机械原理总结
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇机械原理总结范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
机械原理总结范文第1篇
1、组织好全厂的设备日常管理工作，深入车间检查悉心指导车间进行设备管理工作，确保生产的正常稳定。每天都能深入车间生产一线检查和了解各重要设备的运行情况，跟踪主要备品配件的库存和采购情况，督促供应部对主要紧缺配件的采购，检查车间自制配件的加工制作情况，确保主要配件随用随有;检查和督促车间做好设备的日常维护保养工作，并作技术上的指导;合理安排生产和设备检修工作，遇到异常情况及时作出调整，遇到抢修任务时，做好三个车间机修人员的调配工作。加强了对**车间设备巡回检查，加强对**车间设备备件计划的周密性和足够备件的准备工作。5月份后重点对**车间狠抢现场管理，不定期检查反应炉的重要指标“温度”，以避免筒体的不正常腐蚀。加强了设备的跑冒滴漏工作，使车间设备、生产环境大有改善。
2、设计7#反应炉扩建项目的图纸、设备的材料计划和落实工作。策划及组织设备安装。
3、设计***车间1.8万吨萤石烘干线的图纸、策划及组织设备安装。
4、设计***车间4万吨萤石烘干线的图纸、策划及组织设备安装。在设计建设过程中，做到能利用旧的设备就尽量用旧的，花较少钱做好公司的事情。如期达到了设计要求。
5、提出了第三生产线二段炉加装一套抽风收尘系统的方案，多次对提升机进行了检查改造解决了炉罩冒烟冒料的问题。
6、将二号反应炉出渣方式由中和炉、皮带机的方式改造为螺旋机方式，减少了二号反应炉故障停机次数。
7、参与污水处理设备的技改工作，，冷却水带污泥的问题有一定好转。
8、组织生产车间设备大修，对制酸车间的反应炉筒体的检修提出了新的检修理念，并得到车间的支持。为20xx年度设备的完好率提高打下了基础。
9、加强了设备的日常检查，及时发现设备运行的故障隐患，通知车间及时处理。使得设备故障没有进一步发展，提高了设备运转率。
10、积极参加车间的技改和检修工作，作好技改和检修工作的带头作用，使技改和检修工作如期完成。
机械原理总结范文第2篇
1引言
随着工业、农业、建筑业和运输业的高速发展，各行各业起重机械的应用越来越多，使得起重作业在现代生产中，占据着极其重要的地位。然而在起重机械为企业带来便利的同时，也存在着潜在的危险。起重机械安全生产事关企业和广大人民群众的根本利益，事关改革、发展和稳定的大局，是全面建设小康社会的基础和保证，这也是目前社会关注的焦点。发生事故的前提条件是有危险源的存在，这也决定了事故的严重性；危险因素是可能发生事故的触发条件，决定了事故发生的可能性；危险源所拥有的能量越大、且环绕危险的因素越多并出现的越频繁，则事故发生的可能性越大、事故后果越严重，系统就越危险；事故的发生是危险源和危险因素共同作用的结果。因此，为防止起重机械事故的发生，相关人员应对起重机械的常见危险源有清晰的认识，做到防患于未然。
2起重机械检验中存在的危险
2.1起重机械本身固有的危险因素
起重机械作为应用广泛的运输工具，通常所吊运的物体重量比较重，所以在吊运过程中，稍有疏忽就会发生倾翻，坍塌或重物坠落的事故。
大多数起重机械的操作都属于高空作业，高空作业本身就属于危险作业，危险性较大，发生事故的后果也比较严重，同时对高空作业者也有较高的要求。所以必须小心谨慎，不能有一丝疏忽和大意。
2.2起重机械在设计、制造、安装环节存在的危险因素
起重机械在设计时，通常要对工作环境、操作性、安全性、方便性等进行综合考虑，尽管如此，还是很难避免设计缺陷的存在，如制动器制动力矩不足、轮压计算误差过大、电动机容量不够等。
有些起重机械不按照国家制造标准生产，偷工减料，以次充好等。例如用普通螺栓代替高强度螺栓等。除此之外笔者在检验中发现，大多数的起重机械都存在板厚不够的情况，这包括腹板、侧板和V型板。
