消氣溝槽，以防止運行中砂帶憋氣，提高磨削質(zhì)量和效率。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 圖示為 砂帶張緊快換機(jī)構(gòu) 。 砂帶的張緊通過改變張緊輪與驅(qū)動輪之間的中心距來實現(xiàn)。現(xiàn)采用彈簧手柄式砂帶快換機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)砂帶磨削中的張緊。 機(jī)構(gòu)運動原理如下：轉(zhuǎn)動手柄 1，帶動拉桿 3，使支架 4在支桿 8中左右移動。若支架帶動張緊輪 6向右壓縮彈簧 2，則縮短了張緊輪與驅(qū)動輪之間的中心距，便于裝卸砂帶。反之，彈簧推動支架張緊砂帶。 為保證張緊可靠，在調(diào)整后用螺釘 5將支架與支桿固定。 第七章 機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計實例分析 圖示為 磨削量進(jìn)給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) —— 屬于豎直方向的螺旋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，用以控制接觸輪與鋼軌的正確接觸和施力。設(shè)計中采用了 差動螺旋裝置
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