西南交大大坡道铺架毕业论文(编辑修改稿)

西南交大大坡道铺架毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

输出扭矩减小与运行阻力减小相吻合。 ③、高速时，虽然电机转速高输出扭矩小，但空载走行阻力也小，不存在问题，速度快了可节省作业时间。 架桥机走行受力计算 （ 1）架桥机牵引力计算 四台牵引电机型号 ZQ526B 额定功率 N=52kw=52020W 额定转速 nH=1300r/min 最大转速 nmax=2800r/min 减速箱为三级齿轮减速器 减速比 i= 走行轮直径 D= 电机处于额定转速时 ,架桥机走行速度 VH VH=60nHπ D/1000i =60 1300π （ 1000 ） =架桥机自力走行时用要求 V 走行速度≤ 5km/h 牵引电机输出扭矩 T0 T0=60N/（ 2π n） 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 5页 =52020 60/（ 2π 1300） =382Nm 三级齿轮闭式减速器效率 ~ 取η = 走行轮的效率取η轮 = 单动轴牵引力 F0 F0=2T0iηη轮 /D =2 382 = 架桥机走行时最小轴重可按 200KN(20T)考虑 ф ф :粘着系数 :根据牵引力计算规程 , ф =~ 架桥机总牵引力 F=4F0= （ 2）架桥机走行阻力计算 主机自重 320t、简支走行时前大臂托臂台车 8t 加上架梁作业的工具、杂 件、枕木、机组人员等 6t。 简支走行时总重量 320+8+6=334t G=334 =3277KN 参考起重机设计手册《液压铁路起重机运行机构计算》计算阻力 ① 坡阻力 FP FP=ω PG= 3277=77KN ② 曲线阻力 Fq 曲线半径按 R=450m 计算 Wq= Fq=ω qG= 3277/450= ③ 运行时由于磨擦冲击产生的运行阻力 Fb Fb=ω bG ω b：单位运行阻力 根据列车牵引计算有关资料 ω b=（ a+bv+cv2） /1000 a、 b、 c 与车辆类型有关的常数， V：运行速度 ， 一般 a＞＞ b＞＞ c。 架桥机自力走行速度不超过 5Km/h。 相比运营车辆很低，ω b≈ a. 电力机车 a= 内燃机车 a= 货车 a= 架桥机主机内燃作为动力源 ,走行又用直流牵引电机可控硅调速 .转向架又相当于货车 .结合这些特点 ,架桥机的ω b 为使计算偏于安全 ,取上述最大值 ,即ω b = Fb= 3277/1000= ④ 起动惯性力 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 6页 Fg=ω gG ω g：起动单位惯性力，参考相近类型机车取ω g′ =,考虑到长征Ⅲ 160 架桥机轮对使用滑动轴承，ω g 增大 40%，取ω g= ，ω g′ = Fg= 3277= ⑤ 风阻力 Fω 架桥机按宽 、高 6m，风载体形系数 ,风力按 150N/m2 计算。 Fω = 6 150= ⑥ 走行总阻力 F0=Fp+Fq+Fb+Fg+ Fω =77++++=121KN 牵引力 F= 牵引能力利用系数 F0/F==% 桁车走行系统改造 （ 1）改造理由 新造桁车加大了爬坡能力，该机原桁车是全液压，设计爬坡度小，液压过载能力差，满足不了 17‰的架梁工况，又加上桁车上带电机、液压泵，噪音大、振动大，液压管路泄漏大、可靠性差，漏油使大臂及桁车上打滑，影响安全，根本不能满足金筠线架梁需要。 现改为全电动起吊、走行，功率加大，并且重载低速，工作平稳，空载高速，提高了作业速度。 起吊功率加大，增强了可靠性，又考虑了高海拔地区 功率储备应当增大。 对于走行，线路是 17‰的大坡道，架桥机尾臂悬臂下挠，尾臂上吊梁更加大了坡度，中大臂有下挠，桁车走在中大臂上有可能加大，也可能减小坡度，极端情况，最大坡度远大于 17‰，走行功率储备一定要更大，并且有一个桁车既要吊起梁的一端（梁半重），随着桁车前进，将梁的另一半也拖着前进，下面就对这种情况进行计算。 （需要说明一点，前大臂上的坡度可以通过架桥机零号柱的高度来调节，其实际坡度可以小于 17‰）。 （ 2）新桁车走行传动及计算 ① 传动方案及牵引力计算 新设计桁车走行传动机构，每个桁车由自身带制动的电机、 蜗杆减速箱和三级开式齿轮传动组成。 电机型号 YEZS1604/8，双速电机，堵转转矩 M 堵 ，额定转矩 MH，最大转矩Mmax。 低速 690r/min 功率 ， M 堵 /MH=， Mmax/MH= 高速 1420r/min 功率 11KW， M 堵 /MH=， Mmax/MH= 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 7页 蜗杆减速箱型号 CWU16020 ，减速比 i=，效率η 蜗 = 三级开式齿轮减速器， 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） =，每一级开式齿轮效率取 总传动比 i∑ =i 蜗 i= 走行轮 D 轮 = 走行速度 V=nπ D/i∑ 低速 n=690r/min， V=690 /= 高速 n=1420r/min， V=1420 /= 低速重载走行，高速轻载或空载走行，因此只计算低速牵引力。 电机输出 扭矩： T0=N/（ 2π n/60） =60N/（ 2π n） =5500 60/（ 2 90π） = 单 动 轮 牵 引 力 F0=2T0i η 蜗 η 总 3/D=2 桁车轮压：最小可按 200kN 考虑， K=，根据列车牵引计算规程，各种机车在低速时的粘着系数ψ =，可认为 K＜ψ 每个桁车两个主动轮，总牵引力 F∑ =2F0= ② 桁车走行阻力计算 A、桁车工况：按设计，每个桁车可起 吊 80t，即 40m 梁，目前没有 40m 梁，额定工况取吊 65t，即 32m 梁，桁车自重（ 16t）加吊重。 对于 40m 梁， Gmax=16+80=96t=942KN 对于 32m 梁， Gmax=16+65=81t=795KN 另外，根据作业工况有一个桁车需要拖梁走行，又增加了附加载荷。 B、桁车吊梁走行阻力 摩擦阻力系数ω： 走行轮 D=400mm，轴承 7520， d 内 =100， d 外 =180， d=（ d 内 +d 外 ） /2=140 滚动摩擦系数 f，查表得 f= 车轮轴承摩擦系数μ， 查表得μ = 附加摩擦阻力系数β，查表得β = ω =（ 2f+μ d）β /D=（ 2 + 140） 坡度 i：线路坡度 ，考虑到尾臂下挠，中大臂也有可能下挠或上拱，因此 i取值更大一些， i= 弯道阻力：前大臂与中大臂连接处有弯道，取 K 弯 = 风力： 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 8页 桁车迎风面积 ，梁迎风面积 2m ，风载体形系数 ，风力150N/m2 Fω =（ +2 ） 150=2352.= 稳定运行总的静阻力 Fj： Fm：最大摩擦阻力， Fp：坡度阻力， F 弯 ：弯道阻力 Fj=Fm+Fp+F 弯 +Fω =ω G+iG+K 弯 G+Fω Fj=（ω +i+K 弯 ） G+Fω Fj=（ ++） G+Fω =+Fω 40m 梁 Gmax=942KN， Fjmax= 32m 梁 GH=795KN， FjH= C、桁车拖梁走行阻力 拖拉载荷：拖梁小车及支撑物件：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： 拖拉滚轮 D=170 ，滚动轴承 d=（ 65+120） /2= f：滚动摩擦系数 ， 查表得 f= μ：滚动轴承摩擦系数 ，查表得 μ = β：附加摩擦阻力系数 ，查表得β = ω：摩擦阻力系数 ω =（ 2f+μ d）β /D=（ 2 + ） i：坡度 ‰ ，按 24‰考虑， i= K 弯 ：通过两车过渡处， K 弯 按 计 拖拉阻力： F 拖 =（ω +i+K 弯 ） G=（ ++） G= 40m 梁 G=804KN F 拖 =41KN 32m 梁 G=657KN F 拖 = D、桁车吊梁并拖梁走行总阻力 F=Fj+Fω 对于 40m 梁 F=+41=＜ F∑ 对于 32m 梁 F=+=＜ F∑ F∑：每个桁车两套主动轮总的牵引力， F∑ =。 