【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸出扭矩減小與運(yùn)行阻力減小相吻合。③、高速時(shí)，雖然電機(jī)轉(zhuǎn)速高輸出扭矩小，但空載走行阻力也小，不存在問(wèn)題，速度快了可節(jié)省作業(yè)時(shí)間。 架橋機(jī)走行受力計(jì)算 （ 1）架橋機(jī)牽引力計(jì)算 四臺(tái)牽引電機(jī)型號(hào) ZQ526B 額定功率 N=52kw=52020W 額定轉(zhuǎn)速 nH=1300r/min 最大轉(zhuǎn)速 nmax=2800r/min 減速箱為三級(jí)齒輪減速器 減速比 i= 走行輪直徑 D= 電機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速時(shí) ,架橋機(jī)走行速度 VH VH=60nHπ D/1000i =60 1300π （ 1000 ） =架橋機(jī)自力走行時(shí)用要求 V 走行速度≤ 5km/h 牽引電機(jī)輸出扭矩 T0 T0=60N/（ 2π n） 西南交通大學(xué)工程研究生碩士學(xué)位論文 第 5頁(yè) =52020 60/（ 2π 1300） =382Nm 三級(jí)齒輪閉式減速器效率 ~ 取η = 走行輪的效率取η輪 = 單動(dòng)軸牽引力 F0 F0=2T0iηη輪 /D =2 382 = 架橋機(jī)走行時(shí)最小軸重可按 200KN(20T)考慮 ф ф :粘著系數(shù) :根據(jù)牽引力計(jì)算規(guī)程 , ф =~ 架橋機(jī)總牽引力 F=4F0= （ 2）架橋機(jī)走行阻力計(jì)算 主機(jī)自重 320t、簡(jiǎn)支走行時(shí)前大臂托臂臺(tái)車(chē) 8t 加上架梁作業(yè)的工具、雜 件、枕木、機(jī)組人員等 6t。簡(jiǎn)支走行時(shí)總重量 320+8+6=334t G=334 =3277KN 參考起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)《液壓鐵路起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)計(jì)算》計(jì)算阻力 ① 坡阻力 FP FP=ω PG= 3277=77KN ② 曲線阻力 Fq 曲線半徑按 R=450m 計(jì)算 Wq= Fq=ω qG= 3277/450= ③ 運(yùn)行時(shí)由于磨擦沖擊產(chǎn)生的運(yùn)行阻力 Fb Fb=ω bG ω b：?jiǎn)挝贿\(yùn)行阻力 根據(jù)列車(chē)牽引計(jì)算有關(guān)資料 ω b=（ a+bv+cv2） /1000 a、 b、 c 與車(chē)輛類(lèi)型有關(guān)的常數(shù)， V：運(yùn)行速度 ， 一般 a＞＞ b＞＞ c。架橋機(jī)自力走行速度不超過(guò) 5Km/h。相比運(yùn)營(yíng)車(chē)輛很低，ω b≈ a. 電力機(jī)車(chē) a= 內(nèi)燃機(jī)車(chē) a= 貨車(chē) a= 架橋機(jī)主機(jī)內(nèi)燃作為動(dòng)力源 ,走行又用直流牽引電機(jī)可控硅調(diào)速 .轉(zhuǎn)向架又相當(dāng)于貨車(chē) .結(jié)合這些特點(diǎn) ,架橋機(jī)的ω b 為使計(jì)算偏于安全 ,取上述最大值 ,即ω b = Fb= 3277/1000= ④ 起動(dòng)慣性力 西南交通大學(xué)工程研究生碩士學(xué)位論文 第 6頁(yè) Fg=ω gG ω g：起動(dòng)單位慣性力，參考相近類(lèi)型機(jī)車(chē)取ω g′ =,考慮到長(zhǎng)征Ⅲ 160 架橋機(jī)輪對(duì)使用滑動(dòng)軸承，ω g 增大 40%，取ω g= ，ω g′ = Fg= 3277= ⑤ 風(fēng)阻力 Fω 架橋機(jī)按寬 、高 6m，風(fēng)載體形系數(shù) ,風(fēng)力按 150N/m2 計(jì)算。 