在安装起重机械时，由于安装人员的技术水平不高，经常会发现违反技术要求作业，擅自更改技术图纸。笔者在检验中发现，在安装高强螺栓时，许多安装人员使用了弹簧垫，这是非常错误的一种做法，这会使起重机存在严重隐患，增加了检验中的危险因素。
2.3复杂的作业环境存在的危险因素
起重机械的作业环境通常都比较复杂，工况比较恶劣，如炼钢车间的高温辐射、呛人的粉尘等。此外天气状况也会对起重机械带来危险，例如大风天气对露天工作的起重机械影响就非常大，一般风力大于六级就停止工作。例如门式起重机会被大风吹走等。雾天、霜天，起重机上会结一层水珠或霜，在使用梯子时会发滑。综上所述，起重机械和起重作业所涉及的危险因素多，影响范围大，凸现了其安全工作的重要性和难度；相关人员在起重机械设计、制造、安装、使用和维护保养等所有环节上稍有疏忽，都可能酿成重大的人员伤亡和损害事故。
3起重机械危险预防控制技术
3.1安全工程基本原理
（1）事故预防原理
事故是可以预防的，即通过对危险的宏观控制和微观控制，限制和约束能量的释放和转移，约束人的不安全行为并消除物的不安全状态，从而可使事故发生的概率和事故损害降到最低程度，这就是事故预防原理的基本观点。为了有效地预防事故，应单独（或同时）采取以下方式：一是约束人的不安全行为；二是消除物不安全状态（包括限制和约束能量）；三是约束人的不安全行为、消除物的不安全状态；四是采取隔离屏蔽防护措施，使人的不安全行为与物的安全状态不在同一时空相联。事故预防原理为超重机械安全工作的开展指明了方向。
（2）强制原理
事故的偶然性和必然性、潜隐性和突发性、人的“冒险”和侥幸心理、以及事故损失的严重性和不可挽回性等，都使得安全工作必须遵从强制原理不经被管理者同意即采取控制行动，安全强制原理主要体现为：安全第一原则和安全监督原则。
（3）安全工程基本原则
安全工程基本原则主要包括以下五个原则：安全第一原则；预防为主原则；安全监督原则；科学技术原则；系统安全原则。
3.2起重机械的事故类型
起重机械安全事故类型一般包括以下几种：重物突然坠落，金属结构损坏、垮塌、失稳倾翻，夹挤和碾轧，人员高处跌落，触电，由于物料导致的危险损害。
因为起重机械的工作环境复杂，存在着许多危险源，所以起重机械事故具有高发性且趋于大型化、群体化、恶性化等特点，因此要针对其特点，进行有效的预防，减少事故的发生。
3.3起重机械检验中危险的预防措施
（1）进一步加强和规范特种设备的设计、制造、安装、使用和检测检验工作，确保起重机械每个环节上的安全性。
（2）起重机械应配备相应的安全防护装置，包括：制动器、起重量限制器、力矩限制器（臂架型）、起升高度限位器、下降深度器、料斗限位器、连锁保护装置、应急断电开关、防倾翻安全钩、防坠安全器、超速保护装置、运行限位器、偏斜调整和显示装置、幅度指示器、防止吊臂后倾装置、极限力矩限制装置、缓冲器、防风装置、回转定位装置等安全装置。
（3）起重机的各部件、机构，必须要与输电线路保持一定安全距离，尤其是控制线路不要和动力线路离的太近，以免干扰控制信号。
（4）在检验作业时，严格按照特种设备安全技术规范TSGQ7016 2008的要求检验，遵照作业指导书以及安全防护指导书来执行检验工作.禁止重物从头顶上通过，吊臂下严禁站人。在对起重机械进行监督检验，做静载试验时，一定要远离载重物，防止重物突然坠落伤到人。
（5）加强对起重机械的关键部件的日常维护与保养，健全维护保养制度，完善维护保养记录，防止设备带病运行。
（6）建立健全安全生产责任制和安全管理制度，定期对管理人员和作业人员培训，增强他们的安全意识。
4总结
本文通过对起重机械检验中可能存在的危险源进行了分析，并总结了对危险源控制的技术，以及对起重机械进行安全操作的原则进行了分析，只有充分做好以上各项工作，切实按照《起重设备安全操作规程》进行检验，才能有效避免事故的发生，做到安全生产。
参考文献：
机械原理总结范文第3篇
关键词：机械原理课程设计；机械系统运动方案设计；机构尺度综合；机构仿真
