【導(dǎo)讀】全靠人工作業(yè)，難以保證《鐵路線路維修規(guī)則》中作業(yè)質(zhì)量。還存在人工作業(yè)時(shí)間長，勞動強(qiáng)度大，工作效率低等弊端。因而影響裝新和維修軌道。為解決上述問題我們提出了設(shè)計(jì)軌道螺栓作業(yè)車，以配合大型養(yǎng)路機(jī)械工作，提。頭機(jī)構(gòu)，對12個螺栓進(jìn)行同步的旋松和扣減回收作業(yè)，連續(xù)作業(yè)時(shí)間只用6s。采用AB兩車循環(huán)作業(yè)提高了定位精度和作業(yè)的效率。加上設(shè)計(jì)了全套的機(jī)電智能控。制系統(tǒng)提高了作業(yè)的自動化程度和高效的鐵路養(yǎng)護(hù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書；畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告及專業(yè)文獻(xiàn)翻譯。在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下，火車已經(jīng)進(jìn)行了6次提速。為保障鐵路的行車安全和提?？奂氰F路鋼軌和軌枕之間的連接件，在線路的維護(hù)過程中，不可避免的要。其次針對總體的目標(biāo)討論各個部分的功能的實(shí)現(xiàn)方法，選擇最優(yōu)的方案。計(jì)各部分的相關(guān)聯(lián)系和組裝協(xié)調(diào)，確定整車的最優(yōu)方案。其后根據(jù)總體的要求設(shè)計(jì)動力系統(tǒng)和動力傳動系統(tǒng)的方案。用了單動力源輸入，三路徑輸出的總體動力傳輸方案。

　　

【正文】 秒。對于第一方案一個工作循環(huán)過程為 定位 ，擰松， 收件， 行走到下一個工作位子，夾緊。這幾個大概的工作流程，按照定位 2 秒，擰松 2 秒，收件 1秒，夾緊 2 秒行走到下一個工作位子按照所取的工作頭的不同而不同。如取 5 組*5= 到 *5=。按照最低要求車輛從上一工作位置行走到下一個工作位置需時(shí)為 3 秒。以 630*5=3150mm 折合每小時(shí)的公里數(shù)為 度還是相當(dāng)小。對于初次的定位有相當(dāng)?shù)膸椭０凑沾斯ぷ黝^數(shù)，車的基本長度為 米左右，寬度為 2 米左右。 第二種方案 ： 按雙車輪回工作。在兩車設(shè)計(jì)相同的工作頭，考慮要使用液壓系統(tǒng)，需要使用柴油機(jī)，現(xiàn)行的柴油機(jī)長度都在 以上，在考慮一個較佳的工作流程（先兩車連續(xù)間接作業(yè)，后由一車前進(jìn)作業(yè)另一車前進(jìn)但不作業(yè)，后由兩車一起前進(jìn)整車距離。）我們設(shè)計(jì)每節(jié)車廂上有四個工作頭，整車上一共有 8 個。從夾緊后開始計(jì)算，A 車定位 1 秒，擰松 3 秒，收件 1 秒同時(shí) B 車完成定位和夾緊。在 B 車工作時(shí) ， A車完成下一次的定位和加緊同時(shí)工作，而 B 車再次完成定位和夾緊后工作。同時(shí) A車只是進(jìn)行下一次定位和加緊而不工作，在 B 車完成后 AB 同時(shí)前進(jìn) AB 車距完成一個工作循環(huán)。即是車在 15 秒內(nèi) 4*4=16 根軌枕的工作，由 16 根的最低需時(shí)西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 16*= 秒 = 秒有充分的時(shí)間讓車進(jìn)入下一個工作循環(huán)的準(zhǔn)確位子進(jìn)入下一個循環(huán)。 整車的方案的確定 1． 方案的綜述 鑒于上述的兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。我們綜合考慮決定采用以下的方案 把整車分成 AB 兩車中間用液壓泵聯(lián)接。使用液壓泵來實(shí)現(xiàn) AB 兩車的初步定位，再用傳感器來實(shí)現(xiàn)精確。每個車同時(shí)對三根軌枕上的扣件施行扭松。共有 3x4=12 個扣件。 圖 25 AB 兩車方案圖 2． 車輛的工作原理 圖 26 AB 兩車作業(yè)原理圖 開始時(shí) AB 兩車同時(shí)在原位置工作。當(dāng) B 車工作完成后， A 車夾緊由液壓系統(tǒng)把 B 車推到下一個工作位置如圖 26 的 B1 位置。同時(shí) B 車夾緊開始工作，在 B 車工作時(shí)由液壓系統(tǒng)把 A 車?yán)?A1 位置，隨后夾緊工作。 在 A 車工作的同時(shí)把再次推到 B 車的下一位置。（及推拉的距離為中間間隔 6 個軌枕，距離大概為 3780mm）。