Fω = 6 150= ⑥ 走行總阻力 F0=Fp+Fq+Fb+Fg+ Fω =77++++=121KN 牽引力 F= 牽引能力利用系數(shù) F0/F==% 桁車(chē)走行系統(tǒng)改造 （ 1）改造理由 新造桁車(chē)加大了爬坡能力，該機(jī)原桁車(chē)是全液壓，設(shè)計(jì)爬坡度小，液壓過(guò)載能力差，滿足不了 17‰的架梁工況，又加上桁車(chē)上帶電機(jī)、液壓泵，噪音大、振動(dòng)大，液壓管路泄漏大、可靠性差，漏油使大臂及桁車(chē)上打滑，影響安全，根本不能滿足金筠線架梁需要。現(xiàn)改為全電動(dòng)起吊、走行，功率加大，并且重載低速，工作平穩(wěn)，空載高速，提高了作業(yè)速度。起吊功率加大，增強(qiáng)了可靠性，又考慮了高海拔地區(qū) 功率儲(chǔ)備應(yīng)當(dāng)增大。對(duì)于走行，線路是 17‰的大坡道，架橋機(jī)尾臂懸臂下?lián)希脖凵系趿焊哟罅似露?，中大臂有下?lián)?，桁?chē)走在中大臂上有可能加大，也可能減小坡度，極端情況，最大坡度遠(yuǎn)大于 17‰，走行功率儲(chǔ)備一定要更大，并且有一個(gè)桁車(chē)既要吊起梁的一端（梁半重），隨著桁車(chē)前進(jìn)，將梁的另一半也拖著前進(jìn)，下面就對(duì)這種情況進(jìn)行計(jì)算。（需要說(shuō)明一點(diǎn)，前大臂上的坡度可以通過(guò)架橋機(jī)零號(hào)柱的高度來(lái)調(diào)節(jié)，其實(shí)際坡度可以小于 17‰）。 （ 2）新桁車(chē)走行傳動(dòng)及計(jì)算 ① 傳動(dòng)方案及牽引力計(jì)算 新設(shè)計(jì)桁車(chē)走行傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)桁車(chē)由自身帶制動(dòng)的電機(jī)、 蝸桿減速箱和三級(jí)開(kāi)式齒輪傳動(dòng)組成。 電機(jī)型號(hào) YEZS1604/8，雙速電機(jī)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 M 堵 ，額定轉(zhuǎn)矩 MH，最大轉(zhuǎn)矩Mmax。 低速 690r/min 功率 ， M 堵 /MH=， Mmax/MH= 高速 1420r/min 功率 11KW， M 堵 /MH=， Mmax/MH= 西南交通大學(xué)工程研究生碩士學(xué)位論文 第 7頁(yè) 蝸桿減速箱型號(hào) CWU16020 ，減速比 i=，效率η 蝸 = 三級(jí)開(kāi)式齒輪減速器， Z1=76， Z2=101， Z3=25， Z4=78， Z5=18， Z6=43 i=Z2 Z4 Z6/（ Z1 Z3 Z5 ） =101 78 43/（ 76 25 18） =，每一級(jí)開(kāi)式齒輪效率取 總傳動(dòng)比 i∑ =i 蝸 i= 走行輪 D 輪 = 走行速度 V=nπ D/i∑ 低速 n=690r/min， V=690 /= 高速 n=1420r/min， V=1420 /= 低速重載走行，高速輕載或空載走行，因此只計(jì)算低速牽引力。 電機(jī)輸出 扭矩： T0=N/（ 2π n/60） =60N/（ 2π n） =5500 60/（ 2 90π） = 單 動(dòng) 輪 牽 引 力 F0=2T0i η 蝸 η 總 3/D=2 桁車(chē)輪壓：最小可按 200kN 考慮， K=，根據(jù)列車(chē)牽引計(jì)算規(guī)程，各種機(jī)車(chē)在低速時(shí)的粘著系數(shù)ψ =，可認(rèn)為 K＜ψ 每個(gè)桁車(chē)兩個(gè)主動(dòng)輪，總牽引力 F∑ =2F0= ② 桁車(chē)走行阻力計(jì)算 A、桁車(chē)工況：按設(shè)計(jì)，每個(gè)桁車(chē)可起 吊 80t，即 40m 梁，目前沒(méi)有 40m 梁，額定工況取吊 65t，即 32m 梁，桁車(chē)自重（ 16t）加吊重。 對(duì)于 40m 梁， Gmax=16+80=96t=942KN 對(duì)于 32m 梁， Gmax=16+65=81t=795KN 另外，根據(jù)作業(yè)工況有一個(gè)桁車(chē)需要拖梁走行，又增加了附加載荷。 