鐵道液壓撥道機
鐵道液壓撥道機,鐵道,液壓,撥道機
摘要：
鐵路軌道，簡稱路軌、鐵軌、軌道等。用于鐵路上，并與轉轍器合作，令火車無需轉向便能行走。軌道通常由兩條平行的鋼軌組成。鋼軌固定放在軌枕上，軌枕之下為路碴。以鋼鐵制成的路軌，可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木，或路枕，功用是把鋼軌的重量分開散布，和保持路軌固定，維持路軌的軌距。一般而言，軌道的底部為石礫鋪成的路碴。路碴亦稱道碴、碎石或道床，是為軌道提供彈性及排水功能。鐵軌也可以鋪在混凝土筑成的基座上 （在橋上就相當常見） ，甚至嵌在混凝土里。
鐵路軌道必須經常維修以維持良好運作狀態(tài)。路軌維修是繁重的工作，以往要花費很多人力來完成，現(xiàn)已逐漸以機器取代。鐵路軌道的主要保養(yǎng)維修工作包括有:
打磨鋼軌 ，改善鋼軌的平面及縱面。
更換部分或全部鋼軌。
更換軌枕。
搗固、清理、更換及補充道碴。
在繁忙的線路上因為列車間距很短，因此鐵路營運者多數(shù)會以自動化的工程列車進行部分的維護工作，以提高工作效率。
Abstract：
The railway track,?referred to as rails,?rail,?rail?etc..?For?the railway,?and in cooperation with the?switch,?so the train can?walk without turning.?Track?usually consists of?two?parallel rails.?Rail fixed on the?sleeper,?the sleeper?under the ballast for the road.?Made of iron and steel rails,?than other?materials?to carry greater weight.?Sleeper,?sleeper,?sleeper?or?road,?rail?weight?function is toseparate the distribution,?and keep track?of fixed,?maintain the track gauge.?In general,?Lu?ballasted track?is arranged at the bottom of the?gravel?paved.Road,?also known as ballast ballast,?gravel or?ballast,?is to provide?flexibility for the track and drainage functions.?The rails?can also?spread on the?base?of concrete.?(the bridge is quite common),?or even embedded in concrete.
Railway track?must often?repair?in order to maintain the?good operation?state.Rail?repair?is?hard work,?takes a lot of?manpower to complete?the past,?is nowgradually?replaced?by?machine.?The main?maintenance?of railway track?repairwork?includes:
Rail grinding,?improve the?plane and?vertical?rail.
The replacement of?part or all of?the rail.
Replacing sleeper.
Tamping,?cleaning,?replacement and?supplement ballast.
In the busy?line?because the?train?spacing is very?short,?so?operators?will bepart of the?maintenance work?in?automation?engineering train?most,?to improve the work efficiency
