改型优化（通用9篇）
改型优化 篇1
0 引言
宝钢集团新疆八一钢铁有限公司2棒材机组于2010年上半年投产, 设计每年产能60万t。全线总共有对齐辊道81组, 对齐辊道轴承座型号为SN509。由于现场使用地点的外部辐射温度约400℃, 对齐辊道轴承润滑周期仅为5 d, 使用寿命≤90 d, 因此维护强度 (润滑、更换、修理) 较大, 维护成本较高, 每月发生设备故障热停时间约120 min, 频发故障和紧急处理故障, 彻底打乱了产品的的正常轧制, 对生产节奏影响较大。为提高设备运转率和生产作业率, 需对设备故障原因进行深入分析并给予解决。
1 对齐辊道轴承故障原因分析
1.1 SN509轴承座简图
(如图1)
1.2 轴承故障原因分析
根据生产实践情况来看, 该机组使用的润滑脂 (EP1) 在400℃左右的温度下, 极易发生润滑脂融化和流失, 这是导致轴承缺油烧损、保持架热胀卡阻断裂等故障的根本原因。
2 轴承座结构优化改型
为解决上述问题, 必须降低轴承及润滑脂的环境温度。为延长维护周期, 尽可能增大润滑脂的存储空间。因此, 我们将轴承座进行结构优化改型为水冷式轴承座。水冷式轴承座的具体结构如图2所示。
3 改型前后对比
如表1所示。轴承座结构优化改型后, 全线对齐辊道组轴承润滑周期大幅提高, 故障时间和维护成本大幅降低, 大大延长了维护周期。
4 结论
通过轴承座结构优化改型, 不仅提高了对齐辊道组的使用寿命, 还大大降低了维护成本和维护强度, 并延长了维护周期, 降本增效效果显著。
摘要：针对棒材机组投产初期对齐辊道轴承故障造成的维护难度大、成本高的问题, 提出了改进方案并予以实施, 提高了设备运转率和降低了成本。
关键词：对齐辊道,轴承,故障频发,改进,借鉴
参考文献
[1]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社, 2004.
桃树改型密植高产栽培技术 篇2
【关键词】 桃树 改型密植 高产栽培
1.主要优势
1.1早成形、早丰产 桃树两主枝密植园二年见果,三年生平均亩产370kg;四年生平均亩产2210kg,比三主枝自然开心形亩增产932.5kg;五年生平均亩产3690.5kg,比三主枝自然开心形亩增产2139kg;六年生平均畝产3935kg,比三主枝自然开心形亩增产2174.5kg。
1.2主枝基部枝组数增加 由于主枝少、开张角度大,有利于基部小枝组着生,主枝基部光照充足,生长健壮,寿命较长,容易立体结果。
1.3园内作业方便 两主枝密植园桃树主干比常规稀植园高10～30cm,便于施肥、浇水、喷药、修剪、中耕、除草等各项作业的进行。
2.主要配套栽培技术
2.1适当密植
两主枝“丫”字形适合南北行向密植栽培,两主枝伸向行间,并与行向垂直,形成一个狭长的长方形树冠,适合小株距、大行距密植栽培。
2.2整形修剪
桃树定植后,首先根据生长情况进行摘心、定干,干高60～80cm,同时在萌发新梢时选留两个主枝。主枝间夹角90～100度,定植树一般选择1～3年生幼树。
冬剪以轻剪长放为主,枝条在主枝背后基部20～30cm处,2～3年内培养成大型结果枝组,有利于枝组开张角度,增加产量;夏季扭稍的新梢,根据生长势而定冬剪留量、对生长比较健壮的新梢应在弯后剪,生长势弱的新梢应在弯前剪,生长健壮的主枝应适当轻剪,剪留80～100cm,生长较弱的可酌情重剪,剪留40～60cm,促进树势平衡。幼树期间,在靠近主枝延长枝头50cm处,不能选留结果枝及生长健壮的枝条,以免影响树冠扩大。当桃树进入盛果期后,树高已达到预定高度3～3.5m,行间主枝延长枝头已搭接,这时对延长枝缓放1～2年,然后将主枝适当回缩,使剪口落到主枝背后中庸枝壮芽处,以促进树体养分回流,使主枝基部小枝及时吸收养分。对主枝延长枝附近的壮枝要多疏少截,不宜多留结果枝,应注意结果枝组预备枝的选留。
防止结果枝组外移,避免光秃带的出现,延长结果年限。枝组修剪时去直留平,去旺留中庸,去前部留后部。夏剪是两主枝修剪的重要内容,主要包括扭稍、疏枝、拉枝、摘心、抹芽等措施,从5月中旬至9月上旬可进行4～5次夏剪。
2.3加强花果管理
桃树是多花多果果树,如修剪量过轻,花量过大,花期营养不足,会造成严重的落花落果,甚至影响树体发育,果小且品质差,还易出现大小年现象。因此必须适当疏花疏果,控制花果数量。疏花一般在花蕾和花期进行,顺序是先上后下,先内后外,主要疏去双花、小花、病虫花、晚花、夹角花和预备枝的花。经疏花后,使留下的花在果枝上呈三角形均匀分布,留花量是最终结果量的2～2.5倍。疏果是在第二次落果后,座果相对稳定进行,到硬核开始形成前完成,疏果根据树势、座果情况、枝量等因素灵活掌握。疏果首先疏去萎黄果、小果、病虫果和畸形果。其次是疏除短圆形果,留果的原则是上部多留、下部少留、强枝多留、弱枝少留,同类果枝背上枝多留,背下和水平枝少留。
2.4肥水管理
每年秋季进行行间开沟深施肥,沟宽80～100cm,深40～60cm,平均每株施有机肥30～50kg,尿素0.5～1kg,在桃树生长季节,每年追施3次尿素,每株每次0.4～0.5kg。
在桃树发芽前浇第一次水;桃树落花后浇第二次水,这次水对促进座果和幼果发育及新梢生长有重要作用;第三次水正值果实硬核期,果实迅速膨大,此时浇水对提高产量有显著作用;第四次浇水在封冻前进行。
2.5病虫防治
为害桃树叶片的主要病害有桃细菌性穿孔病、黄叶病。为害果实的病害主要有桃炭疽病等,可用杀菌剂如75%的百菌清500g/ha对水225～450kg(不能用油剂)保护预防,也可用50%多菌灵1500g/ha(不能与铜制剂混用)或70%的代森锰锌2500g/ha对水225～450kg治疗。
改型优化 篇3
由于高级公路的发展、汽车车速的提高对汽车的操纵稳定性、安全性、舒适性提出了越来越高的要求,特别是能源危机导致石油价格上涨,使改善汽车的燃油经济性成为汽车技术的重要课题。汽车空气动力特性对汽车的动力性、经济性和操纵稳定性有直接影响。设计空气动力良好的汽车,是提高汽车动力性、经济性的重要途径,而高速汽车的空气动力稳定性是汽车高速、安全行驶的前提。改善驾驶室的内流特性,在减阻的同时,可提高发动机、制动器部件的效能。
1 最佳气动外形
1.1 最佳造型
最佳造型应是以机械工程学、人体工程学、空气动力学和美学全面恰当地糅合在一起并有独特风格的造型。确定高速、安全、舒适的汽车外形,最重要的是如何减小气动阻力和升力的影响,即空气动力学的问题。机械工程学和人体工程学的因素限定了汽车外形设计,而汽车外形的多样变化,不是依据这两方面的要求而产生的,汽车外形的任何微小的变化都来自空气动力学的要求。
完全从空气动力学观点来看,最理想的车身外形归纳为以下几点:①车身侧面。尽量降低车身总高,离地间隙尽量小;前脸扁平,后端处理应尽量降低阻力;发动机罩和顶盖尽量扁平;尾翼可确保方向稳定性。②车身正面。宽而低的扁平形;采用无棱角的扁平和圆形过渡;当驾驶室要求有必要的棱角时,在腰线部位可装置倾斜的侧翼,使其圆滑过渡。
