機械創(chuàng)新設計第七章-文庫吧
2024-12-22 00:00 本頁面
【正文】 ?鋼軌打磨機類型： ?一是進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。 特點： 砂輪為磨具，前者價格昂貴，能耗大，砂輪耗材大等；后者的功能和應用有局限性，打磨效率低，打磨質量差。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 ?二、創(chuàng)新構思及設計過程 ? ?對小型打磨機的性能要求主要有： ?1)安全實用，輕便，二人能搬動； ?2)能打磨道岔； ?3)能較準確打磨標準鋼軌輪廓面； ?4)打磨效率高，質量好，調節(jié)方便。 上述性能要求中的大部分是現有小型打磨機不具備的，也就是新型打磨機應達到的主要功能要求。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 ? ?(1)總體創(chuàng)新構思 在小型打磨機的總體構思中，突破原產品的約束，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引入打磨機的設計中，變剛性打磨為柔性打磨，從而改善磨削質量； ?2)在柴油機氣缸蓋等復雜曲面砂帶磨削裝置的誘導啟發(fā)下，構思出快速、準確打磨鋼軌輪廓面的成型打磨頭； ?3)現有小型砂輪打磨機都是單軌行駛，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，設計出雙輪行走部分，解決了打磨道岔的問題。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 在上述創(chuàng)新構思基礎上，通過功能設計法，設計出了小型砂帶打磨機，其總體方案見左下圖。 該打磨機由打磨系統(tǒng)和行走系統(tǒng)組成。打磨系統(tǒng)安裝在滑板6上，滑板可在導軌上移動，導軌固定在帶四個行走輪的減振底盤上?；逡苿又令A定位置，可通過鎖緊機構 8加以固定。兩個打磨頭 4經兩個帶滾動軸承的多片摩擦離合器 3，分別由兩臺汽油機 2驅動，打磨頭與鋼軌相對接觸位置的調節(jié)和鎖定由豎直方向和軌距方向的螺旋調節(jié)機構 5進行。底盤輪軸上裝配可調間隙的圓柱滾子軸承，使打磨機通過時其曲線具有隨軌自適性。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 ?打磨機的工作過程： 將打磨機推至工作區(qū)間，放下接觸輪，然后預調打磨頭與鋼軌的接觸位置； 根據鋼軌病害診斷結果（由專門設備完成），確定分次打磨的實際切深，再細調并鎖定； 最后開機至一定轉速，合上離合器，開始打磨。 打磨機由人力推動進給，打磨效果用專門的檢驗設備檢驗。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 ?(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行各種復雜形面的修整。 ?4)磨削質量好 —— 表面粗糙度值可小于 ～，在工件表面的殘余應力狀態(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 8～ 12h。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 ?(3)成型打磨頭部件的相似誘導移植設計 相似誘導移植是指借助類似或相近結構和技術，移植相似元中的部分要素或全部要素，結合當前具體問題，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，從而獲得當前問題的解決。 右圖為打磨頭傳動示意圖，圖中驅動輪 張緊輪 2和接觸輪 3為實體式，張緊輪與接觸輪均采用 凹型結構，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，提高磨削質量和效率。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 圖示為 砂帶張緊快換機構 。 砂帶的張緊通過改變張緊輪與驅動輪之間的中心距來實現?，F采用彈簧手柄式砂帶快換機構來實現砂帶磨削中的張緊。 機構運動原理如下：轉動手柄 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，在調整后用螺釘 5將支架與支桿固定。 第七章 機械系統(tǒng)創(chuàng)新設計實例分析 圖示為 磨削量進給調節(jié)機構 —— 屬于豎直方向的螺旋調節(jié)機構，用以控制接觸輪與鋼軌的正確接觸和施力。設計中采用了 差動螺旋裝置
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