目錄：
摘要： 1
Abstract： 1
目錄： 3
一，撥道機的背景 3
1.1撥道機的現(xiàn)狀 3
1.2撥道機的意義 4
1.3撥道機現(xiàn)有的分類 5
二，設計方法 5
2.1撥道機設計思路 5
底座的選用及其設計 9
銷軸的選用及計算 9
液壓泵的選用及注意事項 10
液壓缸活塞桿螺紋型式和尺寸系列 12
液壓缸的選型依據(jù) 13
2.4.1 、油缸受力分析 15
2.4.2 舉升油缸受力分析 17
2.4.3液壓缸的結構設計 17
2.4.4液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定 19
2.4.5液壓缸壁厚、外徑及工作行程的計算 21
2.4.6 液壓缸缸底和缸蓋的計算 22
2.4.7液壓缸進出油口尺寸的確定 22
2.4.8 液壓缸的主要零件的材料和技術要求 23
2.4.9 泵的計算與選擇 24
聯(lián)軸器 27
三，設計方案驗證 28
3.1液壓傳動的可行性分析 28
3.2液壓的優(yōu)點及其不足之處 28
四，總結 29
五，致謝 30
六，參考文獻 31
一，撥道機的背景
1.1撥道機的現(xiàn)狀
起撥道機克服了原來手提式小液壓起撥道器撥道力和撥道量小，操作者的勞動強度大，作業(yè)效率低，作業(yè)質量難以保證等不足；在不需或不便于大型搗固車作業(yè)的場合，發(fā)揮了重要的作用?？勺詣涌刂破鸬?、撥道量，大大提高鐵道線路的水平、高低、方向抄平與定向的效率和精度，特別適合線路的大、中修，新建、改道工程施工。
它作業(yè)時起道量和撥道量是由工人憑經驗控制，作業(yè)效率和作業(yè)精度均不能滿足工作要求。而鐵路有關單位曾經研發(fā)過的激光準直液壓起撥道機，雖然著眼于應用光電技術實現(xiàn)起撥道量的自動控制，但由于其測量與控制系統(tǒng)不完善，測量誤差大，且在曲線上不能進行測量控制，因此沒有得到廣泛的推廣
結構
智能液壓起撥道機由動力、液壓系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、作業(yè)機構（夾軌、起道、撥道）、走行機構和機架等部分組成
該機選用汽油機作為動力源,液壓系統(tǒng)為開式系統(tǒng)；走行輪上安裝位移傳感器，機架上安裝傾角傳感器；在鋼軌外側加裝正矢測量機構；用微型計算機系統(tǒng)處理測量數(shù)據(jù)；并參照標準數(shù)據(jù)控制夾軌機構、起道機構、撥道機構和走行機構的動作。為適應不同工況，該機還設有手動控制模式。對于長直路段，可采用激光準直儀控制起、撥道量。
工作原理
起撥道機到達作業(yè)地點后，輸入該點標準里程，人工推行機器先進行線路測量，測量完成后退回到作業(yè)起始點，啟動汽油機，汽油機帶動高速齒輪油泵產生高壓油進入電磁閥,傾角傳感器1將作業(yè)點的橫平信號、傾角傳感器2將作業(yè)點的縱平信號、正矢測量裝置中的位移傳感器2將正矢數(shù)據(jù)傳入計算機，計算機進行數(shù)據(jù)處理后根據(jù)位移傳感器1的信號調用標準線路數(shù)據(jù)，進行判斷決策，發(fā)出控制信號，啟動相應各控制閥，使各機構按規(guī)定程序和要求動作。該點作業(yè)完成后,工控機控制鋼軌夾鉗松開鋼軌，起撥道油缸收回，液壓馬達驅動走行輪，整機走行，感應開關確定已走到下一工作位置時停機，開始再次作業(yè)。在長直線段，安裝激光準直儀，起撥道機上的光電板與電流傳感器將起撥道機前端300~500m處激光光源轉變成電位差后傳輸?shù)接嬎銠C上，計算機處理后發(fā)出動作指令，機器動作。
為方便不同工況要求，還可通過控制柜上的動作按鈕人工控制各個油缸的動作。
1.2撥道機的意義
鐵路軌道，簡稱路軌、鐵軌、軌道等。用于鐵路上，并與轉轍器合作，令火車無需轉向便能行走。軌道通常由兩條平行的鋼軌組成。鋼軌固定放在軌枕上，軌枕之下為路碴。以鋼鐵制成的路軌，可以比其它物料承受更大的重量。軌枕亦稱枕木，或路枕，功用是把鋼軌的重量分開散布，和保持路軌固定，維持路軌的軌距。一般而言，軌道的底部為石礫鋪成的路碴。路碴亦稱道碴、碎石或道床，是為軌道提供彈性及排水功能。鐵軌也可以鋪在混凝土筑成的基座上 （在橋上就相當常見） ，甚至嵌在混凝土里。