《机械原理》是高等工科院校机械专业必修的一门重要的专业技术基础课[1，2]，《机械原理课程设计》则是使学生较全面系统地掌握及深化机械原理课程的基本原理和方法，培养学生综合运用所学知识，提高分析和解决工程实际问题的能力的重要实践环节。
一、问题的提出
我校《机械原理课程设计》所选用的设计题目以往多为针对不同类型的连杆机构进行运动分析及动态静力分析。机构的类型机构及尺寸由教师指定，一般为平面六杆机构。班级各学生所需分析的机构类型或机构的尺寸不同。
随着科技的进步与发展，对高等教育的要求也在不断提高。培养具有创新精神和实践能力的人才，提高工科学生的综合能力已成为机械工程教育工作者的共识。在此大环境下，对《机械原理课程设计》进行改革，将以分析为主的《机械原理课程设计》改变为“机械系统运动方案设计[3，4]——型综合——尺度综合——运动动力分析”的设计型《机械原理课程设计》，势在必行。
二、设计型《机械原理课程设计》
课题组首次在大三詹天佑班及车辆专业部分学生中试点，进行了设计型《机械原理课程设计》的探索与实践。
课题组在充分调研查阅的基础上，选用文献[5]作为主要参考教材，并自编了与之配套的任务书等教学资料。
1.设计的目的及任务。设计型《机械原理课程设计》的目的在于：使学生巩固理论知识，并使其对于机械的组成结构、运动学以及动力学的分析与设计建立较完整的概念；掌握机械运动方案设计的内容、方法和步骤，培养机构选型与组合和确定运动方案的能力；培养学生表达、归纳、总结和独立思考与分析的能力。其任务为：针对某种简单机器（它的工艺动作过程比较简单）进行机械运动简图设计，包括机械系统运动方案的设计与评定，机构尺度综合等。
2.设计题目。本次《机械原理课程设计》选择了“圆盘型自动包本机进本系统”、“水稻插秧机”等六种机械系统作为设计与分析的对象。各个机械系统由多个能够完成具体工作的机构组成，其各组成机构必须动作协调，方能实现预期要求的功能。教师根据各机械系统所包含的具体工作机构的数目，将学生分为2～4人一组，每位学生在完成所要求的整体机械系统运动方案设计的前提下，还须独立完成该机械系统中的指定工作机构的型综合、尺度综合及其运动分析（动力分析部分为选作）。因此，任意一名学生的工作均需各自完成，不可能“拷贝”他人成果。
3.设计内容及要求。设计型《机械原理课程设计》要求学生根据教师下达的任务书完成：①全组讨论及提出两个以上系统设计方案；②经比较、选优，确定系统最终方案；③每个学生设计分析总体系统中的一个机构；④每个学生对自己设计的机构运用解析法完成机构运动分析；运用解析法选作机构受力分析；⑤每个学生运用软件选作机构的仿真与验证；⑥完成设计说明书。
三、《机械原理课程设计》指导方法的改革
1.《机械原理课程设计》前期工作。《机械原理课程设计》为期两周，为使学生能够有充分的时间消化理解《机械原理课程设计》的内容，做好先期准备工作，我们提前一周半进行《机械原理课程设计》授课。许多学生听课后即开始查阅资料，重温课程设计中所用到的相关先修课程的知识，讨论方案，主动找老师答疑等，教师也插空到班级辅导，收到良好的效果。
2.集思广益，确定机械系统运动方案。各组学生拟定出两个以上机械系统运动设计方案。所有参加设计型《机械原理课程设计》的六十多名学生一起进行讨论，集思广益，优选机械系统运动方案。具体做法为：每组选派一名学生主讲，其他学生补充，借助PPT介绍本组初定的几种设计方案，指出各方案的优缺点及筛选原因，其他学生提出问题及建议。通过讨论，学生对许多概念、基本理论有了新的认识和理解，巩固了课堂教学中学到的知识，并且各组学生取长补短，相互学习，开阔了思路，对本组原有的设计方案又有了许多新的设想。
3.理论联系实际，完成机构设计。由于所承担的任务不同，每个学生必须独立完成总体系统中一个机构的设计，难度较大。指导教师与实验室老师一道，带领学生参观各类机构模型，演示各类机构动画，讲解各类机构的优缺点及适用场合，一一解答学生的各种问题。指导学生运用solidworks软件对自己设计的机构进行仿真与验证。