根据上述原则,现采用下述方法改善汽车空气动力特性:①把汽车设计成楔形或快背式,车前端尽量压低,俯视图多呈半圆形,前风窗与发动机罩、顶盖与侧面的过渡部分圆滑光顺,前风窗与水平面的夹角为25°～33°。②汽车设置前、后扰流板等空气动力学附加装置,以改善气流状况、降低阻力和升力。③车身底面平滑化,或加设光滑底板,以降低阻力和升力。④车身外表尽量减少凸凹面和突起物,如门把手平滑化,风窗玻璃、门玻璃尽量与框平齐,雨水槽采用隐蔽式,车轮加外护罩,外后视镜加流线型护罩。⑤控制发动机冷却气流,强制空气处于有利流动的状态,提高冷却性能,减小行驶阻力。⑥车身细部形状最佳化,通过反复修改外形,达到最佳气动外形设计效果。
1.2 车身对空气动力性的主要影响部分
汽车造型阶段的大量风洞试验表明,形状阻力的大致部位为前照灯周围、前风窗两侧部位周围、A柱到车门周围的凸凹、C柱的锥度以及底板下部的整形程度。
一般发动机罩相对于水平面的倾角越大,CD越低。概念设计车是根据保险杠、灯光器、散热器、发动机对前下方视野的控制来确定其最适角度。前风窗玻璃在倾角小时能降低CD,但随着倾角的减小,顶盖前端与A柱接近,上、下车方便性和居住性恶化;同时前风窗玻璃倾角小时,造成二重像及像的歪斜,使视认性变坏。确定前风窗玻璃的倾角时,要保证其视认性。
车身基本外形对空气动力特性影响很大。最佳气动外形设计的原则是,为使沿车身表面的气流不分离,车身表面外形不急骤变化,表面外形变化处应平滑过渡,从车身前端至后端的外形曲线连续。A柱处气流的流动是很重要的,应在可能限度内保证前风窗两侧玻璃用相同的曲率,保持气流从前窗向侧窗流动的连续性;A、B、C柱尽量配置在玻璃内侧,保证车身表面的平滑化;车身尾部外形应使气流不产生分离,尽量减少尾涡,尾涡应尽量远离车身;避免车身上下左右的气流混合而产生涡流,车身下部应整流;车身外饰件、侧面均应保证气流流畅地通过,不产生气流分离。
2 空气动力学对未来汽车造型的影响
根据国际上对空气动力学带给汽车的重要影响的探索,现在正给以车身外形设计新的概念。以空气动力性来设计汽车的主导思想是,完全从空气动力学出发,根据风洞试验确定车身外形,使汽车造型具有优异的空气动力特性,同时又能满足各种使用和生产工艺的严格要求。为减小形状阻力,使车身的横截面不断地变化,沿着流线压力逐渐变化,压力在正压区仅变动一个循环,一般将设计程序分为以下3个阶段(以某款车型为例):①制作一定比例的模型,并根据风洞试验结果不断修正其外形。在这阶段采用组合模型,车身前端用几种形状不同的模型进行比较和修正,模型的外覆盖蒙皮采用可更换式的。当时此车在这一阶段的模型风洞试验结果是CD仅为0.16。②考虑总布置和结构设计要求,对第一阶段的理想外形进行修正。为满足乘员乘坐的舒适性,改进了底板设计,增大了脚部空间;对车室内用于通风的进、排气口等进行修正。通过修正,使CD增至0.172,最后CD达0.23。③绘制车身设计图。
3 汽车空气动力学研究与方案改进实施
下面是某一车型的原型及其改型后的空气动力特性的研究。详述了汽车外形与空气动力性之间的关系,通过不断反复试验来寻求最佳外形造型方案。
3.1 试验设备和模型
3.1.1 风洞
3.1.2 模型
试验模型原型是此车型的1:5模型,材料为木质,改制部位用优质油泥成形,部分复杂件如前格栅、保险杠、后扰流器等采用木质组合件。图2为各改型方案试验分析,表1给出了各种外形方案和几何参数。
3.1.3 模型的安装
利用风洞原有的木质地板来模拟地面效应。地板长为5.5 m,宽为2.7 m,厚为0.05 m,其上表面距下洞壁0.65 m。天平通过支杆与模型相连,并调整在试验段转盘的中心线上。通过转盘的变β机构改变模型的横摆角,模型前、后轮的离地间隙为3 mm。
3.1.4 变雷诺数试验
图1已给出了β=0°时,汽车模型的纵向启动阻力系数随雷诺数的变化。由图可见,当Re为1.5×10-6之后,雷诺数的变化对气动力系数基本没有影响。
3.2 试验结果分析
在横摆角变化β=-6°～21°,△β=3。情况下,进行了测力、测压和流态显示试验,试验参数更改(见表1)及结果分析(如图2所示)。
3.2.1 此车型原型的空气动力特性
图3～图8是此车型模型的六分量气动力系数曲线。阻力系数试验表明:随横摆角的增加,阻力系数变化不大,但升力系数随横摆角的增大而显著增大。当β=21°时,升力系数约增加63%。横向气动特性曲线表明,正的横摆角产生正的侧向力,且随横摆角增加,侧向力系数增大幅度变大。正的横摆角产生正的横摆力矩和正的倾侧力矩。
此车型模型的纵倾力矩为正值,即受到一个抬头力矩,这说明该车的风压中心位于坐标原点之前,分析得出该车的风压中心位于重心之前。
试验分析表明:①与国外同类车相比,此车型的原型气动阻力系数和升力系数均偏大,该车型有减阻的可能。②该车型的原型升力较大,且随横摆角增加升力急骤变大,致使该车受到一个抬头的纵倾力矩。在侧风下,其侧向力和横摆力矩均有较大增加,因此气动特性对其操纵稳定性有较大的影响,应引起高度重视。
3.2.2 对此车型原型的几种改制方案及效果分析
按表1所列出的各改型方案,当进行到方案8 (加后扰流器)时,得出的试验数据是阻力系数减少21.2%,升力系数减少54%;进一步改型至方案9 (加光滑底板),使阻力系数减少35%,升力系数减少134%,出现了负升力,可见改型产生了很好的效果。
根据各改型方案的效果,进行如下分析。
(1)汽车前端造型。汽车前端车头部位的主要组成部件为发动机冷却系统散热器格栅、前照灯、转向灯、保险杠以及车身前底板等。本次试验采取后倾式车头组合体和在保险杠下部加前阻风板两种组合方案。①后倾式车头(方案2)。原型的车头前倾14°,方案2改为后倾14°,从而减小了车辆头部的正压,使气动阻力系数降低3.8%,升力系数降低1.1%。此方案明显减小了阻力,这是由于后倾式车头使正面的正压力下降,使前方气流流畅地通过车头上缘的结果。②加前阻风板(方案3)。本着使气动阻力系数基本不增大而尽量降低升力系数的原则,本试验采取了高为10 cm的前阻风板。试验结果表明,方案3的气动阻力系数相对于方案2基本未变,但升力系数却降低了8.5%。可见加前阻风板后,带来了明显的减阻效果。加前阻风板后,避免了气流直接冲向车底的凸凹部件;同时,由于减少了气流与车身底部粗糙表面的摩擦,降低了摩擦阻力。加前阻风板后,前部离地间隙变小,导致车身底部与地面间的平均气流流速加快,有利于形成Venturi形的气流。这种气流产生向下的吸力,即形成了负升力,有利于改善高速操纵稳定性。阻风板虽然有减小阻力和升力的作用,但它本身也带来了附加的形状阻力,而且其效果与阻风板的高度、安装位置和角度有关,因此最佳方案要通过试验综合选择。
试验表明,汽车头部及导向底部的过渡部分的造型对空气动力特性有很大的影响。
