【文章內容簡介】 把鋼軌吊出車架兩米，可以采用折疊臂，還要考慮到吊鉤的上升下降等問題。照明方面：照明25m規(guī)符合照度要求，30m范圍內要看清，照明裝置采用伸縮結構，這里可以參考路燈作業(yè)車。這里涉及到燈泡的選用。作業(yè)平臺采用回轉機構，這樣就可以無級的實現工作空間位置。這里要考慮到臺框的設計。雖然作業(yè)平臺在一年四季中都可能用到，但是作業(yè)平臺的運用頻率不是很高，考慮到作業(yè)平臺的靈活性，平臺小車不用的時候可以拆下放在儲藏室里。平板車設置成可以兩人同時協(xié)同工作，平板車采用型號p70,平板車可以實現上下左后前后的控制，以實現上面的接觸網的范圍都可以接觸到。操縱系統(tǒng)要實現對各種系統(tǒng)的操縱，這里要考慮到各種機構的設計、電氣方面的設計、液壓方面的設計、編程方面的設計等。探傷系統(tǒng)工作時需要對內部系統(tǒng)進行仔細的檢查，所以速度不能太高，速度控制在10km/h，探傷裝置上面安裝有探頭，探頭是和鐵軌離的比較近的，數量級控制在毫米級，對鐵軌進行直接的仔細的檢查，鐵軌在工作的時候探頭伸出，不工作的時候工作頭就伸回去，這里面要考慮到液壓的設計。因為在進行探傷的時候可能會有雜波的產生對探傷系統(tǒng)造成干擾，因此要探傷系統(tǒng)在軌道上能反復的運行。反復的形式采用車體不反復而只有探傷系統(tǒng)單獨反復。由于目前搗固技術比較成熟，所以這里不再對搗固系統(tǒng)進行系統(tǒng)的設計，只是進行對搗固小車的選型，選型后主要考慮和車體的聯(lián)結。在選型方面，可以考慮選購什邡瑞幫有限責任有限公司生產的搗固小車。在結構參數方面：，下插30厘米（從規(guī)底開始算起）。雖然搗固系統(tǒng)在一年四季中都可能用到，并且搗固工作用的頻率較高，但考慮到設計的方便性、搗固系統(tǒng)的方便靈活性和能源的節(jié)約性，這里可以把搗固系統(tǒng)做成一個單獨的系統(tǒng)，當鐵路線路需要搗固時，就把搗固系統(tǒng)和車體聯(lián)結起來然后進行作業(yè)，當搗固任務完成已經不需要搗固系統(tǒng)的時候就把搗固系統(tǒng)從車架上卸下來放到儲藏室里面，這就要求系統(tǒng)的安裝和拆卸比較靈活。液壓系統(tǒng)的設計涉及到車體上走行機構的設計、清掃系統(tǒng)、打磨系統(tǒng)、除雪系統(tǒng)、灌木修剪系統(tǒng)、起吊系統(tǒng)探傷系統(tǒng)搗固系統(tǒng)、制動系統(tǒng)的液壓設計。這里要考慮流量、壓力、穩(wěn)定性。例如在銑鋼軌進行刀頭轉動時要實現轉動精確。 整機整體設計布局關于設計的總體方案，現在有兩種可供選擇的方案：：車體采用背靠背的形式，中間不加平板小車，只是把車體做的更長一點，中間可以放各種暫時不用的工作裝置，在換普通鋼軌放置壞掉的普通鋼軌和新的普通鋼軌，在切割和焊接無縫鋼軌時可以放置要切割的或焊接的無縫鋼軌。：車體采用背靠背中間加平板小車的形式。由于目前在軌道車輛方面平板小車運用的非常普遍，平板小車的技術已經非常成熟，并且平板小車運用起來也非常靈活，還有就是當不用平板小車的時候，車體就不會顯得非常龐大，這樣就可以節(jié)省能源，鑒于以上原因，本設計決定采用方案二。整機整體設計布局采用了方案二，現在來確定整機與各作業(yè)系統(tǒng)布局的設計方案。設計初期經過小組成員的討論確定了兩中各個作業(yè)系統(tǒng)的布局方案，：：現在結合上述各個作業(yè)系統(tǒng)設計方案的要求，本設計決定采用方案二。 