鐵路軌道必須經常維修以維持良好運作狀態(tài)。路軌維修是繁重的工作，以往要花費很多人力來完成，現(xiàn)已逐漸以機器取代。鐵路軌道的主要保養(yǎng)維修工作包括有:
打磨鋼軌 ，改善鋼軌的平面及縱面。
更換部分或全部鋼軌。
更換軌枕。
搗固、清理、更換及補充道碴。
在繁忙的線路上因為列車間距很短，因此鐵路營運者多數(shù)會以自動化的工程列車進行部分的維護工作，以提高工作效率。
1.3撥道機現(xiàn)有的分類
(1)測量與控制系統(tǒng)采用充電電池供電，測量時不啟動汽油機，有效地避免了機器振動對測量誤差的影響。
(2)測量完成后由計算機系統(tǒng)根據(jù)測量值與標準值進行決策，發(fā)出動作指令，控制精確。
(3)起撥道均采用雙油缸，起撥道力大和起撥道量大，平穩(wěn)。
(4)勾軌時采用抱軌的方式，起撥道時不打滑，安全可靠。
(5)勾軌油缸通過楔形塊抵緊軌鉤滾輪，在撥道時軌鉤所受作用力通過楔形塊直接作用于機架上，從而避免了勾軌油缸受力，減小了對勾軌油缸的損壞。
(6)收放油缸油路安裝溢流閥，有效地減輕抬道現(xiàn)象。
該機在封鎖線路狀態(tài)下作業(yè),50kg/m及以上鋼軌均可適用,操作簡單,上下道方便,下道后不侵入撓藿鐢。
二，設計方法
2.1撥道機設計思路
2.1.1、技術參數(shù)
1、最大起道力 200KN
2、最大起道量 125mm
3、最大撥道力 200KN
4、最大撥道量 80mm／次
5、起撥油缸 Φ100×800mm
6、額定油壓 48Mpa
7、系統(tǒng)壓力 16MPa
8、手底泵手柄操作力 ≤260N
9、整機質量 24Kg
10、外形尺寸 550×180×240mm
2.1.2、工作原理
以汽油機為動力，直驅齒輪泵，由多路閥控制各工作缸動作，實現(xiàn)機架就位、勾軌、傾斜起撥油缸、伸出缸腳座，進行起撥道。
2.1.3、操作規(guī)程
1、作業(yè)前的準備：按油標線加足L-HM32（或N32液壓油）；按汽油機使用說明書加好燃油和專用機油；用500兆歐表分別檢查機架與鋼軌，軌勾與機架問絕緣電阻，其值不得小于0.5兆歐。并檢查整機是否完好，啟動汽油機，運轉5分鐘，各部分空載動作2~3次，沒有問題即可上道。
2、上道：操縱換向閥，使各工作油缸活塞桿收回。將下道導桿插入下道架擺正在鋼軌上，推機上道，落下行走輪，升高機哭拉走下道架取出導桿，再動作行走輪，機器下降就位。
3、作業(yè)：起道時，首先操縱換向閥動作勾軌油缸，使軌勾勾住雙軌，在兩起撥油缸垂直，放好橫擔的情況下，操縱換向閥，伸出油缸底腳，即可起道；撥道時，在收回雙腳，取下橫擔的情況下，再根據(jù)撥道方向旋開一個針閥，操縱換向閥動作傾斜油缸，使一個起撥油缸傾斜到一定位置，操縱換向閥伸起撥缸底腳，即可撥動雙軌。先收回底腳，再撥直油缸放好橫擔，完成作業(yè)
4、 下道：其操作過程和上道時相似。
2.1.4、安全規(guī)程
1、起道時、兩起撥油缸必須處于垂直狀態(tài)，應放好橫擔、兩針閥關閉、兩腳避開軌枕，否則有損壞機器的可能。
2、撥道時兩針閥有一閥開啟，起撥油缸傾斜到位后，傾斜油缸必須處于游動狀態(tài)（即換向操縱桿在中間位置），否則損壞機器。
3、油壓系統(tǒng)壓力己調定，不可隨意調高（大于16MPa）。
2.1.5、維護與保養(yǎng)
1、應經常保持整機干凈、整潔，每次作業(yè)完畢后，活塞桿應全部縮回，個防止銹蝕及碰傷；
2、經常檢查油箱液面高度，如不足應及時補充加油；
3、定期檢查發(fā)動機潤滑油液面，如不足應及時補充加油；
4、換季時，按發(fā)動機說明書，更換汽油及汽油機用潤滑油牌號；
5、經常檢查液壓系統(tǒng)是否漏油，如有漏油應及時維修或更換；
6、一年更換一次起撥道機油箱的機械油并清洗油箱；
7、起撥道機作業(yè)完畢下道后，應加蓋防雨罩。
2.1.6、常見故障及排除方法
序號
故障
可能發(fā)生的原因
排除方法
1
發(fā)動機不啟動
油箱沒油或開關沒打開
加油或打開開關
2
液壓系統(tǒng)漏油
接頭沒擰緊或密封件損壞
擰緊接頭或
更換密封件
3
油缸動作有阻滯現(xiàn)象
油缸內有空氣
操縱換向閥使油缸
動作2-3次全行程
4
發(fā)動機突然滅火
發(fā)動機超負荷工作
油缸伸到頭或縮到底后換向閥操縱手柄
要立即松開
5
油缸活塞桿
伸出緩慢
供油不足皮帶變形伸長
調整皮帶輪間距
或更換皮帶