(2)挡风玻璃与发动机罩的倾斜角。气流顺发动机罩经挡风玻璃与发动机罩交接处的凹角流向挡风玻璃时,一般在发动机罩中部开始分离,然后在挡风玻璃上再附着。为减小分离区,应尽量减小发动机罩与挡风玻璃间的夹角,就是使分离线与再附着线尽量接近。本研究采取减小前挡风玻璃倾角和增大发动机罩倾角两种方案。①减小前风窗玻璃倾角(方案4)。原型的前风窗与水平线的夹角为40°,现变为30°,横向与纵向曲率与原型一致,试验得出方案4的气动阻力系数相对于方案3降低0.4%,升力系数降低很小。改型并没有使阻力系数与升力系数明显下降,这与发动机罩与前挡风玻璃的夹角在40°以下时,分离线与再附着线变化不大,阻力和升力变化不大的规律相吻合。因此,靠减少前风窗玻璃倾角来降低阻力而牺牲车辆室内空间以及影响人机工程的做法是不可取的。②增大发动机罩倾角(方案5)。增大发动机罩与水平线的夹角,由原型的3°变为8°,横向与纵向曲率与原型一致。试验得出方案5的气动阻力系数相对于方案4降低1.2%,升力系数降低5.6%;此时,发动机罩与前挡风玻璃间的夹角由27°变为22°。由于气流流线缩短,虽然分离线与再附着线变化不大,却可使流速降低,负升力值减小。
实验表明,尽量压低发动机罩前部并增大发动机罩的倾角,对减阻很有效果。当然,发动机罩倾角并不能无限增大,而应切合发动机舱的空间布置以及整个前舱的数据结构。
(3)车身背部造型研究。本研究在车身背部采取了3种改型方案。首先,在斜背式原型的后窗部位改变其倾斜角,变为半斜背式外形;然后,进一步减小后窗倾角,取消行李箱,变为快背式;最后,在快背式外形的基础上加装后扰流器。①原型背部流谱分析。原型的后窗倾斜角为40°,后窗与行李箱间形成阶梯,在β为零度时做油流流态显示试验表明,不论车身前部造型怎样变换,后窗总是存在一对形状似“猫眼”的附着涡,其涡轴垂直于后窗表面。气流在顶盖的后缘开始分离,分离区被下洗流包围在后窗与行李箱间的凹角内。此区域的涡流为附着涡,涡环的两端都终止于后窗上。伴随着涡流的产生,要消耗一定的能量,由涡诱导生成涡阻。此车型后窗上的一对附着涡,是造成其压差阻力与升力大的根源,同时也是其后窗部位受尘土污染的主要根源。②改变后风窗倾角。减小后风窗倾角为30°(方案6),又进一步减小到23°(方案7),这两种状态下,气动阻力系数分别降低10.2%及11%,但同时也都带来升力增加的问题,特别是方案7尤为明显。
经测压试验数据表明,后窗倾角减小,使负压增大,升力增大。
(4)加后扰流器(方案8)。针对减小后窗倾角,气动阻力系数降低,升力却上升的问题,在方案7的基础上安装了一个后扰流器,使其阻力系数降低9.1%,而升力系数下降了59.6%,扰流器对降低升力做出了贡献。
测压试验结果(如图9所示)表明,加后扰流器时,明显降低了后车身的负压,甚至个别地方变成正压,从而大大降低了后轴升力。
(5)光滑底板(方案9)。方案9在原型的基础上,车底安装了一块光滑底板。它的作用是保证车底的气流顺利流过,避免车身底部部件的气流阻止而造成局部涡流并减小摩擦阻力,从而达到降低阻力和升力的目的。由试验数据显示,车底安装光滑底板,可使气动阻力系数降低13.6%,升力系数降低79.9%,效果极为明显。
3.3 结论
根据上述分析及试验结果,得出以下结论:当试验雷诺数Re>1.5×10-6时,试验数据不随雷诺数而改变,我们在Re>1.5×10-6范围内进行风洞试验,将前倾式车头改为后倾式、加前阻风板、减小前风窗倾角、车型变为快背式并加后扰流器、增大发动机罩倾斜等各改型方案的综合效果可使阻力系数降低21.2%,升力系数降低54%。其中,快背式后车身上安装后扰流器效果最佳。在车底安装光滑底板,对降低阻力和升力效果显著,可使气动阻力系数降低13.8%,升力系数降低79.9%。
因此,在汽车设计中,可根据我们的实验结果进行车身相应位置的外观设计,以此达到优异的车身空气动力性能,为燃油经济性、环境保护、驾驶安全性和舒适性带来巨大的益处。
4 结语
通过对此车型采用测力试验、测压试验和流态显示试验方法,全面系统研究了该车型的主要部位的空气动力特性及基于此进行的方案更改。通过对外形的改变,使其阻力和升力均明显降低,为后续该车型的外观造型及总布置方案提供了极大的指导作用。同时在动力性能不减的前提下,充分满足社会对车辆的节能减排要求,带来经济效益的同时更可以对环境保护做出较大贡献。
摘要：未来汽车造型是向着更具简洁、方便和快速性方向发展。为满足节能的和环保的要求,在车辆轻量化的同时,不得不寻求更经济节能的设计方案,因此,依据汽车空气动力性的研究成果应用到车身设计上势在必行。文章通过试验分析,探究空气动力学与汽车外形的相互关系及影响,为概念车的现实化与成品化提供技术及理论依据,实现汽车科学性节能与提高汽车安全性能。
关键词：造型,空气动力性,方案,外观,设计
参考文献
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改型优化 篇4
【关键词】韶山4改型；电力机车；主断路器；故障原因；处理措施
一、韶山4改型电力机车主断路器的结构构成
韶山4改型电力机车主断路器的结构主要有低壓部分和高压两部分组成，其中的低压部分主要由延时阀、启动阀、传动气缸以及电磁铁等构成，而高压部分则主要由非线性电阻、灭弧室以及隔离开关等部件所构成，其中韶山4改型电力机车主断路器的结构如图1所示。
二、韶山4改型电力机车主断路器的故障原因分析
引起机车主断路器发生故障的原因主要有原边过流、次边过流、牵引电机过流、辅助系统过流、主电路接地、辅助回路接地以及紧急制动等。以下将分别给予详细说明。
1、原边过流。在原边过流的影响下继电器可以及时的检测到原边过流所产生的相关动作，导线在继电器的影响下，因得到电压而产生电流，同时原边过流中间继电器也因导线中产生电流而产生电动作，这样一来，机车主断路器的常开点就会处于闭合并自锁状态，如果导线经继电器的常开点，就会使导线有电，从而容易引起主断路器的分断。
2、次边过流。次边过流的检测信号送到电子柜，当电子柜判断出次边过流时，送出+110v的电压信号，这一信号直接作用于565KA，使565KA得电动作并自锁，最后使主断路器分断。这一信号的标注线号是552(与原边过流执行信号共用)。
3、牵引电机过流。将电流送入电子柜后，可以通过相关的检测机制来对牵引电机的电流信号进行检测，通过检测来由电子柜来判断电机是否过流以及应该有其中的哪一台过流的问题。如果某台电机需要过流的话，这一信号将直接作用于牵引电机过流的中间继电器，从而容易使中间继电器得到电动作，这样也会容易促使主断路器分断。
4、主回路接地。SS4改型机车的主电路是分转向架独立供电，每一转向架的主回路上设有一个接地继电器。当某一接地继电器动作时，其接点接通了531与544之间的回路，使导线544有电，主断路器分断。如97KE或98KE动作，导线531通过97KE或98KE的触点，使导线544有电。
5、辅助系统过流。辅助系统过流是通过辅助系统过流继电器282KC来检测。当282KC检测到辅助系统过流时本身动作，其常开点闭合，接通了辅助系统过流中间继电器564KA的供电回路，导线550得电，564KA得电动作并自锁，导线531经564KA的常开点，使导线544有电，促使主断路器分断。
6、辅助回路接地。当辅助回路接地时，辅助回路接地继电器285KE得电动作，导线531经285KE，使导线544有电，促使主断路器分断。
7、紧急制动。紧急制动的控制信号来自信号柜和紧急制动按钮，这一信号的标号是912。导线912经隔离二级管504V，使导线544有电，促使主断路器分断。
三、韶山4改型电力机车主断路器的故障处理措施说明
1、主断路器的合闸控制