B、桁車(chē)吊梁走行阻力 摩擦阻力系數(shù)ω： 走行輪 D=400mm，軸承 7520， d 內(nèi) =100， d 外 =180， d=（ d 內(nèi) +d 外 ） /2=140 滾動(dòng)摩擦系數(shù) f，查表得 f= 車(chē)輪軸承摩擦系數(shù)μ， 查表得μ = 附加摩擦阻力系數(shù)β，查表得β = ω =（ 2f+μ d）β /D=（ 2 + 140） 坡度 i：線路坡度 ，考慮到尾臂下?lián)?，中大臂也有可能下?lián)匣蛏瞎?，因?i取值更大一些， i= 彎道阻力：前大臂與中大臂連接處有彎道，取 K 彎 = 風(fēng)力： 西南交通大學(xué)工程研究生碩士學(xué)位論文 第 8頁(yè) 桁車(chē)迎風(fēng)面積 ，梁迎風(fēng)面積 2m ，風(fēng)載體形系數(shù) ，風(fēng)力150N/m2 Fω =（ +2 ） 150=2352.= 穩(wěn)定運(yùn)行總的靜阻力 Fj： Fm：最大摩擦阻力， Fp：坡度阻力， F 彎 ：彎道阻力 Fj=Fm+Fp+F 彎 +Fω =ω G+iG+K 彎 G+Fω Fj=（ω +i+K 彎 ） G+Fω Fj=（ ++） G+Fω =+Fω 40m 梁 Gmax=942KN， Fjmax= 32m 梁 GH=795KN， FjH= C、桁車(chē)拖梁走行阻力 拖拉載荷：拖梁小車(chē)及支撐物件：每套 2t， 共 2 套。 40m 梁半重 80t，拖拉重量82t； 32m 梁半重 65t，拖拉重量 67t。 G 拖 max=82 =804KN G 拖 H=67 =657KN 拖拉摩擦阻力： 拖拉滾輪 D=170 ，滾動(dòng)軸承 d=（ 65+120） /2= f：滾動(dòng)摩擦系數(shù) ， 查表得 f= μ：滾動(dòng)軸承摩擦系數(shù) ，查表得 μ = β：附加摩擦阻力系數(shù) ，查表得β = ω：摩擦阻力系數(shù) ω =（ 2f+μ d）β /D=（ 2 + ） i：坡度 ‰ ，按 24‰考慮， i= K 彎 ：通過(guò)兩車(chē)過(guò)渡處， K 彎 按 計(jì) 拖拉阻力： F 拖 =（ω +i+K 彎 ） G=（ ++） G= 40m 梁 G=804KN F 拖 =41KN 32m 梁 G=657KN F 拖 = D、桁車(chē)吊梁并拖梁走行總阻力 F=Fj+Fω 對(duì)于 40m 梁 F=+41=＜ F∑ 對(duì)于 32m 梁 F=+=＜ F∑ F∑：每個(gè)桁車(chē)兩套主動(dòng)輪總的牽引力， F∑ = 。 海拔 1000 米以上，電機(jī)使用功率有所降低，金筠線大坡地段的海拔在 300 米左 西南交通大學(xué)工程研究生碩士學(xué)位論文 第 9頁(yè) 右，對(duì)于 32m 梁，其牽引力儲(chǔ)備可以滿足要求。 架橋機(jī)其他改造項(xiàng)目 （ 1）尾臂加長(zhǎng) ：相當(dāng)于增加了懸臂走行架橋機(jī)后部配重，使前軸重減小，后軸重增大，前后軸重差減小。經(jīng)測(cè)試，前軸重為 30t，后軸重為 既便于橋頭壓道加固，又增加了懸臂走行的穩(wěn)定性。另外尾臂接長(zhǎng)后，前桁車(chē)可以在尾臂較前 端吊梁，并拖梁前進(jìn)到適當(dāng)位置，后桁車(chē)可以在尾臂較前端吊梁。梁片不必拖進(jìn)主機(jī)，并減少了一道主機(jī)拖拉系統(tǒng)拖拉梁片的拖梁工序。不但節(jié)省了時(shí)間，還改善了改造前曲線拖梁比較困難的問(wèn)題。 （ 2）中大臂改造：增加中大臂下?lián)?，使前大臂上翹，從而減少了架橋機(jī)懸臂對(duì)位時(shí)前大臂前端零號(hào)柱的下?lián)狭?，有利于懸臂?duì)位及上橋墩橋臺(tái)。一、二 號(hào)柱處增設(shè)鎖定螺栓，使中大臂與一、二號(hào)柱鎖定，增加了穩(wěn)定性，取消安裝困難的剪力板，提高了組裝解體效率。 （ 3）研制了桁車(chē)卷筒自動(dòng)排繩機(jī)構(gòu)。所有路內(nèi)架橋機(jī)都未很好地解決排繩問(wèn)題，由于排繩不好，甚至出現(xiàn)過(guò) 起吊鋼絲繩擠壓損傷造成事故。這次改造，創(chuàng)造性的解決了這一難題，能自動(dòng)排繩，其排繩機(jī)理在國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)先例。 （ 4）桁車(chē)卷筒緊急停車(chē)裝置：所有正在使用的架橋機(jī)制動(dòng)器都安裝在電機(jī)后端減速器前面，萬(wàn)一減速器或卷筒出了問(wèn)題，仍保證不了安全。