2.1.7、易損件明細表
序號
圖號
名稱
規(guī)格
1
“O”形環(huán)
16×2.4
2
“O”形環(huán)
22×2.4
3
“O”形環(huán)
28×3.5
4
“O”形環(huán)
40×3.l
5
“O”形環(huán)
50×3.5
6
“O”形環(huán)
48×3.1
7
“O”形環(huán)
70×5.3
8
“O”形環(huán)
100×5.7
9
JB982-77
墊圈
10
10
墊圈
14
11
墊圈
18
2.7.8、隨機工具
內六角扳手：5、6、8mm各一把
開口扳手：22~24mm一把
底座的選用及其設計
綜合機械化采煤是指采煤工作面全部生產過程，包括破煤、裝煤、運煤、支護、采空區(qū)處理及回采巷道運輸、掘進等全部機械化。
1、綜合機械化采煤的設備：
綜采工作面的主要設備有：采煤機、可彎曲刮板輸送機、自移式液壓支架。簡稱“三機”
刮板輸送機是綜合機械化采煤工作面的主要運輸設備。除了運送煤之外，還可作為采煤機械的運行軌道，液壓支架移動的支點。
固定采煤機有鏈牽引的拉緊裝置或無鏈牽引的齒軌，并有清理工作面浮煤，放置電纜、水管、乳化液膠管等功能。
2、綜合機械化采煤的設備的安裝：
1）刮板輸送機的安裝順序：無論采用哪一種安裝方法，輸送機都應由機頭向機尾依次進行安裝，將機頭部布置在卸煤地點的合適位置，擺好放正，然后裝中部槽及刮板鏈的下鏈；最后裝接機尾部，再裝上刮板鏈下鏈以上工序經檢查無誤后，即可緊鏈試車，最后可裝上擋煤板，電纜槽和鏟煤板等附件，投入整機試運行。
銷軸的選用及計算
銷軸是一類標準化的緊固件，既可靜態(tài)固定連接，亦可與被連接件做相對運動，主要用于兩零件的鉸接處，構成鉸鏈連接。銷軸通常用開口銷鎖定，工作可靠，拆卸方便。銷軸的國際標準為ISO 2341:1986。國內標準GB/T882-2008
銷軸選用345材料，其許用應力為345Mpa
σ=200kn/（2*3.14*0.015*0.015）=14105Mpa＜345mpa
銷軸的強度合格
液壓泵的選用及注意事項
液壓泵是液壓系統(tǒng)的動力元件，是靠發(fā)動機或電動機驅動，從液壓油箱中吸入油液，形成壓力油排出，送到執(zhí)行元件的一種元件。液壓泵按結構分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵和螺桿泵。[1]
為液壓傳動提供加壓液體的一種液壓元件，是泵的一種。它的功能是把動力機（如電動機和內燃機等）的機械能轉換成液體的壓力能。影響液壓泵的使用壽命因素很多，除了泵自身設計、制造因素外和一些與泵使用相關元（如聯(lián)軸器、濾油器等）的選用、試車運行過程中的操作等也有關。
液壓泵的工作原理是運動帶來泵腔容積的變化，從而壓縮流體使流體具有壓力能。
必須具備的條件就是泵腔有密封容積變化。
鋁合金制造、強度高、耐腐蝕、重量輕、適合各種環(huán)境下作業(yè)。
雙速特性減少了打壓次數(shù)，在低壓室快速處于負載用功狀態(tài)，立刻轉換成高壓，縮短每次作業(yè)周期。
配有壓力調節(jié)閥，可調節(jié)控制及設定工作壓力。
液壓缸活塞桿螺紋型式和尺寸系列
液壓缸活塞有如下形式
1. 活塞桿螺紋形式（內螺紋）
2. 活塞桿螺紋形式（外螺紋 帶肩）
3. 活塞桿螺紋形式（外螺紋 無肩）
液壓缸的選型依據(jù)
液壓系統(tǒng)設計
根據(jù)液壓油缸的一般設計步驟：
1）掌握原始資料和設計依據(jù)，主要包括：主機的用途和工作條件；工作機構的結構特點、負載狀況、行程大小和動作要求；液壓系統(tǒng)所選定的工作壓力和流量；材料、配件和加工工藝的現(xiàn)實狀況；有關的國家標準和技術規(guī)范等。
2）根據(jù)主機的動作要求選擇液壓缸的類型和結構形式。
3）根據(jù)液壓缸所承受的外部載荷作用力，如重力、外部機構運動磨擦力、慣性力和工作載荷，確定液壓缸在行程各階段上負載的變化規(guī)律以及必須提供的動力數(shù)值。
4）根據(jù)液壓缸的工作負載和選定的油液工作壓力，確定活塞和活塞桿的直徑。
5）根據(jù)液壓缸的運動速度、活塞和活塞桿的直徑，確定液壓泵的流量。
6）選擇缸筒材料，計算外徑。
7）選擇缸蓋的結構形式，計算缸蓋與缸筒的連接強度。
8）根據(jù)工作行程要求，確定液壓缸的最大工作長度L，通常L>=D，D為活塞桿直徑。由于活塞桿細長，應進行縱向彎曲強度校核和液壓缸的穩(wěn)定性計算。