由西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 以上的流程往復(fù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)不間斷的流暢高效作業(yè)。 3． 車輛的工作效率的計(jì)算 由于我們設(shè)計(jì)的是在車輛移動過程中傳感器掃描并確定停車位置，當(dāng)傳感器給出停車信號后，液壓系統(tǒng)停車，停車后夾具夾緊鋼軌。夾具夾緊鋼軌的時(shí)間為 1s 在夾具夾緊后，全部工作頭開始定位，定位時(shí)間為 ，定位好以后，工作頭開始工作，工作頭的工作時(shí)間 2s。工作頭工作完成以后把扣件提升到一定高度，需要的時(shí)間為。所以車在單個循環(huán)的時(shí)間是 。傳感器的移動定位掃描時(shí)間是在車輛移動過程中完成的，所以不需要另外增加時(shí)間。所以整個循環(huán)的總時(shí)間是 ，完成 6 根軌枕的工作。 3600 = 6 = 1760 = ??? 由上訴公式計(jì)算得到每小時(shí)的完成的公里數(shù)為 。滿足 。 4． 整車各部分的安裝關(guān)系 由于我們的工作裝置的工作頭是對軌枕上螺栓和扣件工作。所以工作裝置的的中心是在軌枕上。由鐵路的軌枕的中心距離時(shí) 630mm，所以工作頭必須在離扣件中心的軌向 30mm 枕向?yàn)?20mm 的范圍內(nèi)移動。如圖 27 和 28。考慮扣件回收系統(tǒng)需要在車底留有空間，我們必須把扣件提高道一定的高度，最終定為工作頭工作完成以后把工作頭的底面提到離軌面 210mm 的高度。工作裝置的移動系統(tǒng)的底面離軌面為576mm。車架的底面離軌面為 450mm 的高度。同時(shí)在 A 車上裝有柴油內(nèi)燃機(jī)和分動箱，兩個液壓泵和一個發(fā)電機(jī)，為整車提供動力。在 B 車上出了裝有相同的工作裝置外還有一個作業(yè)的控制室。（如圖 29 ） AB 輛車的最近距離是 30mm，最遠(yuǎn)距離是3810mm。車寬為 2706mm，車高為 3000mm。整車長度為 6220（非工作的最近長度）。A 車重為 4T， B 車重為 3T 總重量為 7T。 整車有 24 個工作頭， 12 套工作頭移動定位系統(tǒng)，兩個液壓泵，一個發(fā)電機(jī)，一個內(nèi)燃機(jī)，一套上下道裝置，一套扣件回收系統(tǒng)。具體參見附圖 LSZYC1 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 圖 27 軌道扣件圖 圖 28 軌道扣件圖俯視圖 圖 29 整車方案圖 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 第 3 章 螺栓作業(yè)車動力及傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 螺栓作業(yè)車所需動力系統(tǒng)分析 螺栓作業(yè)車總體設(shè)計(jì)要求為使用液壓泵和液壓馬達(dá)實(shí)現(xiàn)工作 頭的工作和 車輛的前進(jìn)。所以我們必須要選擇用內(nèi)燃機(jī)，鑒于以往經(jīng)驗(yàn) 和液壓系統(tǒng) 的 要求 。本設(shè)計(jì) 選擇柴油內(nèi)燃機(jī)。汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動容易，制造成本低，但不符合 本設(shè)計(jì)的要求。柴油機(jī)壓縮比大，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性能和排放性能都比汽油機(jī)，并且在很多方面比汽油機(jī)有很多的優(yōu)勢，符合 本 設(shè)計(jì)需求。所以 本設(shè)計(jì) 選擇柴油機(jī)作為 本設(shè)計(jì) 的動力系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。 工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)和要求 (1)工程機(jī)械的施工場地往往是凹凸不平的，使內(nèi)燃機(jī)工作列受到很大的沖擊和振動，因此機(jī)體要有較大的剛度和強(qiáng)度，附件應(yīng)可靠地連結(jié)。為了減小底盤變形對 內(nèi)燃機(jī)的影響，常在內(nèi)燃機(jī)與底盤之間采用三點(diǎn)支承或彈性支座的連接方式。 (2)工程機(jī)械經(jīng)常要在傾斜地面上工作，內(nèi)燃機(jī)應(yīng)能保證在前后、左右傾斜 30 度一 35 度的情況下可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)．因此對潤滑、冷卻和燃油供給等系統(tǒng)要有相應(yīng)的措施。 (3)施工場地的空氣含塵量很大 (可達(dá) 1． 5—2． 0 分 g/m3)，內(nèi)燃機(jī)不但要配備效率高、容量大的空氣濾清器，還應(yīng)配備高效率的燃油和機(jī)油濾清器，以保證內(nèi)燃機(jī)有較長的使用壽命。 (4)工程機(jī)械使用的地區(qū)廣，環(huán)境氣溫的變化幅度大，所以對燃油、機(jī)油、冷卻系統(tǒng)和起動方法應(yīng)作特 殊的考慮。 (5)工程機(jī)械在隧道或礦井工作時(shí)，內(nèi)燃機(jī)應(yīng)有嚴(yán)格的廢氣凈化和降低噪聲的措施 在水中工作時(shí)，要采用防水的密封結(jié)構(gòu)。 (6)工程機(jī)械在工作時(shí)，負(fù)荷的變化率很大。為使工程機(jī)械在任何轉(zhuǎn)速下均能穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，內(nèi)燃機(jī)需要使用性能良好的全程式調(diào)速器。 (7)工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)全負(fù)荷作業(yè)時(shí)間所用的比例放大。此外在工作時(shí)還經(jīng)常承受突加負(fù)載，甚至在某些情況下還需在超負(fù)荷的工作。因此扔矩儲備要大、工作轉(zhuǎn)速范西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 圍要寬，其扭矩儲備系數(shù)一般不應(yīng)小于 15％，轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)不應(yīng)小子 1． 4。 (8)一定用途的工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī) 在布置上有其特殊的要求。如推土機(jī)及裝載機(jī)希望內(nèi)燃機(jī)在飛輪前有側(cè)向動力輸出裝置 (輸出 50％ —70％功率 )，以便提升及轉(zhuǎn)向等機(jī)構(gòu)的取力 液壓傳動的工程機(jī)械則希望內(nèi)燃機(jī)前端 (自由端 )也能輸出部分功率以帶動液壓泵 液力傳動的工程機(jī)械其液力變矩器用油的冷都要由內(nèi)燃機(jī)冷卻系統(tǒng)來完成。 由以上特點(diǎn)可知，工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)是在十分苛刻的使用條件下工作的．在設(shè)計(jì)和制造時(shí)必須對內(nèi)燃機(jī)整體性能以及零部件的附屬設(shè)備進(jìn)行充分地考慮。采用相應(yīng)措施研制專用的工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)系列，或者由車用內(nèi)燃機(jī)變型使用，以滿足各種工程機(jī)械的要求。 由于線路養(yǎng) 護(hù)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，而作業(yè)周期要求縮短，目前工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)正在向大型化、高速化和增壓化發(fā)展。與此同時(shí)，還要求不斷提高其可靠性，延長使命壽命，降低燃油消耗。此外，降低工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)的噪聲和排氣污染也必須子以足夠的重視。 具體選擇原則 鑒于以上工程機(jī)械內(nèi)燃機(jī)的特點(diǎn)和要求，結(jié)合 本設(shè)計(jì) 的螺栓作業(yè)車的工作和作業(yè)情況。 螺栓作業(yè)車 的車輛在鐵道上工作， 設(shè)計(jì) 的工作效率是 ，要同時(shí)提供 12 個液壓工作頭的工作，夾具系統(tǒng)的工作和一個四米左右的液壓缸工作，同時(shí)還要提供上下軌道的動力?？偣β实男枨罅亢艽螅蠹s在 135160kw。所以從以下幾個方面選擇 本設(shè)計(jì) 需要的內(nèi)燃機(jī)。 （ 1） 功率的要求 本設(shè)計(jì) 的動力系統(tǒng)要同時(shí)提供 12 個液壓工作頭的工作，夾具系統(tǒng)的工作和一個三米左右的液壓港缸工作，同時(shí)還要提供上下軌道的動力，電磁鐵的使用功率。 該車 設(shè)計(jì)了兩個液壓泵每個的需要功率是 60kw，電磁鐵每個的需要功率是 總共12 個同時(shí)工作，一共是 15kw 左右。總功率的需求量大約在 135160kw 之間。所以要選擇能夠提供以上功率范圍的柴油內(nèi)燃機(jī)。 （ 2） 總體尺寸的要求 設(shè)計(jì) 選擇的柴油內(nèi)燃機(jī)的尺寸必須滿足 本設(shè)計(jì) 對整體作業(yè) 車的尺寸的控制要求。