韶山4改型电力机车主断路器的受电弓控制与合闸控制为同一供电线路。在按下韶山4改型电力机车主断路器的主断合的按键开关后，与主断路器相连的导线都会有电，在这样的情况下，如果作用于主断路器的空气压强足够大，一般要超过500kPa，就会促使主断路器的合闸线圈产生点动作，这样主断路器的合闸线圈就会获得电流，主断路器的动作机构就会在断路器的隔离开关以及压缩空气推力的作用下，实现主触头和辅触头的闭合，从而完成韶山4改型电力机车主断路器的合闸操作。
韶山4改型电力机车主断路器在零位中间继电器的影响下可以使全车所有司机控制器处于零位，同时也可以使相应的继电器获得电动作，这样的话韶山4改型电力机车主断路器常开点就会闭合。电力机车主断路器的主断控制延时继电器，容易受恢复中间继电器的常闭点的控制。因此在进行主断路器的合闸操作前，需要将相关的导线以及相关的继电器进行闭合，使导线上的电流能够传递到继电器上，从而使继电器获得电动作，这样主断路器的常开点就会闭合。另外在进行合闸操作时，为了有效预防主断路器合不上的问题出现，其常开点需要打开，切除合闸供电回路，避免主断路器合闸线圈与主接地继电器的线圈因通电时间过长而烧损。所以，要使主断路器能够顺利的闭合，就必须做好如下几点：
第一、全车所有机车主断路器的电位要处于零位。
第二、主断路器的闭合状态要处于正常的和非中间位的开断状态。
第三、劈相机按键一定要处于断开位，保证继电器处于失电状态。
第四、作用于主断路器的空气压强足够大，要求超过500kPa。
2、主断路器的分闸控制
1、人工分断。主断路器的分闸控制一般是由具备自动开关的电源来提供实现分闸控制的电能，当人工按下机车主断路器的分断按键开关时，导线和相关的继电器就会产生电流，进而会使主断路器分闸线圈产生电动作，从而促使主断路器分断。
2、故障自动分断。主断路器的分闸控制除了可以通过人工分断实现外，还可以在机车的系统发生故障后，自动使主断路器分断。
结语
造成韶山4改型电力机车主断路器的故障原因比较多，但引发的故障就两种情况，一种是导致主断路器的合不上，另一种就是导致主断路器的断不开这两个问题。所以机车主断路器的故障处理也应结合故障发生的实际情况采取合理的举措来进行有效的处理。
参考文献
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[3]陈少哺.韶山4改型电力机车主断路器的故障原因剖析[J].电力自动化设备,2011(31)．
透平进气装置的改型设计及应用 篇5
1.1 项目的调研
1.1.1 收集滤器在机组中使用的各项性能指标
2010年12月15日对采油平台JZ25-1S油矿透平进气系统现场调研, 进气滤器装机后机组初始压差约为1.00 k Pa。但通常情况下机组进气初始压差值应小于2英寸水柱 (小于0.508 k Pa) , 差压报警值为5英寸水柱 (1.27 k Pa) , 关断值为7英寸水柱 (1.78 k Pa) 。发电机实际功率为7 455 k W时, 发动机T5平均值为598℃, (见图1、图2) 。
1.1.2 进气装置安装部位的现场确定
测绘原装置各个部位的尺寸, 便于设计新的进气装置。
1.2 进气装置的设计
1.2.1 进气量计算
1) JZ25-1S现使用的滤器, 预过滤器和高效过滤器装机数量是20套的进气量计算。
过滤器风量Q=S×V, L=700 mm, H=610 mm, B=4 (每个滤器4个袋子组成) , 效率为85%: (参照技术参数栏:V=0.15 m/s)
则S=L×H×B×2=0.7×0.61×4×2=3.42 m2
额定风量Q=3.42×0.15×3 600 (转换为每小时风量) =1846.8 m3/h
20个滤器的风量Q=1 846.8×20=36 936 m3/h
2) 根据现有空间位置按预过滤器和高效过滤器装机35套的风量计算。
预过滤器风量Q=S×V, L=615 mm, H=580 mm, B=12 (每个滤器12个袋子组成) , 效率为85% (参照技术参数栏:V=0.13 m/s) 。
则S=L×H×B×2=0.615×0.58×12×2=8.56 m2
额定风量Q=8.56×0.13×3 600 (转换为每小时风量) =4 006.08 m3/h
35个预过滤器的风量Q=4 006.08×35=140 212.8 m3/h
35个高效过滤器的风量Q=4 250×35=148 750 m3/h
经以上计算:目前JZ25-1S使用的滤器风量为36936 m3/h, 新设计的进气装置风量140 212.8 m3/h, 风量提高3.8倍。
1.2.2 进气装置改型设计后有以下几个方面的提高
1) 滤器结构和滤器定位框改型:原进气滤器预过滤器和高效过滤器重叠在一起使用, 改进后预过滤器和高效过滤器分别安装在不同的固定框上, 相互之间有足够的间隙, 进气互不干扰, 过滤效果好。
提高方面:预过滤器和高效过滤器分别安装, 流通量好, 阻力降低。
2) 原进气装置滤器边缘直接放入槽内, 无锁紧结构, 密封不严, 新进气装置增加滤器锁紧结构。
提高方面:增加滤器锁紧结构, 保证滤器的密封, 保证系统内进入干净的空气。
3) 过滤面积增加:原进气装置内安装20套滤器, 新进气装置安装35套滤器。
提高方面:流通量提高了3.8倍, 使进气阻力降低, 滤器的使用寿命可大大提高。有足够的空气冷却机组, 可提高涡轮叶片等精密零部件的寿命, 减少维修次数和维修费用, 保证生产, 降低成本。
4) 增加防水装罩, 以及改进分水部位的分水板结构, 图3为原分水结构, 图4为改进后的分水结构。
原分水部位结构简单, 不易保证汽水分离, 而且直接焊死在进气装置本体上, 冬季结冰不易清洁。
提高方面:改造后的分水板结构易保证汽水分离, 而且分成六块, 方便拆卸清洁。
5) 增加防水罩, 原进气装置无防水罩, 大雪、大雨天气, 雪和雨水易进入进气装置, 影响进气滤器的过滤效果,
提高方面:雨和雪不易进入进气装置, 进气滤器不受影响。
6) 进气滤器由原来的化纤材质改为玻璃纤维材质, 玻纤材质比化纤材质有以下优势:
第一, 过滤效率稳定, 而化纤滤料会因静电衰减而可能产生效率突降。
第二, 压降缓慢上升, 寿命比化纤滤料长至少1倍 (注:生产厂家实验室测试结果) 。
第三, 工作温度可达110~120℃, 防火等级达到2级 (聚酯无纺布背衬) 和1级 (玻纤网格布背衬) 。
第四, 凝结效果比化纤材质的好, 可以大量凝结空气中的水分和盐分液体, 形成大颗粒液体被拦截, 防止大量盐分进入燃烧系统中腐蚀精密的零部件, 从而降低零部件的使用寿命。
1.2.3 二维和三维的图纸设计
根据现有位置尺寸设计新的进气装置 (如:图5) 。
1.2.4 现有位置的确定
根据设计图纸, 现有位置可以满足改造要求, 但需要在软连接上部位增加短节和延宽走道。
1.3 进气装置的制造
1) 进气装置所需模具和零组件的加工。
2) 进气装置陆地试组装, 确保装配无误。
3) 制作专用的防护托架, 防止运输变形和磕碰。
4) 海上进气装置连接部位和新增短节的打孔。
5) 根据现场环境, 吊车的吨位, 组装顺序等几个方面考虑安装方案。