各裝置與車架的連接關系 綜述多用途作業(yè)車包涵了打磨、探傷、除雪、清掃、搗固、起吊和作業(yè)平臺、換軌、切軌和焊軌、灌木修剪等多項作業(yè)。但只有起吊裝置、清掃裝置、除雪裝置是與車架相連接的，其余的只是放在車體上，工作時候與車架無關。 車架與起吊裝置和作業(yè)平臺裝置系統(tǒng)連接車架與起吊裝置的連接為螺栓連接，起吊裝置的安裝平臺和起吊裝置的安裝底座上開有螺孔，為20個直徑21mm的螺孔，起吊裝置通過螺栓與車架上起吊底座相連接。起吊底座通過焊接和螺栓連接的方式與車架相連接，；圖 車架與清掃裝置的連接車架與清掃裝置的連接為銷連接，在車架的后面上設計出連接銷孔，在清掃裝置的連接桿上設計配套的連接銷孔。銷為大頭直徑32mm,小頭直徑25mm的銷。銷孔座焊接的車架上，在車架尾部下方還有一個清掃裝置定位孔，也是通過桿件進行連接。與清掃裝置連接的槽口；清掃裝置定位孔 車架與除雪裝置的連接車體與除雪裝置的連接為掛鉤式連接，在車架的后面設計出掛鉤孔，在除雪裝置的連接桿上設計出配套的掛鉤。掛鉤孔為400mm310mm的掛鉤孔。 內燃機在車架上的安裝 內燃機的安裝采用了安裝架和螺栓連接的方式固定在車架上。 分動箱在車架上的安裝分動箱的安裝采用了安裝架和螺栓連接的方式固定在車架上。 水箱和電瓶箱在車架上安裝水箱和電瓶箱的安裝采用了安裝架和螺栓連接的方式固定在車架上。 油箱在車架上安裝油箱的安裝采用了安裝架和螺栓連接的方式固定在車架上。 總風缸、空壓機、空氣濾清器在車架上的安裝總風缸、空壓機、空氣濾清器采用了安裝架和螺栓連接的方式固定在車架上。 消聲器、均衡風缸、副風缸、油水分離器在車架上的安裝消聲器、均衡風缸、副風缸、油水分離器采用了安裝架和螺栓連接的方式固定在車架上。第三章 車架結構設計 車架的一般結構形式車底架是一平面矩形框架體結構由各種不同截面的鋼梁構成。： 1－端梁；7－枕梁；3－縱梁；4－側梁；5－橫梁；6－中梁。 車架的組成及作用車架主要包括中梁、側梁、橫梁、端梁、輔梁和心盤牽引銷裝置等，采用型鋼、鋼板和鑄鋼件鉚焊而成。其中，中梁為車架的主要受力部件。牽引力的軌道車采用箱式結構，以提高車架的剛度和強度。車架的下面焊有心盤、旁承座，車架通過新盤和旁承實現與轉向架的連接，心盤和旁承傳遞橫向、縱向和垂向力。側梁是聯(lián)接各部件, 組成車架整體的主要部件, 也是車架承載的重要部件。車體車架是機車的骨架。它既是各種設備，如柴油機、傳動裝置、大型電氣設備和各種輔助機組的安裝基礎，又要傳遞各個方向的力：（1）將所承受的垂直載荷即各種設備的重力通過旁承傳給轉向架；（2）機車運行時通過車鉤、緩沖裝置傳遞機車與車輛之間的縱向力，例如牽引力、制動力、沖擊力；（3）承受轉向架傳來的橫向力。同時也起到保護機械、電氣設備和乘務人員不受雨、雪、風、砂的侵襲和隔音、隔熱的作用。 現代機車對車架的要求 機車的車體車架是整個機車的主體，受力十分復雜。應具有足夠的強度和剛度，以免影響柴油機曲軸的工作和保證各連接件的同心度，使安裝在其上的各種設備正常工作?，F代干線機車向高速大功率方向發(fā)展，機車質量也相應增大。而機車軸重卻受線路條件的限制。因此，機車重量成為限制增大機車功率的主要因素。如何設法減輕機車各部件，特別是諸如車體車架等大部件的質量，是實現單節(jié)大功率機車重要措施之一。目前技術人員對承載式車體，進行了精確的計算，盡量合理地利用材料，做到既保證車體車架的強度、剛度和可靠性，又減輕質量。