4.综合运用知识，对机构进行运动分析和力分析。教师对运用解析法对机构进行运动分析和动态静力分析进行了较为详细的讲解，对运用solidworks软件和ADAMS软件进行机构的运动分析和力分析的方法及常见问题的解决进行了辅导，使得学生在求解机构的运动过程中即“知其然”又“知其所以然”。
5.在课程设计的各环节中强化学生综合素质的培养。教师在课程设计整个过程中注重对学生查阅文献、基础理论知识的掌握、各科知识的融会贯通、理论联系实际、独立思考、综合运用所学知识解决实际问题、动手能力、克服困难、创新意识、团队协作精神等多方面的能力进行培养，并在对每位学生单独进行答辩的过程中加以考核。强化了对学生综合素质的培养，效果较为理想。许多学生感慨，这次课设虽经历了许多困难，但收获了知识，获得了成功的喜悦。
四、结束语
开展“设计型《机械原理课程设计》”，收效明显：
1.使学生进一步巩固和加深了对理论知识的理解，并逐步掌握了工科学生应具备的理论联系实际的学习方法。
2.调动了学生学习的主动性和积极性，使学生动手实践能力、创新设计能力、团结协作精神和综合素质得到了提高。
3.促进了师资的培养，教师自身的业务水平得到提高，队伍得到了锻炼。
参考文献：
[1]孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].第七版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理[M].第二版.北京：高等教育出版社，2010.
[3]孟宪源，姜琪.机构构型与应用[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]邹慧君.机械原理课程设计手册[M].北京：高等教育出版社，1998.
机械原理总结范文第4篇
从18世纪以来，机器逐步代替人力劳动，用于做功或转换能量。做功的机器不仅大大提高了劳动生产率，而且很好地保证和提高了产品的质量。由于机器实现的能量转换，人们发明了多种多样的工作机械，提高了人类的生产水平，改善了自己的生活条件。机器的设计是由具体的机构物化为实体的产品，以提供用户所要求的使用功能。因此，机械的结构设计是产品设计的重要一环，在机械设计课程中，机械结构设计也是非常重要的教学内容。在机械结构的设计中，应“勤于学习、善于思考、勇于探索、敏于创新”，以伟大的接纳之胸怀学习前人成果，并以开拓的精神实现伟大的创造。机械结构的设计不是具体案例的机械堆砌，而是有其内在的知识基础、设计的方法和物理原理。本文拟从机械结构的设计方法和设计原理两个方面，讨论机械结构设计的内在知识和结构创新的基本途径，但本文不讨论机械制造工艺性对机械结构的要求。
二、机械结构设计的方法
1.经验设计。从现代科学诞生以来，机械科学与技术已有300年的历史。机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
2.理论设计。机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。模块化和组合化设计。一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。复合化设计。复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。分级结构设计（层次化设计）。复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。载荷均布性设计。由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。变结构设计。机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
3.模型试验设计。相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