6) 拆卸原进气装置。
7) 安装新增短节的。
8) 安装新进气装置 (见图6) , 试运行。
9) 安全质量控制。
安全方面:服从平台的指挥, 遵守平台的各项规章制度, 认真按施工方案进行。
质量方面:严格按图纸进行, 每道工序做好自检、互检, 质量工程师确认。
2 效果验证
1) 进气滤器压差对比:未改造的机组差压是1.00 k Pa (见图7) , 改造后的机组差压是0.47 k Pa (见图8) , 差压降低了0.53, 按机组要求进气初始压差值应小于2英寸水柱 (小于0.508 k Pa) , 该装置进气量小于0.508 k Pa, 满足机组要求。可提高滤器的使用寿命, 保证正常的生产。
2) 平均温度值T5对比:
未改造前的机组功率是7 455 k W时, T5温度是598℃ (见图9、图10) ;
改造后的机组功率是7 619 k W时, T5温度是584℃ (见图11、图12) 。
对比结果:尽管输出功率比未改造前还大, 但T5温度仍比改造前还低14℃, 可以大大降低机组内部各精密零部件的使用寿命。
3 存在的不足
机组在运行期间, 通过与平台相关人员的沟通交流, 改造后的进气装置存在以下几方面的不足:
1) 各连接部位之间涂抹的密封胶选择不当, 导致密封效果不佳。
2) 滤器安装室间, 门的密封不够严实。
3) 防虫网需要改成可拆卸式。
4 优化设计
1) 反复试验, 认真选择密封胶, 保证各连接部位的密封。
2) 滤器安装室间的门改成双密封。
3) 防虫网做成可拆卸式, 方便更换和清洁。
4) 在装配过程中认真检查, 保证各连接部位和螺栓锁紧到位。
5) 跟踪今年冬季的运行境况, 检查分水板和防虫网是否会结冰, 如果结冰考虑在装置内增加加热装置。
5 推广应用
1) 经过专家们的验收, 该项目改型设计合理, 建议项目大量推广应用。图13为专家验收现场。
2) 专利申请。新型进气装置也成功获得专利受权, 专利号为201120447274.7。
无极绳绞车调速装置的改型设计 篇6
一、关于无极绳绞车的基本认识
无极绳绞车是在煤矿的井下巷道内使用的一种轨道运输装置, 在运输的过程中, 由钢丝绳来进行牵引。
在实际的应用中, 主要是用于对工作面的顺槽、集中的轨道巷以及采矿区上下山的材料和设备进行运输, 在运输的过程中, 可以不经过转载而进行直接的运输, 比较适用的工作环境是距离比较长且倾角比较大, 变坡的地方比较多, 并且吨位比较大的情况。这种装置改变了利用小绞车接力以及对拉的运输方式, 它实现了对整体的液压支架以及在矿井中使用的各种设备的运输。
整个系统主要有主机、梭车、压绳轮和托绳轮、张紧装置, 尾轮以及转向装置。其中, 主机是由电动机、摩擦轮、减速箱、制动器、传送齿, 还有底座和支架来构成的。所使用的电动机是隔爆型的三相异步电动机, 它的功率是22~16kw, 根据实际的需要, 可以配置双速的电机。转动齿轮选择的是渐开线圆柱齿轮和开式齿轮, 转动比较平稳。摩擦轮所使用的是抗磨铸铁衬套, 使其使用的寿命比较长, 维修也相对比较方便。梭车有两种形式, 一种是带有防跑车装置的, 一种是没有防跑车装置的。减速箱有进行机械变速的功能, 对可以进行快速和慢速两种调节。
无极绳绞车与传统的煤矿巷道运输设备相比, 它的优势主要体现在以下的方面:
第一, 结构比较简单。在实际工作中, 所使用的是机械传动的方式, 在装置中设置了两套制动系统, 结构比较紧凑, 有较高的可靠性;是利用按钮来进行控制的, 操作起来比较方便。
第二, 实现了一机多用, 无极绳绞车不但可以在顺槽中使用, 也能够在采区中进行上下山活动, 还可以将其在比较集中的轨道巷内部进行布置, 还可以为煤矿掘进之后做配套服务。
第三, 有很强的适应性。能够在巷道的内部进行水平运输。装置的配置比较灵活, 安装相对来说比较简单方便, 对尾轮的固定十分简单, 在运输的过程中, 能够适应距离的变化, 移动速度较快;其容量比较大, 能够进行长距离的牵引, 运行所需要的费用比较低;可以进行连续的运输, 比较安全, 有较高的效率。
二、对调速装置的改型设计
1. 正确选择电机的型号
在进行改型设计的时候, 首先要对电机的型号正确的选择, 只有选择对了电机的型号, 才能够使装置正常的工作。电机的选择主要的就是选择适合的功率, 因此要注意对电机的所需工作功率进行计算。
对电机的功率计算主要有两个部分, 一个是卷筒上的功率, 另外一个是电机轴上的功率, 对于卷筒的功率来说:
用N来表示功率, 用F来表示所具有的最大的牵引力, 用V来表示牵引的速度。那么就有
对于电机轴上的功率来说:
用m来表示电机轴的功率, 用M来表示总的功率, 那么就有:
在实际的应用中, 电机是进行短时间工作的, 因此, 可以对电机的过载能力进行充分的利用来将电机的容量减少, 使机器的尺寸和成本降低。
2. 对传动系统进行确定
无极绳绞车的传动路线是由防爆电动机开始, 下一部进入弹性的联轴器, 然后再进入主轴1, 再由主轴1到z1, 然后再到主轴2, 由主轴2到z3, 再到z5, 然后再到z7, 然后再传动到主轴3, 由主轴3到z9再到z10, 然后送到主轴4, 最后到达卷筒。
3. 合理的减速器设计
本文所述的这种无极绳绞车, 所使用的传动共有5级, 第一级所使用的是直齿圆锥齿轮进行传动的, 剩下的都是使用圆柱体的直齿齿轮, 使用了两个双联齿轮, 在最后一级小齿轮和大齿轮之间是通过过桥齿轮来进行连接的, 形成了相对封闭的传动路线。传动原理比较简单可靠, 效率也比较高。在进行设计的时候, 有两个主要的任务要去完成, 即齿轮轴和齿轮的转动比例要合理的安排;齿轮以及轴的设计除了要满足尺寸的要求之外, 还要满足其强度以及寿命的要求。
4. 对牵引滚筒的设计
4.1选择合适的钢丝绳
在选择钢丝绳的时候, 一定要保证钢丝绳符合要求, 钢丝绳的直径要根据绞车的最大牵引力来进行选择, 钢丝绳的型号也要与实际的应用符合, 在实际的使用中可以与绞车相适应, 达到最理想的效果。
4.2对卷筒进行总体设计
对卷筒进行总体的设计首先要做的就是要根据要求来对其功率进行计算, 还要对卷筒做受力分析, 对卷筒和卷筒上的每一个部件所具有的强度和寿命进行严格的校核, 一定要保证它的强度以及使用的寿命要符合使用的需要, 满足设计的要求。
根据有关的规定, 对于滚筒来说, 它所要求的直径最小75mm, 滚筒壁的厚度31mm, 滚筒的绳槽之间的距离最小41mm。
对于轴的直径来说要保证其不小于
5. 对底座进行设计
底座是通过钢槽的焊接而形成的, 在进行底座的设计的时候, 不但要使其强度以及焊接的质量能够保证, 还要注意使它的质量和尺寸尽量的减小。
结语:在煤矿行业中, 要想实现其高效的巷道运输, 必须要利用先进的科技, 无极绳绞车对提高运输的质量和效率有着极大的帮助。对于调速装置的改进, 更能够提高其效率。
摘要：随着煤炭产量的提高, 对煤矿井道内运输的要求也在提高, 本文就无极绳绞车调速装置的改型设计进行了分析。
关键词：无极绳绞车,调速装置,改型
参考文献
[1]刘小群, 等.JD-2型无极绳调度绞车选型设计[J].煤矿机械, 2012 (01) .