這次改造，又在卷筒端蓋上加裝了一套棘爪緊急制動(dòng)機(jī)構(gòu)，這也是國(guó)內(nèi)架橋機(jī)首創(chuàng)。該機(jī)構(gòu) 2020 年初在達(dá)萬(wàn)線架梁時(shí)，出現(xiàn)卷筒太陽(yáng)輪切齒（因齒輪制造質(zhì)量問(wèn)題）現(xiàn)象，橋梁失控急劇下墜，及時(shí)投入緊急制動(dòng)，避免了機(jī)毀人亡的特大事故。 （ 5）新制零號(hào)柱：新零號(hào)柱分上、下段，上、下段均有伸縮油缸，可以克 服懸臂撓度及調(diào)節(jié)零號(hào)柱總高度以滿足架設(shè)各種橋梁的需要。新零號(hào)柱還考慮了在電氣化線路接觸網(wǎng)下架、拆小橋的新功能，便于電氣化線路改造施工。 （ 6）其他：對(duì)吊梁扁擔(dān)、前大臂橫梁、前大臂托臂臺(tái)車(chē)等都進(jìn)行了相應(yīng)改造。使架橋機(jī)的使用性能、各工作機(jī)構(gòu)的可靠性、整機(jī)安全性能都有很大提高。 架橋機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)改造 架橋機(jī)自力走行線路坡度增大了，要能上得去，這就是牽引力夠不夠的問(wèn)題；下坡又要?jiǎng)x得住，即制動(dòng)可靠性。針對(duì)制動(dòng)問(wèn)題又專(zhuān)門(mén)請(qǐng)?jiān)軜驒C(jī)制動(dòng)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行了校核計(jì)算，結(jié)論是該機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)能滿足 17‰的線路坡道要求。因此整 個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)未作大的改動(dòng)，此次改造對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了全面的檢修，強(qiáng)度、剛度不夠的地方進(jìn)行了加強(qiáng)，不合理的結(jié)構(gòu)及布置進(jìn)行了改造。 西南交通大學(xué)工程研究生碩士學(xué)位論文 第 10頁(yè) 長(zhǎng)征 IIB 型鋪軌機(jī)改造 動(dòng)力系統(tǒng)改造方案 長(zhǎng)征 IIB 型鋪軌機(jī)自重 168 噸，改造前動(dòng)力系統(tǒng)為兩臺(tái) 150KW 柴油發(fā)電機(jī)，其中一臺(tái)驅(qū)動(dòng)三根動(dòng)軸，另一臺(tái)備用。由于其運(yùn)動(dòng)時(shí)沖量（質(zhì)量速度）相對(duì)較小，故此處僅考慮其爬坡能力。改造前該型鋪軌機(jī)實(shí)際爬坡能力為 12‰，為使其滿足爬坡 17‰的要求，采用以下方案： 由于動(dòng)力系統(tǒng)總功率較之牽引電機(jī)總功率有較多余量，考慮增加一套驅(qū)動(dòng)電機(jī)、動(dòng)軸和減速箱，各部件參數(shù)與原驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)保持一致，從而使總功率由 52 3=156KW 增加為 52 4=208KW。改造原電控系統(tǒng)，使兩臺(tái) 150KW 發(fā)電機(jī)各帶動(dòng)兩臺(tái)牽引電機(jī)工作，并采用同軸電位器同步調(diào)整兩臺(tái)整流柜電流、司機(jī)室集中控制方式。經(jīng)改造后，提高了鋪軌效率，且改造費(fèi)用較低。 （ 1）理論計(jì)算 ① 牽引力計(jì)算： 已知參數(shù)：鋪軌機(jī)自重 168 噸，軌排拖拉鋼軌、雜件等重 2t，載重 6 層軌排時(shí)總重260 噸，牽引電機(jī)為 ZQ526B 型（功率 52KW， n 額 =1300r/min， nmax=2800r/min），減速器速比 i=，走行輪直徑 D= 。 取用參數(shù)：減速器效率η 1=，走行輪效率η 2=。 電機(jī)輸出扭矩： (n=1300r/min 時(shí) ) T0