三、机械结构设计的原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。理论力学原理。理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的刚度设计。材料力学原理。机械零件的强度和刚度设计是基于材料力学理论的，强度或刚度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。弹性力学原理。弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。疲劳力学原理。机械零件上的机械载荷在工作过程中常常是变动的，例如汽车中的轴、轴承和齿轮上的载荷都是变化的，这种变化的载荷具有一定的统计特征。变载荷下轴和滚动轴承的疲劳寿命设计等工程内容，已经发展成机械零件的概率设计。
为了更精确地设计机械零部件，疲劳力学在机械结构设计中会得到越来越多的应用。流体力学原理。流体传动和动静压轴承等的设计是依据流体力学原理的，流体力学也是机械结构创新的基本原理之一。例如静压导轨的设计、动压滑动轴承的设计，要依据流体的质量守恒定律、平衡原理等，优化设计的结果要求修改导轨或轴承的结构型式和尺寸参数。热学原理。热力学和传热学在机械零部件的设计中有很广泛的应用，导轨的热精度设计、齿轮和滚动轴承的胶合分析、隔热结构设计等等。摩擦学原理。耐磨或加快磨损是摩擦学设计的核心，例如圆锥销的设计、组合螺母的设计，就是为了补偿零件的磨损，使得零件在磨损后仍能实现其设计的功能。磨削和抛光制造工艺是利用零件磨损的加工方法。声学原理。在机械系统的噪声分析和研究中，依据物理声学的原理及其分析方法，得到噪声的频谱和功率谱等分析结果，以指导机械结构的设计，例如低噪声滚动轴承的设计。今后，可以考虑利用机械噪声来进行产品设计，例如声爆弹的设计、信号中噪声信息干扰的设计等。智能原理。机械结构设计的原理将向智能化、生物化的方向发展。随着智能技术的应用，机械结构具有灵敏的智能功能。测试技术、控制理论和信息论是机械结构智能设计的基础。
机械原理总结范文第5篇
国内外捣固装置现状和研究概况
国际捣固车的发展过程经历了由步进式发展为连续式,单枕捣固到双枕捣固乃至多枕捣固,单一的捣固模式到多种作业模式,检测方式由弦线检测发展到光学检测,由线路几何参数相对基准的检测发展到线路几何参数绝对基准检测。捣固技术一直是沿着提高作业效率、提高作业控制精度、提高作业质量的轨迹发展。国外Plasser公司、Matisa公司和Harsco三家公司产品技术已趋成熟,生产的捣固机械大多为重型、高效、多功能等形式。Plasser公司成立于1953年,总部在奥地利,是当今全球最着名的铁路工程机械制造商之一;是专门从事对铁路线路、道岔和接触网的新建、大修与养护作业的机械和车辆的研究、开发、制造和销售的专业厂家。目前,所制造的D09-32型捣固车采用连续式捣固作业,弦线检测方式,能以三点或四点法引导作业,其捣固装置采用偏心轴连杆摇摆式激振方式。Matisa公司是世界着名的大型养路机械制造商,从1945年在瑞士正式成立以来,以生产捣固机驰名世界。振动、夹持捣固法就是它的专利。该公司产品一度垄断国际市场,行销世界各地。主要产品有抄平、起拨道捣固机及其他大型养路机械等,目前作业检测采用光学检测方式,作业精度高,其捣固装置采用双轴椭圆激振方式。Harsco公司是美国专业生产铁路养路机械,具有100年的历史,在美国南卡罗来纳、密歇根、明尼苏达、和澳大利亚及英国有生产基地。其主要产品有MARK系列捣固车及其它线路维修车,所制造的捣固车在北美洲拥有大部分市场,目前作业检测采用光学检测方式,控制系统采用总性控制技术,其捣固装置采用水平面扭转激振方式。有关国外这方面的相关技术多查询于国外专利,因为在该方面相关的研究文献及技术资料涉及到企业生存发展,所以相关研究资料鲜有公开。