9）必要時設計緩沖、排氣和防塵等裝置。
10）繪制液壓缸裝配圖和零件圖。
11）整理設計計算書，審定圖樣及其它技術文件。
設計液壓缸要考慮的問題
1）保證液壓缸往復運動的速度、行程需要的牽引力。
2）要盡量縮小液壓缸的外形尺寸，使結構緊湊。
3）活塞桿最好受拉不受壓，以免產生彎曲變形。
4）保證每個零件有足夠的強度、剛度和耐久性。
5）盡量避免液壓缸受側向載荷。
6）長行程液壓缸活塞桿伸出時，應盡量避免下垂。
7）能消除活塞、活塞桿和導軌之間的偏斜。
8）根據(jù)液壓缸的工作條件和具體情況，考慮緩沖、排氣和防塵措施。
9）要有可能的密封，防止泄漏。
10）液壓缸不能因溫度變化時，受限制而產生撓曲。特別是長液壓缸更應注意。
11）液壓缸的結構要素應采用標準系列尺寸，盡量選擇經常使用的標準件。
12）盡量做到成本低，制造容易，維修方便。
2.4.1 、油缸受力分析
油缸是一主動油缸,在上行過程中對產生擠壓力。最大擠壓力是衡量式清障車能力的一個重要指標,它的大小受到車箱容積、裝載量、密度以及專用裝置結構等方面的影響。油缸對產生的擠壓力反過來會通過機構作用于油缸,設計中應保證油缸的最大承受力大于擠壓過程中產生的反作用力。
A. 機構受力分析
以整個機構為受力對象作受力分析,
取整個機構(包括、和油缸等液壓件) 重量G收集= 24kg ,與水平面之間夾角α= 47°,滑塊(尼龍材料) 與滑軌(鋼) 之間摩擦系數(shù)f = 0. 3 。
油缸最大推力：
F=（πD） （3-20）
=（3.1490）=101788N
根據(jù)受力分析可有以下關系式：
N=N+Gg
2F=
對N作用點中心取矩則有（重力力臂較小，忽略重力矩）：
348F=（1170
綜合可以算出：
N70030N，N75043N，F(xiàn)=154700N
所以，受到的最大擠壓力即為154700N。
B. 機構受力分析
油缸受力來自于油缸擠壓過程中的反作用力。由圖可以得出(忽略重力影響)：
F==141705N
油缸背壓：
P==14.9MPa
通過計算油缸背壓不大于16 MPa ,滿足使用要求。
2.4.2 舉升油缸受力分析
重量G =1950kg ,最大舉升角。計算舉升時的作用力矩。
A.總成作用力矩
B. 舉升油缸作用力矩
C. 舉升油缸
作用力臂
=1.324
=
作用力矩
當時，
2.4.3液壓缸的結構設計
根據(jù)推板液壓缸的工況和用途以及工作條件，選擇單桿液壓缸作為缸型。根據(jù)文獻[4]所示液壓缸體與缸蓋的聯(lián)接結構選用外半環(huán)連接，此種結構的優(yōu)點是重量比拉桿連接的小。
活塞與活塞桿的接結構采用螺紋連接，這種結構連接穩(wěn)固，活塞與活塞桿之間無公差要求。
根據(jù)密封的部位、溫度、運動速度的范圍，活塞與缸體的密封形式選用高低唇Y形圈，這種密封圈的內外兩唇邊長不同，直接密封用較短唇邊，這樣就不易翻轉，一般不要支承。
活塞桿導向部分的結構，包括活塞桿與端蓋、導向套的結構，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導向套的結構可以做成端蓋整體式直接導向，可以使結構簡單。活塞桿處的密封形式用Yx形密封圈。為了清除活塞桿處外露部分沾附的灰塵，保證油液清潔及減少磨損，在端蓋外側增加防塵圈，本系統(tǒng)選用無骨架防塵圈。
液壓缸帶動工作部件運動時，因為運動部件的質量較大，運動速度較高，則在行程終點時，會產生液壓沖擊甚至使活塞與缸筒端蓋之間產生機械碰撞，為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，在行程末端設置緩沖裝置。
常用的緩沖結構有：
A. 環(huán)狀間隙式節(jié)流緩沖裝置
適用于運動慣性不大、運動速度不高的液壓系統(tǒng)。
B. 三角槽節(jié)流緩沖裝置
三角槽節(jié)流緩沖裝置是利用被封閉液體的節(jié)流產生餓液壓阻力來緩沖的。
C．可調節(jié)流緩沖裝置
這種節(jié)流閥不緊有圓柱形的緩沖柱塞和凹腔等結構，而且在液壓缸端蓋上還裝有針形節(jié)流閥和單向閥。
液壓系統(tǒng)如果長期停止工作，或油中混有空氣，液壓缸重新工作時產生爬行、噪聲和發(fā)熱等現(xiàn)象。為防止這些不正?，F(xiàn)象產生，一般在液壓缸的最高位置設置放氣閥。