幾種內燃機車車體車架的質量指標 ，車體車架按車架長度的質量指標，~1t/m左右，~。美國鐵路由于采用重型鋼軌，線路強度大，容許的軸重也高。一般為27t~28t，甚至可達30t左右。由于對機車質量的限制矛盾不突出，因而，美國機車質量指標不高。而大多數歐洲國家鐵路的線路條件和我國接近，因此這些國家的機車制造工業(yè)的實踐經驗，特別是為發(fā)展大功率機車而作出的降低機車質量的努力，是值得我們借鑒的。因此，設計制造機車的車體車架時，應滿足以下要求：盡可能滿足乘務人員的正常工作環(huán)境，如機車操縱，瞭望方便等；保證有足夠的強度、剛度和運行的安全可靠；便于安裝動力裝置、輔助裝置和緩沖裝置；在制造及修理時，結構上有較好的工藝性；外形美觀、流線化，具有良好的空氣動力學性能，以減小空氣阻力，滿足高速的要求；車體外形尺寸應符合國家規(guī)定的機車車輛限界；盡可能減輕重量。 車架的材料選擇我國國產機車的車體車架材料，目前大多數仍采用普通碳鋼。國外鐵路的經驗表明，采用低合金鋼作為車體車架焊接結構的承載元件，可降低車體車架質量，這對大功率內燃機車特別重要。低合金鋼材料按照ГOCT1928173和552079標準有092Г. 09Г2C, 10Г2C1Д,15XCHД和IOXCHД等牌號。應用低合金鋼可提高部件的靜強度，計算指出，如采用09Г2低合金鋼，車體車架質量可降低10~15%，~3t。低合金鋼制造的車體車架焊接結構的承載元件，在低溫環(huán)境下(甚至氣溫達一60186。C時)沒有變脆裂損的趨向，這在寒冷地區(qū)是比較合適的。根據國外資料的記載，在不同氣候條件下，車體車架零部件運用的可靠性也有不同，例如牽引緩沖座，燃料箱等部件的裂損，主要發(fā)生在北方地區(qū)的寒冷冬天。應該指出的是，低合金鋼具有較高的應力集中敏感性，特別是在構件焊接接頭處。我國東風4型內燃機車的承載式車體的各種組合梁、桿件及蓋板，都采用高強度低合金鋼60Mn，它具有較好的可焊性，抗拉強度為52daN /mrn178。屈服極限為36daN/mm178。延伸率為21%。車體外皮采用A3鋼板。其他如牽引緩沖座、上旁承座、牽引拉桿座等則采用ZG25II鑄鋼。 根據以上參考和多用途作業(yè)車的工作情況及強度要求，車架材料選擇Q345合金鋼，它具有較高的強度和較好的可焊性。 車架結構設計中應考慮的問題車架作為整個機車基礎，各種機組及設備都要安裝在它上面。因此，在車架結構設計中要考慮的因素較多。現僅就如下幾點加以說明。(1) 車架結構設計的首要問題是，在車架橫斷面規(guī)定的范圍內，在重量允許的情況下，合理選取車架的橫截面積，并恰當地分配金屬材料，力求車架中部具有最大的截面系數，以滿足車架強度和剛度要求。(2)在進行車架結構設計時，應該充分考慮到工廠現有的裝備及生產工藝． 非承載式車體的車架均以縱向貫通梁作為其中粱和側梁。這些貫通車架全長的梁如果采用壓型梁，雖然可在重量上得到好處．但因批量小而不能向銅廠訂購特殊斷面的型材．往往加重了制造中壓型工作量。同時，壓型粱還受到工廠設備限制．每段不能太長，因此需要多段拼接。這樣不僅增加了校直工作量，其拼接質量也難以控制。因此．在結構設計中應盡量選用常用的型材，即重量輕、截面系數大的型材。(3)合理設置牽引電機的通風管道。對于非承載式車體的車架，在進行結構設計時往往不考慮風道管路。風道管路大多獨立于車架之外．形成獨立的通風系統(tǒng)。這樣雖然能獲得滿意的通風效果．但這一部分相當可觀的金屬材料卻不能對車架起到加強作用。因此．在本車架結構設計中必須充分利用它．將風道管路作為車架的一部分來考慮。