目前,国外捣固机械的主要发展研究方向如下:(1)向高效率发展。捣固装置向同时捣固多根轨枕的方向发展以提高作业效率。当今,捣固车作业效率可达2000m/h。(2)向综合作业发展。捣固车大都设有抄平装置、起拨道装置,有的还装有枕端夯实装置,故可同时完成多项作业任务。(3)向高精度、自动化发展。大多数捣固车都应用激光抄平、光电转换、计算机控制捣固起拨道装置,使线路高度差在0.8~1.0mm。(4)向高运行速度发展。捣固机械在作业时采取不间歇的连续运行方式;区间运行速度可达到80km/h。联挂列车运行时,允许速度达到100km/h。我国是从20世纪50年代开始使用机械捣固的,捣固机械的发展大致经历了三个阶段:20世纪50~70年代,以电动捣固机为主,依据操纵方式分为手提式和上架式两种;20世纪70~80年代,发展液压中小型捣固机,仅适用于新建铁路或线路大修捣固作业,在列车密度不大的区段亦可用于线路维修;20世纪80~90年代,国内开始引进国外先进技术,制造大型高效综合作业捣固机械。目前,襄樊金鹰重型工程机械有限公司和昆明中铁大型养路机械集团有限责任公司通过引进技术、消化吸收再创新,打破国外技术壁垒,开发出了一批具有自主知识产权的新产品,并创立了符合国情的大型养路机械发展模式和技术体系,站在国内铁路养路机械技术的最前沿,但现有产品关键技术和核心元件基本依赖引进。随着国内对国外三家公司各种捣固车的引进,不同类型捣固装置的技术理论研究也不断在深入,主要集中在捣固装置的振动方式、振动频率、振幅、结构组成与激振原理等方面。1997年,韩志青分析了D08-32型双枕捣固车的捣固装置[3],捣固镐振动原理为偏心连杆摇摆式机械强迫振动,方式为简谐振动[4],同时论文依据“振动对道床效应”试验报告认为,振动器与道床道碴的谐振频率为42Hz。2003年,李毅松和翁敏红对D09-32型捣固车捣固装置进行了分析研究,并系统阐述了该捣固装置的功能特点、结构组成、振动夹持方式以及异步稳压捣固原理[6]。2005年,高兵、王有虹就CD08-475型道岔捣固车捣固装置的结构原理进行了总结分析,阐述了异步定压力捣固原理及其压实过程,认为捣固镐头最佳振动频率为35Hz,在一定激振力下,轨枕随捣固频率的变化而变化,在35Hz左右对轨枕有小幅的提升作用。经验认为最佳捣固振幅为3~5mm,最佳挤压时间为0.8~1.2s。2008年,应立军等介绍了国外捣稳一体化设备研制的新进展。文献[9]分析了捣固、稳定联合作业模式的工作原理,文献同时分析了Matisa捣固装置的捣实机理,指出采用双轴椭圆振动的捣固装置能对道碴产生竖直和水平双向的振动,能有效提高道碴的密实度,改善道床的稳定性,并对捣固频率的选择进行了探讨,依据Plasser公司提供的轨枕随捣固频率的变化图得出轨枕的下沉量在60Hz附近最大,高频率的振动下,道碴流动性强,轨道下沉量明显,有助于提高轨枕稳定性。在捣固机理方面,赵明华、李夕兵等人用振动波理论来解释振动机理,阐述了横波、纵波对道碴的作用。利用振动波理论提出了一种推论:在初始的振动、捣固次数增加时,道碴的密实度有所提高,道碴密实度提高到一定程度后,随着振动、捣固次数的增加,道碴密实度反而减小。总的来说,国内高校及企业对捣固装置技术的研究仅停留在对已有捣固装置的技术参数及结构方面的分析,没有形成对捣固装置的技术参数及结构优化理论的指导,更未解决强迫振动加速捣固镐磨损、捣固镐振动产生夹持液压缸摆动和捣固镐振幅和频率不能无级可调的问题。
捣固装置激振形式