2.4.4液壓缸內徑D和活塞桿直徑d的確定
A．現(xiàn)在選用的為單活塞桿液壓缸。由力平衡方程可得
（3-21）
+F = （3-22）
式中：
—— 液壓缸工作壓力，初算時取系統(tǒng)工作壓力；
—— 液壓缸回油腔背壓力；
d/D —— 活塞桿與液壓缸內徑之比，液壓缸采用差動連接；
F —— 工作循環(huán)中最大的外負載；
ηcm —— 液壓缸的機械效率，一般ηcm=0.9～0.97；
—— 液壓缸密封處摩擦力
由式3-21和式3-22可求得D為：
（3-23）
這里選取外負載較大的機構液壓缸進行計算。最大負載F為16599N（工進），取P1=2.5MP估算=0.5MPa,因為差動聯(lián)結可獲得較大的推力，所以取D= d，即d/D為0.7。將上述數(shù)據(jù)代入式（3-22）可得：
=0.093 m
查文獻[3]，按標準的液壓缸直徑系列圓整為D=100 mm。根據(jù)：液壓缸快進、快退速度相等，采用差動連接，取d=0.7D d = 0.7×100 = 70 mm
計算的結果在活塞桿尺寸系列之中，所以?。篸 = 70 mm
根據(jù)已取的缸徑和活塞桿直徑，計算液壓缸實際有效工作面積，無桿腔面積A1，有桿腔面積A2分別為：
B. 出口調速，通過估計，如果取差動聯(lián)接，工進時背壓力估計為：
C. 按最低工進速度驗算液壓缸的最小穩(wěn)定速度，計算公式有
A >
由于調速閥裝在進油路上，故液壓缸有效工作面積應選取液壓缸無桿腔的實際面積，即取上式的結果，可見上述不等式能滿足，液壓缸能達到所需最低速。
2.4.5液壓缸壁厚、外徑及工作行程的計算
A. 低壓液壓系統(tǒng)中，液壓缸的壁厚一般不做計算，按經驗選取，則缸筒外徑
D0 = D + 2
查文獻[5]，按標準JB1068-67系列選取液壓缸的外徑為121mm,實際計算繪圖時可取120mm。
缸筒壁厚的校核，液壓缸的內徑(D=100mm)與其壁厚（=0.5×20=10mm）的比值=10，故可用薄壁圓筒的壁厚計算公式進行校核
（3-24）
式中：
—— 液壓缸壁厚（mm）；
—— 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍（MPa）；
—— 缸筒材料的許用應力，無縫鋼管=100～110MPa。
==2.4mm≤10mm
所以所選壁厚滿足要求。
B. 液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機構實際工作的最大行程來確定，所選的執(zhí)行機構即推板機構的工作行程為125mm，結合液壓缸活塞行程參數(shù)系列確定液壓缸的工作行程為125mm。
2.4.6 液壓缸缸底和缸蓋的計算
在中低壓系統(tǒng)中，液壓缸的缸底和缸蓋一般是根據(jù)結構需要進行設計，不需進行強度計算。
2.4.7液壓缸進出油口尺寸的確定
液壓缸的進出油口尺寸，是根據(jù)油管內的平均速度來確定的，要求壓力管路內的最大平均流速控制在4～5m/s以內，過大會造成壓力損失劇增，而使回路效率下降，并會引起氣蝕、噪音、振動等，因此油口不宜過小，一般可按文獻[3]選用，本系統(tǒng)選用進出油口M27×2的螺紋接頭。
根據(jù)以上計算及選用的參數(shù)綜合為表3-1。
缸筒內徑（mm）
缸筒外徑(mm)
活塞桿直徑(mm)
進出油口連接
公稱直徑
螺紋連接
110
120
63
20
M27×2
A. 系統(tǒng)工作壓力p和流量Q
系統(tǒng)工作壓力根據(jù)裝載性能和整機制造成本確定，以不超過25為宜，這樣可以選擇價格合理的液壓系統(tǒng)元件。
B. 液壓系統(tǒng)功率
清障車工作機構的動力由發(fā)動機提供，功率應能夠充分滿足裝載機構工作過程中的動力需求，并考慮冷卻系統(tǒng)和管路等輔助設備的動力消耗，發(fā)動機功率可取為：
=(1.0～1.1) （3-25）
= （3-26）
式中：
——液壓系統(tǒng)功率，KW；
P——液壓系統(tǒng)工作壓力，P=19600KPa;
Q——液壓系統(tǒng), Q=80～100L/min;
η——液壓系統(tǒng),η=0.85～0.90
工作機構所需的液壓系統(tǒng)功率為25～30kw，也就是取力器要從發(fā)動機上取出25～30kw的功率.
