开题报告-铁路运输侧翻车系统设计

本科毕业设计（论文）开题报告一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义我国冶金、采矿行业使用的侧翻车大部分是六、七十年代生产的KF一60型侧翻车，该型车制动系统采用的是GK型制动阀、制动管系螺纹连接、没有手制动机、各种板材采用Q235一A材质、车钩缓冲装置采用2号车钩或普通材质13号车钩，三号或二号缓冲器、转向架采用H2E型滑动轴承等。近年来，随着课题名称铁路运输侧翻车系统设计学院（系）机械工程学院年级专业09级工程机械学生姓名指导教师完成日期2013328我国铁路货车技术政策的快速推进，新技术、新材料在其他各型货车上已经得到广泛应用，在运行速度、安全性和车辆使用寿命等方面发生了质的飞跃。而侧翻车由于近年来没有进行过大的技术改进，技术水平落后，尤其是在走行部方面，一直没有一个定型、可靠的适应铁路重载政策的转向架。基本上不具备正线提速运营的条件，只能在企业内部和专用线路上使用。但随着冶金、采矿行业的发展壮大，矿石运输量的增加，运输路径点对点区间的延长，特别是跨省区间的国铁线路运输，供应途径在地区上的多样性差异，原有的矿石运输车辆制约企业发展的问题已显露出来。目前，我国散装货物运输，主要靠通用敞车来完成。卸车作业在一些大型厂、矿和港口采用翻车机、链斗卸车机具等进行卸货。但很大一部分中小型厂、矿、站场的卸车作业，还没有比较合适的机械，同时翻车机设备庞大复杂、有一定局限性，且对车辆的损坏严重，链斗卸车机效率低，不能满足成列车卸货的要求。由此，设计一种高效率的散货卸车车厢十分有必要。铁路侧翻车运用特点及其背景1我国大型冶金、采矿企业大部分都是五、六十年代建立的，其卸料坑都是单边料坑，现有的矿石漏斗车无法使用，单边卸料势必偏载，造成安全隐患。如果改造卸料地面设施，其改造费用比购置卸车设备要高的多。而且有的企业受空间和地域限制，地面设施无法进行改造。侧翻车任何一边都可以卸料，完全满足单边卸料的要求。2各大型企业虽然可以用敞车来单边卸料，但对于没有机械化卸车设备的企业只能人工卸车。机械化翻车机的投入和维护费用都很高。人工卸车成本高，卸车效率低，而使用侧翻车卸车1分钟就可以卸完，效率很高。3侧翻车可以装用大块矿石，而其他矿石漏斗车有粒度限制。这就需要采矿单位购置矿石粉碎设备，增加成本。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题1车厢向一侧倾翻至给定角度时，该侧厢门联动打开，成为车厢低面的延伸面或平行延伸面。2）车厢向一侧倾翻时，另一侧厢门不得向内摆动挤压。3车厢未倾翻时及恢复水平状态时，两侧厢门联动关闭，厢门不得在散货压迫下自行开启。4）驱动和传动系统在车厢下面，不超出车厢侧面。5采用液压驱动，各传动角不得小于30。6）不得发生杆件干涉现象。受力合三、研究步骤、方法及措施1研究倾翻设计方案及原理（1）倾翻机构组成该运动机构由液压缸与相应的连杆和侧门组成。（2）机构简图用CAD绘制的自翻车机构原理草图如下图所示自翻车草图当自翻车向右倾斜卸货时，左边的液压缸EF缓慢向上顶，车厢绕G点顺时针旋转（基本上趋近于匀速转动），旋转至时的虚线位置，由于45左边的连杆与侧门垂直，并且连杆不会发生逆时针转动，所以左侧侧门不会自动打开，也不会向里挤压。右侧侧门在在K点的带动下相对于J点顺时针旋转，最后旋转到与车厢底面平行，货物被卸下。由于该机构是对称的，所以自翻车向左倾斜卸货的工作原理与向右倾斜卸货的工作原理相同，符合要求。2车厢和底架的参数载重80T自翻车车箱由车箱底板、侧墙、端墙等三大部件组成，考虑到车厢里装的散装颗粒，所以其强度和刚度都要求比较好，因为Q345的综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性，Q450强度高，在正火，正火加回火或淬火加回火状态有很高的综合力学性能，全部用铝补充脱氧，质量等级为C、D、E级，可保证钢的良好韧性，故其主要承载件选取材料为板材Q450和型钢Q345组焊而成。车厢底板初步取钢地板厚度为12MM的钢板同时采用41根型号为10的角钢作为小横梁，中梁采用型号为I32A的工字钢，2根的100100方钢作为侧梁。端墙厚度初步选取12MM，同时采用5根的方钢作为立柱。50502根的方钢作为端梁。端墙与地板焊接成一体，如以下的三100100维图所示侧墙厚度初步选取12MM的钢板同时也采用41根的方钢作5050为立柱，与侧墙相连接的滑杆初步选取4根的方钢杆作为折页，50502根的方钢作为上下侧梁，如以下三维图所示100100滚轮是连接折页和开启杆的重要零件。