這樣不僅能滿足通風需要，而且能對車架中梁起到關鍵的加強作用，從而使車架的重量降下來，滿足設計要求。(4)車架內部應留有足夠的空間，用來布置各種眾多的電線管、制動管路，液壓油路等。(5)車架與轉向架的連接．機車上部結構是通過設置在車架下部的6個旁承座，坐在3組轉向架上。因此．旁承座梁應堅固。中梁底部應有牽引銷座，供安裝牽引銷，以傳遞機車牽引力。但我們設計的多用途作業(yè)車不考慮用轉向架，采用兩軸四輪的方式，因此要考慮車軸座與車架的連接。(6)車架上平面就考慮有足夠多的排水槽和排水管。 車架結構初步方案的提出目前車架的結構類型有邊梁型，X型，立體型，混合型。根據前段時間參觀的機車車架結構，以及鐵路多用途作業(yè)車的作業(yè)內容。進行了分析比較，選擇用邊梁型。以下是三種初步設定的多用途作業(yè)車車架結構簡圖。 長工字型車架 對稱網格型車架 多網格型車架 方案的比較 長工字型車架方案分析長工字型車架結構簡單，主要由中間兩根梁受力。因為車架是車體的主要組成部分，承擔著安裝各種設備的作用，它既是各種設備，如柴油機、傳動裝置、大型電氣設備和各種輔助機組的安裝基礎，又要傳遞各個方向的力。而長工字型車架不能有效的安裝各種設備。 對稱網格型車架方案分析對稱網格型車架的結構左右對稱，并有很多的橫梁結構，對于安裝各種設備比長工字型車架要方便。但現在轉向架很多都采用心盤和旁承的方式與車架相連接，對稱網格型車架對心盤的安裝很不方便。對稱網格型車架中間部分缺少梁連接，整個車架的穩(wěn)定性不夠高，容易變形。 多網格型車架多網格型車架的結構比較復雜，對于柴油機、傳動裝置、大型電氣設備和各種輔助機組等的安裝更加方便、牢固。能夠很好的將所承受的垂直載荷即各種設備的重力通過旁承傳給轉向架，機車運行時通過車鉤、緩沖裝置傳遞機車與車輛之間的縱向力，例如牽引力、制動力、沖擊力。承受轉向架傳來的橫向力。 確定車架的基本結構確定車架的基本結構，首先就是要選取合理的中梁結構 由于車架外形尺寸的限制，如果按以往承載式車體的車架中梁布置較寬的方式布置中梁，其車架高度只有300mm(考慮到車架底面與輪緣之間留有足夠間隙)。而中梁本身高度就更小了。這樣勢必要靠增加重量來彌補中梁截面系數的不足。因此，設計時將中梁位置向中部移動，即縮小兩根中梁間距．避開輪對活動區(qū)域。這樣中梁高度可以適當加高。中梁之間用下蓋板相連，上蓋板為整寬度蓋板，便于安裝各種機組與設備。兩中粱之間有足夠的空間布置各種電線管。中梁外側為輪對活動區(qū)。車架兩側為側梁，考慮減重及燃油箱加油口的布置，選用了槽型鋼作為側梁。側梁前后旁承處足以設置吊車座，通過插入吊車銷來滿足機車的吊裝或架車需要。側粱與風道梁之間用橫梁、旁承梁、柴油機支承梁相連接，各梁立板均開有孔洞，使于各種管路通過車架前后端板與中梁及各縱向梁相連，下有橫隔板及筋板加強，車鉤緩沖裝置用4個螺栓緊固于端板上，端板承受著牽引力和沖擊力作用。中梁底部焊有牽引銷座，牽引銷用螺栓固定在牽引銷座上，在旁承梁底部設有吊掛轉向架用的吊座．車架上蓋板中部設有數組排水槽，車架兩側設有一排排水管。車架總長度為13000mm,寬度為3000mm。 車架結構設計的演變過程車架結構的設計是經過多次演變，才得到最終的結構形式，、、。 各裝置在車架上的布置 各裝置在車架上的布置圖1—空氣濾清器；2—夾軌器底座；3—內燃機；4—轉向架底座；5—軸箱；6—分動箱；7—消聲器；8—副風缸；9—電瓶箱；10—水箱；11—總風缸；12—除雪裝置懸掛座；13—車鉤；14—空氣壓縮機；15—油水分離器；1