激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置,是产生机械振动的重要部件。激振器能使被激物体获得一定形式和强度的振动,实现振动模拟或利用振动完成捣固、破碎等任务,已广泛应用于地震模拟、汽车、航空航天、机电系统及其零部件性能和寿命试验,以及机械捣固、振动破岩和钻孔等领域。从振动动力元件的工作原理上看,按激励形式的不同,激振形式分为机械式、电动式、液压式、电致或磁致伸缩效应式和气动式等形式。现有各类振动激振装备的性能特点如下。(1)机械式:主要分为离心式和直接作用式两类。离心式机械振动装置的频率范围一般为5~100Hz,负载为50~10000N;直接作用式机械振动装置的频率范围为1~200Hz,可得到很大的推力和较大的振幅。这类振动装置结构简单、成本低,但上限频率较低,广泛应用于各种低频振动场合。(2)电动式:能产生复杂的振动波形,具有波形失真度较小、工作频率范围大等优点,由于受到固有磁饱和的限制,不易获得大激振力,此外,设备结构复杂、振动位移有限并需要辅助冷却装置,因此,主要应用于振动试验台。小型电磁式振动台的频率范围为0~10kHz,大型电动式振动台频率范围为0~2kHz,主要应用于航空、航天及国防等领域。(3)液压式:广泛地应用于振动打桩、振动锻造、振动造型、振动剪切、振动压实、振动输送、振动筛、农业机械和振动试验台等。(4)电致或磁致伸缩效应式:最新发展的一类微型振动器[19],能达到极高的振动频率,可实现超声振动,振动波形基本不失真,但输出振幅及功率都很小,目前的振动辅助加工大都采用此类振动器,也成功地应用于非圆车削。(5)气动式:主要应用于振动台,与常规电动振动台相比,气动式振动台能够产生一种超高斯幅值分布的宽带随机振动,其振动激励的最高频率可达10000Hz,有效频带约为20~6000Hz[22-,23]。图1所示为5类振动装备振动频率及振幅范围比较,激振频率范围皆可满足捣固装置。不同激振方式各具特点,在一定程度上能满足不同的需要。下面将阐述应用不同激振技术捣固装置的工作原理。全球捣固装置核心技术主要由Plasser,Matisa和Harsco三家国外公司所掌握,它们分别一直沿用其传统的机械机构来实现捣固镐的振动,进而夯实捣固石碴,其各自工作原理如下:
1.Plasser系列捣固装置激振原理
如图2、3所示,Plasser公司捣固装置采用了偏心轴连杆摇摆式激振方式,是以马达驱动偏心轴旋转,夹持油缸在偏心轴的作用下做往复运动,实现捣固臂以F为支撑点左右摆动,使得捣固头产生。
2.Matisa系列捣固装置激振原理
如图4、5所示,Matisa公司捣固装置采用了垂直平面内椭圆激振方式,通过马达带动齿轮传动机构,驱动四根偏心轴旋转,与轴联动的捣固臂在上方夹持油缸的夹持约束下,迫使下方捣固头产生椭圆形振动,使捣镐产生竖直和水平两个方向的复合运动。
3.Harsco系列捣固装置激振原理
如图6、7所示,Harsco公司捣固装置采用了水平面扭转激振方式,由电动机使2个带偏心凸轮的中心轴匀速转动,偏心轴各用来驱动一个连杆,连杆通过支持两个捣镐的偏移补偿连接器与激振器轴连接,使得捣固头形成水平面扭转振动。国内外几种捣固机械的激振原理和结构特点总结如表1所示。现有的捣固装置也是按照激振方式进行分类,对上述捣固装置的分析可知,捣固装置的激振系统是用来实现与捣固臂固定联接的捣镐的振动的部分,应用最多的是偏心轴激振。Plasser公司捣固装置的偏心轴是装在夹持液压缸与箱体的铰接点,Matisa公司捣固装置的偏心轴是装在内、外捣固臂与箱体的铰接点,Harsco公司捣固装置是通过偏心轴和偏移补偿连接器驱动捣镐振动。捣固装置的结构特点主要是根据所采用的激振方式决定的,按照驱动方式,上述捣固装置激振方式多为机械式。机械式激振装置一般是利用凸轮或曲柄连杆等机构直接对对象施加周期性载荷,或者是利用偏心质量块旋转产生的离心力作为激励力来对对象施加周期性载荷,其工作原理如图8和图9所示,其中图(a)中为曲柄滑块机构,图(b)为凸轮顶杆机构。Plasser、Harsco捣固装置激振原理属于曲柄滑块直接驱动式机械激振原理,而Matisa捣固装置激振属于离心式机械激振原理。机械式激振器主要适用于激振幅值较大及频率较低的工况中,激振波形一般为等振幅正弦波,而只能在停机的状态下改变激励振幅。而捣固装置激振的一个共同特点是要求载荷和输出功率大,频率高且可变,为获得好的振动性能往往还需要振幅和波形可调可控。
新型液压激振技术研究现状