与滚轮相连接的横杆初步选取的方杆；滚轮初步选取内直径为52MM、外直径为70MM，止挡部5050分直径为80MM，长为90MM，如以下三维图所示车体底架结构选择材料为Q45ONQRI高强度耐大气腐蚀钢，其相对整体性能好，整个结构是由中梁、枕梁、端梁及气缸支架等组成的焊接结构。横梁和中梁初步做成鱼腹型结构枕梁为上下盖板、腹板组焊成的箱形结构，如以下三维图所示（6）转向架由于载重80吨的自翻车加上本身的自重就在100吨左右，所以需采用轴重为30吨的转向架，全车采用2组新研制的铸钢三大件式2F轴货车转向架。该转向架主要由轮对、轴承装置、摇枕、侧架、弹簧减振装置及基础制动装置等组成，悬挂系统采用带变摩擦减振装置的中央枕簧悬挂系统，摇枕弹簧为二级刚度，采用直径为440MM的下心盘和间隙旁承，装用符合AAR标准的F级滚动轴承装置。如以下三维图所示四、研究工作进度为更好的完成铁路侧翻车的设计任务，在毕业设计期间，我将按照如下所述安排工作进度初期阶段第一周查阅有关铁路自翻车的文献，了解其工作原理及国内外发展动态；第二周整理资料，完成文献综述；第三周根据所搜集到的资料设计侧翻车结构，并初步选定方案；第四周完成开题报告，并初步规划好自己的毕业设计进度；中期阶段第五周对研究方案进行机械结构的相关设计计算；第六周设计各相关零部件结构及尺寸，；第七周对各零部件强度进行校核；第八周根据所给数据选择电动机及气缸型号，确定驱动方案；第九周用SOLIDWORKS绘制铁路自翻车各零件的三维图，第十周；用SOLIDWORKS绘制第九周用CAD绘制装配图及零件图，准备中期答辩；后期阶段第十一周用SOLIDWORKS进行运动仿真；第十二周用CAXA绘制装配图；第十三周完成装配图的绘制；第十四周用CAXA绘制零件图；第十五周翻译英文文献为设计说明书准备；第十六周出CAXA设计图纸，编写设计说明数；第十七周准备最终答辩。五、主要参考文献1严隽耄车辆工程（第三版）M北京中国铁道出版社，20052葛立美国产铁路货车M北京中国铁道出版社,19963徐灏机械设计手册M北京机械工业出版社，20004王红卫新型KF60_（A）型侧翻车J铁道车辆2003,225285张俊克，黄元琳，许芳峰等谈谈我国自动倾翻车的发展J铁道车辆1989，678866范如虎25T轴重新型铁路侧翻车研制D北京交通大学硕士论文2005,17吴佳明，铁路散货侧翻车设计计算D北京交通大学硕士论文2012，618邓佳凌，侧翻车综合设计D西南交通大学硕士论文2011,6469FANY,TONGWTRANSPORTATIONBRACKETFORHEAVYEQUIPMENTIETRANSPORTATIONFLATCAR,HASHANGINGCROSSBEAMS,WHEREDISTANCEBETWEENCROSSBEAMSISGREATERTHANWIDTHOFFLATBOARDOFHYDRAULICFLATCAR,ANDCONNECTIONBEAMARRANGEDONBOARDJUN201110王庆海,安春杰侧翻车倾翻稳定性分析及保证措施J煤炭技术2002,101711LIUG,CHENY,WEIZ,LIUY,ZHIS,ZHOUX,QIANS,SONGD,SUSPENDINGDEVICEFORMODULETYPEHYDRAULICFLATCAR,HASBALANCEARMTHATISCONNECTEDTOCANTILEVERANDAXLETHROUGHSHAFTPIN，APR201112CHENWDIESELEXPERIMENTMOBILECAR,HASFLATCARINSTALLEDWITHBUFFERANDFASTENINGDEVICE,STARTDEVICE,ELECTRICDEVICEANDHYDRAULICFASTENINGDEVICE,WHERESTARTDEVICEANDELECTRICDEVICEARECONNECTEDWITHTECHNICALMAINGENERATOR,JAN201013KF5100液压侧翻车的运用和改进J铁道车辆1976,951114XUW,ZHAOH,COUPLERFORMOVINGANDPAVINGORBITOFFLATCAR,HASCARPASSAGEFLATBRIDGEPROVIDEDWITHORBITSANDMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEMINHINGINGMANNER,WHEREORBITPOSITIONINGSYSTEMISMOUNTEDONHYDRAULICSYSTEM,JUL2011,15HOHMANN，C、SE