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2012 单轨道运输车呆板体系打算

单轨道运输车

  

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  2012 单轨道运输车机械系统设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。单轨道运输车机械 系统设计 口 宫 卫 娟… 宫华 胜 ( 【 l 】 青 岛四方庞 巴迪铁路运输设备有 限公 司 山东 ? 青岛 2 6 6 0 3 3 ; 【 2 】 西南交通 单轨道运输车机械 系统设计 口 宫 卫 娟… 宫华 胜 ( 【 l 】 青 岛四方庞 巴迪铁路运输设备有 限公 司 山东 ? 青岛 2 6 6 0 3 3 ; 【 2 】 西南交通 大学 四川 ? 成都 6 1 1 7 5 6 ) 摘 要: 提 出一种单轨道运 输车机械系统的设计方案 。 针对 如何让运输车在单条钢轨上保持平动而不转动和保持 轮轨之间的横向夹持等技 术问题, 设计 了利用l a i D控制算法对车斗进行 自平衡控制的液压伺服控制系统和利用伺 服反馈方式进行 夹持控制的液压控制系统, 并结合实际工况从功能上验证 了 机械系统设计的正确性和可行性。 关键词 : 单轨道 横 向夹持 自平衡控制 液压系统 中图分类号 : U 2 1 2 文献标识码: A 文章编号 : 1 0 0 7 . 3 9 7 3 ( 2 0 1 2 ) 0 1 1 - 0 7 1 - 0 2 1 前 言 到了广泛推广使用 ; 另外一种 是单轨道载客 台车 , 运 输车上的 在地震等灾难过后 , 铁轨 往往会发 生变 形扭 曲, 火车便不 驱动齿轮与带有齿条 的轨道相啮合 ,实现整车在一条轻便轨 能成 为 运 输 救 援 物 资 的工 具 ,而 对 于 一 些 交 通 不 发 达 而 主 要 道 上行 驶 。 靠铁 路运输的灾区 ,铁路干线 的损坏对救援等会造成极大的 决这 种 难 题 。 然 而对 于单铁轨列车 ,如何保持车平台在一条铁轨上的 列 的技 术难 题 长 时 间 阻碍 了其 推 广 应 用 , 也 是 现 如 今 急 需解 阻碍 ,因此需要设计一种只靠单轨道便能运行的运输车来解 平动而 不转动和如何保证车轮和铁轨之间的横向夹持等一系 从古今 中外看来 , 并不乏一些单轨运输 工具的实际应用 。 决的问题 。基于此 ,提 出了一种全新设计的单铁轨运输 车的 1 9 0 3 年, 英 国人布伦南( B r e n n a n , L ) 在 吉林汉姆( G i l l i n g h a m) g U 机械系统, 弥补 了技术上的空缺。 造 了 第 一 台用 陀 螺 稳 定 的单 轨 火 车 ,车 体 仅 靠 车 厢 里 安 装 的 2 整 车 结构 两只 陀螺维持竖立状态 , 但陀螺一旦停 转车厢就 要倾覆 ; 我国 单轨道运输车外形设计主要包括驾驶室、 下车体和车斗 。 第 一条城市单轨铁路——重庆跨座式单轨交通列车也是整车 其中, 车斗跟下车体之间 以铰 接形式相连 , 即车斗可绕下车体 跨在 单条宽轨上运行 : 单轨悬挂式列车在德国、 日本等 国均得 左右旋转, 同时下车体还通过两侧 的液 压缸 与车 斗相接 , 两侧 瓶应 处于充 电状态 , 但如果 U P S放 电后 , 即使 电源接通 , 充 电 5 结 语 状态 也不能够 自动切入 ,这 时就会 出现 电瓶放 电过量 。电瓶 电力系统供应 是正常生产 的命脉 ,U P S系统是电力后继 放电过量, 会对 电瓶性 能造成一定损害 , 在U P S系统使用过程 的重要保障, 目前 , 工业企业 中大多采用 了 U P S系统, 特 别是 中应 当尽量避免和减少 电瓶过量放 电,注意 电瓶使用的 日常 在 电厂运作中, 对U P S供 电的依赖性也越来越高 。