長度在 左右寬度在 左右。以滿足作業(yè)車的車架的能夠提供的要求。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 （ 3） 整體重量的要求 由于考慮到 本設(shè)計(jì) 要求車子能夠?qū)崿F(xiàn)比較精確的定位，故要求 選用機(jī)型 在滿足功能的前提下盡量減小 設(shè)計(jì) 的整車的質(zhì)量。以減小慣性對 該車 作業(yè)的影響，從而實(shí)現(xiàn)比較精確的定位。所以要求內(nèi)燃機(jī)的重量盡量小。 功率的計(jì)算 由于整車采用的是液壓系統(tǒng)工作，并且并且所需的功率較大，按照設(shè)計(jì)需要，采用雙泵工作提供全部液壓系統(tǒng)的工作。還需要有電力系統(tǒng)提供電磁鐵所需的電力。根據(jù)液壓系統(tǒng)的功率計(jì)算，每個液壓泵 所需的功率為 60kw，兩個總共需要 120kw 的功率。工作頭的電磁鐵和扣件回收系統(tǒng)的電磁鐵的 30kw?？偟墓β市枨鬄?150kw，由于設(shè)計(jì)采用的是圓柱齒輪傳動，考慮傳動的效率（如表 31） 表 31 齒輪傳動的平均效率 傳動類型 齒輪精度等級與結(jié)構(gòu)型式 7 級，閉式 8 級，閉式 脂潤滑，開式 圓柱齒輪傳動 圓錐齒輪傳動 1 5 0 0 . 9 8 = 1 5 3 . 0 6 1 2 2 4 5 k w1 5 3 . 0 6 1 2 2 4 5 0 . 9 6 = 1 5 9 . 4 3 8 7 k w? ? 由上計(jì)算公式得到總功率需求為 160kw 左右。 內(nèi)燃機(jī)的選擇 根據(jù)功率及其他的要求 ， 參考相關(guān)的適合工程機(jī)械的柴油內(nèi)燃機(jī)。選擇濰柴機(jī)器股份有限公司的 wd61567g3 系列工程機(jī)械用柴油機(jī) （ 圖 31） 。具體的參數(shù) 和動力曲線 如 表 31 內(nèi)燃機(jī)參數(shù) 表 和 圖 32 內(nèi)燃機(jī)負(fù)荷速度特性曲線 。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 圖 31 內(nèi)燃機(jī)外型圖 表 31 內(nèi)燃機(jī)參數(shù) 表 WD615 系列工程用柴油機(jī)型譜表 型 號 進(jìn)氣方式 功率 / 轉(zhuǎn)速 (kW /r/min) 最大扭矩 /轉(zhuǎn)速(Nm)/(r/min) 燃 油 耗(g/kWh) 主要配套 WD615 00G4 自然吸氣 118/2020 617/1350177。 50 220 ZL40 裝載機(jī) WD615 61G 增 壓 128/2020 750/1450177。 50 204 裝載機(jī)、壓路機(jī)、平地機(jī) WD615 64G 增 壓 162/2200 850/1450177。 50 210 ZL50 裝載機(jī) WD615 64T 增 壓 128/1850 830/1150177。 50 210 推土機(jī) WD615 00G6 自然吸氣 118/2020 617/1350177。 50 220 ZL40 裝載機(jī) WD615 00G8 自然吸氣 124/2020 617/1350177。 50 220 YZ16A 型壓機(jī) WD615 67G3 增 壓 162/2200 843/1450177。 50 210 ZL50D 裝載機(jī) WD615 67G328 增 壓 162/2200 843/1450177。 50 210 ZL50D 裝載機(jī) WD615 67G329 增 壓 162/2200 843/1450177。 50 210 ZL50D 裝載機(jī) WD61567G331A 增 壓 162/2200 843/1450177。 50 210 ZL50G 裝載機(jī) WD615 67G333 增 壓 162/2200 843/1450177。 50 210 ZL50G 裝載機(jī) WD615 67G336 增 壓 162/2200 843/1450177。 50 210 ZL50C 裝載機(jī) WD615 67G336A 增 壓 158/2200 855/1350177。 50 210 ZL50G、ZL50CXl裝載機(jī) WD615 64G28 增 壓 175/2200 920/1450177。 50 210 ZL60 裝載機(jī) WD615 67G 增 壓 162/2200 843/1450 177。 50 210 高原型 ZL50 裝載機(jī) WD615 68G 增壓中冷 213/2200 1202/1300177。 50 197 ZL80 裝載機(jī) WD615 68G2 增壓中冷 225/2200 1250/1300177。 50 197 路