三钢内燃机车动力改型实践 篇7
我国内燃机车已经历了从早期仿造试制的内燃机车到批量生产的第一、二、三代内燃机车、现发展到第四代内燃机车。内燃牵引在我国铁路运输中占有主导地位,在大型企业内部担负着不可替代的重要任务。随着三钢企业规模的迅猛发展和产能的扩大,铁路运输量急剧增加,作为企业主要运输牵引动力的铁路机车实现了从蒸汽机车到内燃机车的升级换代。但如何选择和使用内燃机车,使之适合本企业的运输实际又能充分发挥机车设备性能和潜力是件非常重要而具有现实意义的,本文就三钢铁路运输内燃机车动力改型的实践做个介绍。
2 三钢铁路运输现状及存在问题
2.1 现有运输实际及运输条件
三钢厂区铁路南与三明火车站相连,北与三明东站衔接,分南编组站、料区、焦区、铁区、钢区、轧区、库区八个区域,铁路线路总长36.925公里,道岔117组,拥有11台内燃机车,担负着三钢厂内的铁路运输。改型前钢产量和铁路运量见表1,线路技术参数详见表2。
2.2 原来厂内内燃机车主要型号和技术参数,见表3。
2.3 使用中存在的问题。
2.3.1 牵引力不足。
GK1F型机车在限制坡道线路已不能满足钢产量和运输量的增长要求。该型机车启动牵引力和持续牵引力偏小,不能适应铁路运输多拉快跑的需要。
2.3.2 机车故障率高。
GK1F型机车配置的柴油机是济柴生产用于工况企业机车的Z12V190BJ型,属高速柴油机。经多年使用实践,该型柴油机故障率高,另修率高达20台次/月,不能适合我司铁路运输发展的需要。
2.3.3 线路条件差。
由于厂区条件的限制,厂内建筑侵限、线路短、半径小、坡道大,影响了机车的正常作业和工作效率。
2.3.4 作业强度大。
机车作业率随着运量的增加而增加,局车到达量不均衡、或集中到达,在编组站场小的条件下造成机车作业要大编组牵引。
3 问题技术分析与措施
2 0 0 1年,三钢制定了“十五”规划,确定新“三大目标”,即产钢2 0 0万吨以上、实现产品结构大的调整、建立较为规范和完善的现代企业制度。根据这一新的发展规划及当时机车使用存在的问题,对现有使用的GK1F型内燃机车已不能适应公司的发展需要,必须更改新的机车型号。
3.1 确定车型
机车改型要确立的主要原则就是结合本单位实际考虑能满足当前及今后一段时间内的生产发展所需要的牵引能力,也就是说机车在限制线路路段有更大牵引能力。
机车在限制坡道上能稳定启动并持续牵引列车运行是机车最重要的性能指标,它受到粘着牵引力和持续牵引力的限制。限制坡道启动条件为:
式中G为机车牵引重量(t)、Fq为启动牵引力(k N)、λy为使用系数、P为计算重量(t)、wq′为机车启动单位基本阻力(N·k N-1)、iq为启动地段的加算坡度(‰)、w0″为车辆运行单位基本阻力(N·k N-1)。
由式中可以看出,限制坡道启动与机车牵引重量、机车本身重量相关,因此机车粘着牵引力(机车动轮踏面与钢轨间由于粘着关系而产生的静磨擦力,在轮轨粘着状态破坏前存在一个接近于最大静磨擦力即粘着牵引力)取决于机车的粘着重量(粘着重量即当机车为全动轴时通常为机车的计算重量、取值为机车整备重量),机车的最大粘着牵引力值在机车轴数与轴重不变的前提下是不变的,与机车功率大小无关。在限制坡道上要牵引更多的货物一方面要提高机车的粘着重量,另一方面可提高机车的粘着系数。
因此,根据我司现有条件增加机车粘着重量和轴数来提高牵引重量受到厂内线路限制。我们在选择车型时重点考虑到机车的启动牵引力和持续牵引力值要比GK1F型内燃机车高,才能在低速时实现较大牵引力。从我国GK系列工矿调车内燃机车的型号及主要参数选择了GK1C型内燃机车比较适合我司实际。
3.2 校核牵引重量
根据铁道部TB/T1407-1998《列车牵引计算规程》进行校核GK1C型内燃机车在厂内的牵引能力。
运行基本阻力(厂内运行速度按v=1 0 k m/h):
机车运行单位基本阻力:
货车运行单位基本阻力:
滚动货车:w0"=0.92+0.0 04 8 v+0.000125v2(N/k N)
单位附加阻力
单位坡道附加阻力wi(N/k N):为坡道坡度的千分数值,上坡取正,下坡取负
单位曲线附加阻力wr(N/k N):当列车长度小于或等于曲线长度时,wr=600/R(R为线路曲线半径)
在隧道内的运行单位空气附加阻力ws(N/k N):由于厂内没有隧道,因此该阻力为零。
为计算方便,可用加算单位附加阻力wj表示由线路条件产生的附加阻力之和。
则根据牵引重量计算式,算出厂内主要限制线路的单位附加阻力wj,见表4。
F持×1000=P×(w0′+wj)×9.8+G×(w0"+wj)×9.8
F持:机车持续牵引力(k N)
V:机车持续速度(k m/h)
P:机车粘着重量(t)
G:牵引重量(t)
算出在限制线路机车所能牵引吨位(车辆辆数),见表5。
从表5中看出,GK1F型内燃机车在同一限制线路上比GK1F型内燃机车一趟可多拉300多吨货物。
3.3 优势比较
3.3.1有较大的启动牵引力和持续牵引力。在现有线路条件下GK1C内燃机车同等功率实现了较大的牵引力,在限制坡段线路上能牵引更多的车数、更多的重量,(见表5)。对于一定功率的机车来说,要想多拉则必须提高机车的粘着牵引力。如只考虑现场运用方便以单一的大功率机车担负多种运输,不仅增加了机车的购置费用,而且会大大降低机车的运用经济性。
3.3.2 GK1 C内燃机车配置的动力是6240ZJ中速柴油机,有着故障少油耗低维修方便的特点,而缸径240mm的中速柴油机是路局调车机车的主型配置,技术成熟、配件易调剂。
3.3.3 GK1 C内燃机车应用了重联技术,可以在需要牵引更大的车列时实现两台机车重联由一位司机同时操纵两台机车,实现同一工况共同牵引,满足局车集中到达时能迅速缓解保证运输生产。
3.3.4 GK1C型内燃机车能适合厂内现有线路作业条件,不必对线路进行改造,减少投资,而且线路改造受到厂内生产布局的限制。
4 实施后评价
4.1我司由于自身特点和多年的实践,目前改型使用的GK1C液力传动内燃机车无论在牵引能力、作业效率、轮周效率、油耗、可靠性、适用性和价格等都比较符合我司铁路运输条件,满足现有快节奏生产的需要。