2.4.8液壓缸的主要零件的材料和技術要求
A. 缸體
材料選用45鋼。
內徑用H9配合，粗糙度Ra0.3,內徑圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，內表面直線度在500mm長度不大于0.03mm，端面與缸蓋固定時，端面跳動量在直徑100mm上不大于0.04mm,為防止腐蝕和提高壽命，內表面可鍍鉻，層厚0.03～0.04mm，在進行拋光，缸體外涂外耐腐蝕油漆。
B. 缸蓋
常用材料有：35鋼、45鋼或鑄鋼；做導向時選用鑄鐵、耐磨鑄鐵。故可選取前缸蓋HT200、后缸蓋為35鋼。
配合表面的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，端面在對孔軸線的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm.
C. 活塞
材料選用HT200。
外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑對內孔的徑向跳動不大于外徑公差之半，端面對軸線垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm，活塞外徑用橡膠密封圈密封時可取f9配合，內孔與活塞桿的配合取H8。
D. 活塞桿
本設計中是空心活塞桿，選用的材料為45鋼的無縫鋼管。
桿外圓柱面粗糙度為Ra0.8,材料進行熱處理，調質52～58HRC，外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差之半，外徑表面直線度在500mm長度不大于0.03mm，活塞桿與前端蓋采用H9/f9配合，與活塞的連接可采用H9/h8配合。
2.4.9 泵的計算與選擇
A. 計算液壓缸的流量和壓力
由2.4.13節(jié)中計算得出油缸內徑和活塞桿直徑。
快速運動所需的流量：
工進時液壓缸的壓力，取外負載較大的右滑臺缸進行計算：
式中A1、A2同上節(jié)，約取A1=2A2；p1為液壓缸進油腔壓力；p2為液壓缸回油腔壓力（由背壓閥調整決定，一般為0.5～1.5MPa）,現(xiàn)取p2 =0.6MPa,代入式
，則液壓缸的壓力：
工進時的流量：
B. 確定小流量泵的壓力
小流量泵在快進和工進時都向液壓缸供油（只部分供油），液壓缸的最大工作壓力為p1=2.4MPa,在調速閥進油口節(jié)流調速，進油路上的壓力損失一般為0.5～1.5MPa,現(xiàn)取0.8MPa。則小流量泵的最高工作壓力：
C. 液壓泵流量計算
液壓泵向液壓缸輸入的最大流量為：2×19.2=38.4L/min,若取回路泄漏系數(shù)K=1.1，則泵的流量：q=1.1×38.4=42.4L/min 。
由于工進的工作流量取大值時q=2×0.79=1.85L/min,溢流閥的最小穩(wěn)定流量為2～3L/min,加之減壓閥工作時的正常泄出（一般為0.5～0.8L/min），故小流量泵的流量不應小于5L/min 。故得出液壓泵的流量范圍：5L/min～42.4L/min
D. 選擇液壓泵規(guī)格型號
根據(jù)計算出的泵的流量和壓力值，并查閱文獻[3]，選用YB-6/40型雙聯(lián)葉片泵，壓力流量均能滿足要求。
E. 計算電動機的驅動功率
根據(jù)對工況的分析畫出工況圖：
由上圖可知，液壓缸最大輸入功率在快退階段，可以按此階段
估算電機功率P
（3-27）
式中：
p —— 快退時液壓泵的出口壓力（Pa），其值等于快退時液壓缸的進口壓力與泵到液壓缸這段管路壓力損失之和，壓力損失?。?
q —— 液壓泵輸出流量()，q=2×19.2L/min=38.4L/min=0.64×10-3m3/s；
—— 液壓泵的總效率，查文獻[4]取（各泵的效率為0.8）。所以：
聯(lián)軸器
1、聯(lián)軸器的選用
液壓泵傳動軸不能承受徑向力和軸向力，因此不允許在軸端直接安裝帶輪、齒輪、鏈輪，
通常用聯(lián)軸器聯(lián)接驅動軸和泵傳動軸。如因制造原因，泵與聯(lián)軸器同軸度超標，裝配時又存在偏差，則隨著泵的轉速提高離心力加大聯(lián)軸器變形，變形大又使離心力加大。造成惡性循環(huán)，其結果產生振動噪聲，從而影響泵的使用壽命。此外，還有如聯(lián)軸器柱銷松動未及時緊固、橡膠圈磨損未及時更換等影響因素。
2、聯(lián)軸器的裝配要求
剛性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差≤0.05mm
彈性聯(lián)軸器兩軸的同軸度誤差≤0.1mm
兩軸的角度誤差<1°；
驅動軸與泵端應保持5～10mm距離；
三，設計方案驗證
3.1液壓傳動的可行性分析
液壓傳動是用液體作為工作介質來傳遞能量和進行控制的傳動方式。液壓傳動和氣壓傳動稱為流體傳動，是根據(jù)17世紀帕斯卡提出的液體靜壓力傳動原理而發(fā)展起來的一門新興技術，是工農業(yè)生產中廣為應用的一門技術。如今，流體傳動技術水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標志。
液壓傳動的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達)把液體壓力能轉換為機械能，從而驅動工作機構，實現(xiàn)直線往復運動和回轉運動。其中的液體稱為工作介質，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。