海拔 1000 米以上，电机使用功率有所降低，金筠线大坡地段的海拔在 300 米左 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 9页 右，对于 32m 梁，其牵引力储备可以满足要求。 架桥机其他改造项目 （ 1）尾臂加长 ：相当于增加了悬臂走行架桥机后部配重，使前轴重减小，后轴重增大，前后轴重差减小。 经测试，前轴重为 30t，后轴重为 既便于桥头压道加固，又增加了悬臂走行的稳定性。 另外尾臂接长后，前桁车可以在尾臂较前 端吊梁，并拖梁前进到适当位置，后桁车可以在尾臂较前端吊梁。 梁片不必拖进主机，并减少了一道主机拖拉系统拖拉梁片的拖梁工序。 不但节省了时间，还改善了改造前曲线拖梁比较困难的问题。 （ 2）中大臂改造：增加中大臂下挠，使前大臂上翘，从而减少了架桥机悬臂对位时前大臂前端零号柱的下挠量，有利于悬臂对位及上桥墩桥台。 一、二 号柱处增设锁定螺栓，使中大臂与一、二号柱锁定，增加了稳定性，取消安装困难的剪力板，提高了组装解体效率。 （ 3）研制了桁车卷筒自动排绳机构。 所有路内架桥机都未很好地解决排绳问题，由于排绳不好，甚至出现过 起吊钢丝绳挤压损伤造成事故。 这次改造，创造性的解决了这一难题，能自动排绳，其排绳机理在国内外未见先例。 （ 4）桁车卷筒紧急停车装置：所有正在使用的架桥机制动器都安装在电机后端减速器前面，万一减速器或卷筒出了问题，仍保证不了安全。 这次改造，又在卷筒端盖上加装了一套棘爪紧急制动机构，这也是国内架桥机首创。 该机构 2020 年初在达万线架梁时，出现卷筒太阳轮切齿（因齿轮制造质量问题）现象，桥梁失控急剧下坠，及时投入紧急制动，避免了机毁人亡的特大事故。 （ 5）新制零号柱：新零号柱分上、下段，上、下段均有伸缩油缸，可以克 服悬臂挠度及调节零号柱总高度以满足架设各种桥梁的需要。 新零号柱还考虑了在电气化线路接触网下架、拆小桥的新功能，便于电气化线路改造施工。 （ 6）其他：对吊梁扁担、前大臂横梁、前大臂托臂台车等都进行了相应改造。 使架桥机的使用性能、各工作机构的可靠性、整机安全性能都有很大提高。 架桥机制动系统改造 架桥机自力走行线路坡度增大了，要能上得去，这就是牵引力够不够的问题；下坡又要刹得住，即制动可靠性。 针对制动问题又专门请原架桥机制动设计人员进行了校核计算，结论是该机制动系统能满足 17‰的线路坡道要求。 因此整 个制动系统未作大的改动，此次改造对制动系统进行了全面的检修，强度、刚度不够的地方进行了加强，不合理的结构及布置进行了改造。 西南交通大学工程研究生硕士学位论文 第 10页 长征 IIB 型铺轨机改造 动力系统改造方案 长征 IIB 型铺轨机自重 168 吨，改造前动力系统为两台 150KW 柴油发电机，其中一台驱动三根动轴，另一台备用。 由于其运动时冲量（质量速度）相对较小，故此处仅考虑其爬坡能力。 改造前该型铺轨机实际爬坡能力为 12‰，为使其满足爬坡 17‰的要求，采用以下方案： 由于动力系统总功率较之牵引电机总功率有较多余量，考虑增加一套驱动电机、动轴和减速箱，各部件参数与原驱动机构保持一致，从而使总功率由 52 3=156KW 增加为 52 4=208KW。 改造原电控系统，使两台 150KW 发电机各带动两台牵引电机工作，并采用同轴电位器同步调整两台整流柜电流、司机室集中控制方式。 经改造后，提高了铺轨效率，且改造费用较低。 （ 1）理论计算 ① 牵引力计算： 已知参数：铺轨机自重 168 吨，轨排拖拉钢轨、杂件等重 2t，载重 6 层轨排时总重260 吨，牵引电机为 ZQ526B 型（功率 52KW， n 额 =1300r/min， nmax=2800r/min），减速器速比 i=，走行轮直径 D=。 取用参数：减速器效率η 1=，走行轮效率η 2=。 电机输出扭矩： (n=1300r/min 时 ) T0。