4.2能够担负着我司从100万吨钢到50 0万吨钢生产大跨越。
4.3机车运用状态良好。到2009年均未进厂做过大修,11台机车年配件消耗在40万元以内,单台年配件消耗3.64万元,比原来的单台年配件消耗5万元降低37%,故障率比GK1C型机车下降了50%多,充分发挥了机车设备效能。
小模数滚齿机的数控改型设计 篇8
仪表、机械、电子、电动工具等行业对小模数齿轮的加工精度和效率的要求越来越高, 但普通小模数滚齿机很难达到这一要求, 因为高精度小模数齿轮的加工目前仍采用滚齿机展成法滚切加工。尽管小模数齿轮加工的设备体积很小, 但根据加工的要求其整体结构的传动系统一点不会比大型齿轮机床差, 且要求的高速传动更给制造带来很大难度, 就是专业的齿轮机床生产厂家在一些关键零件的制造上往往也很难有效控制精度, 加上极高的装配要求, 普通的滚齿机切削精度几乎达不到现标准的6级精度[2], 由于机床体积小, 传动链长, 结构复杂, 给维修带来极大的不便, 拆装之后也很难在用户现场调整恢复精度。
随着数控技术不断进步, 滚齿机使用的数控系统不断以崭新的面貌问世, 用电子齿轮箱和伺服系统取代原来的机械传动链, 使得这种滚齿机的制造简单化、批量化成为可能, 也有效地提高了加工精度和效率, 满足用户的需求。
1 数控滚齿机解决问题的思路
以一种普通的小模数滚齿机为例, 该滚齿机可以加工模数为1.5mm, 最大直径为58mm, 最大螺旋角为45°的齿轮, 滚齿机主轴的转速可达2350r/min。其传动原理简图如图1。
1—主电动机;2—减速机构;3—差动、分齿机构;4—换向转换机构;5—滑座轴向进给机构;6—滑座快慢速转换机构;7—工作台蜗轮副;8—万向联轴节;9—刀具主轴
从传动原理简图看, 主电动机1经过减速机构2, 一路经万向连轴节8, 一对螺旋伞齿轮, 一对减速齿轮将动力传到刀轴9, 另一路经差动、分齿机构3将动力传到换向变速机构4, 再经滑座轴向进给机构5滑座快慢速转换机构6将动力传到滑座;差动分齿机构3分出动力传到工作台蜗轮副7, 带动整个传动链按照预先计算并调整好的进给速度, 进行展成滚切运动。在这一系列的传动机构中, 有38只齿轮, 一对皮带轮, 一个差动包, 一个离合器, 一个万向联轴节, 两对蜗轮副在工作, 机床出厂配备的齿轮多达207个。
同时液压系统辅助完成:滑座径向进给运动的驱动 (这个驱动机构还带有较复杂的微量进给定位装置) 实现完整的加工动作。
该滚齿机传动结构, 存在以下缺点:
1) 传动链很长也很复杂, 传动精度因刚性不足而降低, 造成加工精度下降;
2) 工作台蜗轮副制作要求精度高, 现行加工方式难以保证零件精度, 从而直接影响到被加工工件精度;
3) 限于该机床结构必须使用万向连轴节机构, 从而影响动力传递精度;
4) 内部空间小, 传动支撑多用滑动结构, 零件精度和装配要求高;
5) 结构紧凑, 机械、液压装置交错, 难以维修。
主传动链上的万向联轴节8直接影响了刀具主轴的动力传递精度和刚性;工作台下一对蜗轮副7 (i=1∶5, 蜗轮30齿, 蜗杆为6头) 又是加工的难点, 按照现有的加工设备和制造水平, 几乎无法加工出4级精度的蜗轮副[3];刀架和工作台的精度会直接反映在被加工工件上。传动链上所有齿轮都采用磨齿工艺, 势必大大增加了成本。如果不磨齿, 不仅影响传动精度, 运行噪声也很大。
在长串的传动链中, 各部件的传动齿轮精度、轴套配合间隙, 衔接环节的刚性甚至分齿挂轮都对被加工齿轮的精度产生影响。因为主传动的高速运行, 整个传动链都在高速运行, 润滑一旦出现问题, 立即引起其中零部件损坏, 造成机床故障。
针对以上问题, 采用数控方式首先可以缩短传动链, 在简化传动系统的同时, 提高零部件加工精度或改变结构形式, 进一步解决刀架、工作台两大关键部件的传动刚性和精度, 就能有效克服普通滚齿机的缺点。
2 数控改型设计的效果
采用4轴数控方式, 刀架驱动和工作台驱动采用电子齿轮箱, 不失为性价比最好的选择。数控改型设计的传动原理如图2所示。
主轴电动机1仅通过一对 (30/30) 的齿轮, 直接将动力传到刀具主轴2上;伺服电动机1通过一对轴交角90° (12/60) 的齿轮连接到工作台4上;伺服电动机2和伺服电动机3均通过滚珠丝杆直接驱动刀架滑座在滚切运动中的轴向和径向两个方向的进给。相应的液压系统改变如图3所示。
液压系统主要只执行刀架滑座运行的平衡和工件夹紧两个功能, 同时留有供用户备选的上下料以及工件去毛刺功能动力口。
比较上述普通和数控两种传动方式, 可见:
1) 刀架部件数控改型后传动链上取消了原来的万向连轴节和一对螺旋伞齿轮, 只留下一组齿数比为30/30的圆柱齿轮, 使得刀架的传动精度和刚性大幅提高;
1—主轴电动机;2—刀具主轴;3—伺服电动机1;4—工作台;5—伺服电动机2;6—伺服电动机3
2) 工作台部件将原有的蜗轮副变为一对90°轴交角的齿轮, 其传动比仍为1∶5, 经过磨齿, 这一对齿轮的精度可达4级精度[4], 保证了工作台的运动精度;
3) 伺服电动机都是直接驱动相关部件运动, 原有的减速机构、差动分齿机构、换向变速机构、滑座轴向进给机构、滑座快慢速转换机构都被取消, 机床的传动刚性自然大大提高;
4) 机床各部件运动精度保证应归功于数控系统的精确控制, 尤其是数控系统中的电子齿轮箱, 其精确的分齿控制确保了机床刀架和工作台严格按照要求的比例转速运行, 从而使加工出的工件精度可达5级[2];
5) 由于伺服电动机的大速比调节驱动, 传动结构也相应调整, 原来刀架滑座轴向进给的快慢速运动分别由主传动分支和一个电动机切换驱动, 现在的伺服电动机2取代了这两部分, 承担了滑座轴向进给和快速移动;
6) 伺服电动机3取代了原液压系统中复杂的微量调节机构和驱动油缸, 变固定移动速度为可调节的进给和快速移动速度;
7) 为了保证切削的平稳性, 将原有刀架平衡油缸改为平衡阀加增压油缸系统, 使该部分运行阻尼随时可调, 以适应不同零件的切削都达到满意的效果;