在液壓傳動中，液壓油缸就是一個最簡單而又比較完整的液壓傳動系統(tǒng)，分析它的工作過程，可以清楚的了解液壓傳動的基本原理。
3.2液壓的優(yōu)點及其不足之處
該機在線路大中修中均可應用，尤其是在不具備大型養(yǎng)路機械整修作業(yè)的情況下，對于線路幾何尺寸的整正具有不可替代的作用。而且由于該機自帶測量系統(tǒng)，大大減少了人工測量的工作量，既提高了勞動效率，也提高了作業(yè)精度。該機與小液壓搗固機、收碴機配套，進行小機群作業(yè)，可高效率地提高線路質量。且隨著鐵路行車速度的提高和對小型養(yǎng)路機械使用熟練程度的提高，智能型液壓起撥道機在機械化養(yǎng)路中的作用會越來越顯著。
四，總結
經過了兩個多月的學習和工作，我終于完成了《##########》的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對課題一無所知，對行業(yè)技術很不了解的狀態(tài)，我開始了獨立的學習和試驗，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了博客這一新興的出版方式給我們生活帶來的樂趣，在屬于自己的網(wǎng)絡空間上，盡情宣泄自己的情感，表達自己的感受，并且把自己的想法與他人分享，我也有了一個屬于自己的博客空間。
然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一段代碼，都有我的勞動。當看著自己的程序，自己成天相伴的系統(tǒng)能夠健康的運行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。
這次做論文的經歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。
五，致謝
踉踉蹌蹌地忙碌了兩個月，我的畢業(yè)設計課題也終將告一段落。點擊運行，也基本達到預期的效果，虛榮的成就感在沒人的時候也總會冒上心頭。但由于能力和時間的關系，總是覺得有很多不盡人意的地方，譬如功能不全、外觀粗糙、不合理……數(shù)不勝數(shù)?？墒牵矣謺悬c自戀式地安慰自己：做一件事情，不必過于在乎最終的結果，可貴的是過程中的收獲。以此語言來安撫我尚沒平復的心。
畢業(yè)設計，也許是我大學生涯交上的最后一個作業(yè)了。想籍次機會感謝四年以來給我?guī)椭乃欣蠋?、同學，你們的友誼是我人生的財富，是我生命中不可或缺的一部分。我的畢業(yè)指導老師###老師，雖然我們是在開始畢設時才認識，但她卻能以一位長輩的風范來容諒我的無知和沖動，給我不厭其煩的指導。在此，特向她道聲謝謝。
大學生活即將匆匆忙忙地過去，但我卻能無悔地說：“我曾經來過?！贝髮W四年，但它給我的影響卻不能用時間來衡量，這四年以來，經歷過的所有事，所有人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個起點，在這里祝福大學里跟我風雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會是絢爛繽紛。
六，參考文獻
[1] 許福玲，陳堯明，主編 .液壓與氣壓傳動 .第三版.北京：機械工業(yè)出版社 2007.5（2011.6重?。?
[2] 馬振福.液壓與氣動傳動.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2004.1
[3] 成大先.機械設計手冊[單行本液壓傳動]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004
[4] 陳啟松.液壓傳動與控制手冊[M]. 上海：上?？茖W技術出版社，2006 [5] 謝家瀛,主編.組合機床設計簡明手冊.第一版.北京：機械工業(yè)出版 社,1994.2
[6] 液壓缸/臧克江主編. 實用液壓技術叢書.北京：化學工業(yè)出版社，2009.10
[7] 機床液壓系統(tǒng)及故障維修/凌志勇編著.—北京：化學工業(yè)出版社，2007.7
[8] 機床液壓傳動系統(tǒng)圖識圖技巧/袁國義主編.—北京：機械工業(yè)出版社 2005.5（試圖技巧叢書）
[9] 沈陽工業(yè)大學,大連鐵道學院,吉林工學院編.組合機床設計,上海：上?？茖W 技術出版社,1985
[10] 劉會英，于春生主編.機械設計基礎，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997
[11] 張萬奎，機床電氣控制技術[M].北京：中國林業(yè)出版社，2006
[12] 大連組合機床研究所編組合機床設計手冊.機械工業(yè)出版社，1991 [13] 李天無，簡明機械工程設計手冊.云南科技出版社，1988
[14] 成大先，機械設計圖冊.化學工業(yè)出版社，2000.5
[15] 吳宗澤，機械設計實用手冊.化學工業(yè)出版社，1999.1
[16] 曹春宜，江西省冶金技師學院，雙面鉆孔組合機床的改造，1008-1151（2010） 01-0108-02
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