8) 液压系统 (包括驱动油缸) 也比原来大大简化, 其作用主要只平衡刀架切削力和尾架夹紧工件。并将原有去毛刺液压动力改为用户可选配置 (即标准机床不带有该功能, 用户需要可作为附件供给, 减少不需要该功能用户的负担) 。
9) 机械结构的简化, 不仅使制造便利易行, 而且多出的空间可以对机床的箱体刚性进行进一步优化设计, 还给维修装拆带来便利。
10) 原来的滑动支撑基本改为滚动支撑, 使加工、装配都变得容易, 润滑充分, 减少了传动故障的可能性。
原来普通滚齿机, 经数控改型设计制造后, 加工的齿轮精度稳定提高, 由于可调节的范围加大, 加工参数可以更接近实际加工所需的要求, 效率也有所提高。机床主要参数对比见表1。
可见无论是性能参数范围还是快速运行速度都有了进一步的改善提高。
3 结语
对比普通型和数控改型设计的滚齿机, 基本可加工齿轮规格参数都不发生变化, 也就是说机床的基本性能都很好的保持原有水平, 但主轴转速可以提高到3000r/min (主轴电动机转速可达10000r/min) , 且为很精准的无级调速;值得一提的是:滑座两个方向运动驱动轴改为数控方式, 可调节范围加大并变为无级调速, 当滑座径向进给运动和轴向进给运动连动时, 可以加工鼓型齿和小锥度齿轮, 使机床增加了新的功能。操作界面为参数输入方式, 很方便的输入需要的加工参数就可以进行切削, 并可以保存多种零件加工程序, 以后的加工只要调出存储的程序即可, 节省了大量的机床调整劳动量和出错率。数控滚齿机极大地简单了零件制造及装配调试过程, 克服了普通滚齿机因零件的先天不足, 装配切削调整繁杂, 重复劳动量大的弊病。
另外, 机床的可靠性大幅提高, 维修量极少, 即使检修拆装也很方便。进而在数控系统中配置远程监控后, 随时可掌控机床的运行状态, 及时发现问题, 提出解决方案, 最大限度降低用户因软故障带来的停机、加工件报废的甚至损坏机床的后果, 提高经济效益。
参考文献
[1]徐灏, 等.机械设计手册[S].北京:机械工业出版社, 1991.
[2]GB/T2363-1990小模数渐开线齿轮精度[S].国家现行标准1991.10.1.实施.
[3]GB100089-88:圆柱蜗杆、蜗轮精度[S].国家标准1990年起执行.
[4]GB/T13924-2008:渐开线圆柱齿轮精度[S].现行国家齿轮精度检测标准.
涂机涂辊轴承改型的分析及应用 篇9
彩色涂层生产线是专门用于对冷轧板、热镀锌板、高铝合金板、不锈钢板等材料表面进行连续漆料涂装的机组装备。攀钢的彩色涂层生产线采用的是两辊式底涂和三辊式精涂正面、两辊式精涂背面的涂敷方式。在进行膜厚控制作业过程中, 其他参数都最大优化后, 为了获得较薄的干膜厚度, 同时减少稀释剂的使用费用, 采用增大辊压的方式来控制膜厚, 并取得较好的效果。但是同时也带来了一些问题, 主要是来自设备方面:精涂机挂料辊、涂辊轴承频繁损坏, 对正常生产产生了非常严重的影响。原设计的轴承为带座外球面调心球轴承UCC211, 由日本NSK生产, 采用增大辊压的工艺后, 生产涂料费用下降了, 但轴承平均每月消耗12套左右, 而主要损坏轴承的辊子只有四根, 即占用八套轴承, 这使得备件及维修费用增加, 并影响产品质量。鉴于这种情况, 亟需解决涂辊轴承频繁损坏问题。
二、改进措施
通过记录精涂机背涂辊和面涂辊的压力, 得出压力数据, 且对比压力数值和轴承损坏频率可以看出, 在压力大的时间段内, 轴承更换频率相对较高, 在压力小的时间段内轴承更换频率相对较低, 而且轴承大部分为内圈沿径向断裂。
根据机组运行参数可以做以下计算, 得出轴承的理论寿命:设机组运行速度为60m/min, 辊速比为1.06, 辊径为215mm, 可得:辊子转速=94.2r/min。
已知球轴承UC211的额定动载荷为C=29.2kN, 根据轴承寿命计算公式:L10= (C/P) ε, 球轴承ε=3, 滚子轴承ε=10/3。当辊压按原设计压力5~8kN状况下运行时, P=5kN时:L10= (29.2/5) 3=199 176 704 (r) , 相当于连续工作1 468.3天。
而在实际使用中, 轴承载荷达到20kN的力, 在此工况下, P=20kN时:L10= (29.2/20) 3=3 112 136 (r) , 相当于连续工作22.9天。
因为装配精度等其他各方面的原因, 轴承的实际使用寿命只有2~3天。最终决定对该轴承进行换型改造。
根据实际工况, 选用如图1所示的结构, 即圆锥孔轴承配合紧定衬套、止动垫圈和圆螺母紧固的组合形式, 实现轴承在光轴上的定位紧固。轴承型号为21312CK+H312的轴承加紧定衬套。下面进行轴承的理论寿命校核。
轴承21312CK的径向基本额定动载荷C=211kN, 根据轴承寿命计算公式:L10= (C/P) ε, 21312CK为滚子轴承, ε取10/3, 当辊压力20kN时, 即P=20kN:L10= (C/P) ε= (211/20) 10/3=2 575 381 265 (r) , 相当于轴承连续工作18 985.77天, 即52年。
三、取得的成效
2008年3月完成对背涂挂料辊 (钢辊) 轴承换型改造后, 通过3年的使用, 没有发生损坏现象, 而且旋转精度及其他性能参数均满足生产工艺要求。
轴承寿命在改造前为2~3天, 预计改造后实际平均使用寿命为两年。仅此项轴承消耗节省的经济效益即为近6万元。改造后, 背涂提升辊可恢复原较低的位置, 使得带钢在背涂辊上的包角达到设计要求, 基本可以杜绝因带钢板型不好造成背涂漏涂的缺陷。同时, 生产中对漆膜厚度控制调节较简单, 通过调整辊压即可, 对油漆黏度要求降低, 涂料中稀释剂的含量也可适当降低, 在不影响产品质量的基础上, 有效降低了生产成本。
参考文献
[1]朱立, 徐小连.彩色涂层钢板技术[M].北京:化学工业出版社, 2005.
[2]成大先.机械设计手册 (第2卷) [M].北京:化学工业出版社, 2002.