一旦 U P S 维护 。 4保 证 U P S系 统 正 常 运 作 的 注意 事 项 系统出现故障将难 以对 电力供应提供保障, 因此 , 分析故障种 类 与 产 生 的 原 因 是 非 常必 要 的 , 并 在 日常工 作 中 , 注意对 U P S 寿命, 确保设备运行的安全可靠, 为 电厂的正常生产提供有效 通常 , UP S系统 主机 智能化程 度较 高, 但这一类 电器件对 系 统 的 维护 , 养 成 良好 的 使用 习惯 , 从 而有 效 的延 长 U P S 使 用 工作环境要求较高 。 ( 1 ) 主机房 的清洁保护非常重要 , 温度 、 湿度监控室保障主 的保证 。 机 正常运转 的关键 , 主机 参数在使用过程中不可轻易改变 。 ( 2 ) U P S系统 的关 、 开 机 步 骤 必 须 正 确 。 电器 元 件 对 工 作 参 考 文 献 : 电流的敏感度都 比较高 , 不正确的开关机习惯, 会造成瞬 间电 【 1 】 魏利锋, 蔡 继东. 关于大型火力发 电机组 U P S供 电可靠性 流冲 击过大 ,烧毁或缩短元器件 的使用寿命 。切忌开启 U P S 的探讨[ J 】 . 电力 安全技术, 2 0 0 5 ( 0 5 ) . 系统时同时开启所有负载 ,开关机都需要对负载进行逐一开 [ 2 ] 郑茂林. 发电厂 D C S系统电源可靠性 的分析【 J 】 . 科技创新 启,遵循 由负载大到负载 小的顺序 。UP S频繁 的开关机也会 导报, 2 0 1 0 ( 5 ) : 1 0 1 - 1 0 2 . 毛 造 成 内部 控 制 系 统 紊 乱 , 可见 , 开 关 机对 U PS 系 统 是 不 可 忽 视 【 3 】 查 东健, 张东宏. 核 电厂直流和交流不 间断电源 系统 的介 的问题。 绍【 J 】 . 中国科技纵横, 2 0 1 0 ( 1 8 ) . ( 3 ) U P S工作都有额定容量 , 如果经常使 UP S处于满载状 【 4 】 文革萍, 王晖提 高大机 组 UP S电源 系统可靠性 问题 的探 态 会 造 成 逆 变 器 及 整 流 滤 波 器 的损 坏 , 但 是, 如 果 长 时 间 处 于 讨【 J 】 . 现代 电力, 2 0 0 3 , 2 0 ( 1 ) . 、 轻载 的话 , 又会损坏 蓄电池。 因此, 最佳 的使用是保证 U P S带 【 5 】 王潇, 张朝 阳. 火电厂 D CS失电故障原 因分析及其应对措 载量 在额定容量 的 5 0 %-  ̄ 8 0 %范围内, 这样才能够有效的发挥 UP S系统 功 效 。 施忉. 热力发 电, 2 0 0 9 , 3 8 ( 7 ) . — — 斟协论坛 ?2 0 1 2年第 l l 期( 下 )—— 万方数据 的液压缸可通过协调伸缩控制车斗旋转 ,使车斗重心保持与 轨道线相交 。 轨头液压夹持控制系统主要包括减压 阀、 电磁换 向阀、 三 位三通伺服阀、 蓄能器、 伺服放大器和 轨头夹持机 构等。减压 图 l中的单 轨道 运输车的主要 内部结构包括动力装置、 阀用于保持轨头夹持力, 而当车体失去动力 时由蓄能器为夹持 飞轮 组、 齿轮组 、 轨道夹持机构、 支撑液压缸和轮子等。其 中 液压缸提供动 力以防止发生整机倾翻 。轨 头夹持机 构包 括两 动力装 置包括发动机和液压泵, 由发动机驱动飞轮旋转 , 保持 侧夹持液压缸和夹持板 , 夹持板上安装滚轮和压力传感器 。 下车 体在 轨道上 的稳定 , 发动机 同时还驱动车后轮 ; 由于铁轨 车 斗 自平 衡 液 压 控 制 系 统 由二位 二通 伺服 阀 、 伺服 放 大 连接 处会 有铁板镶嵌在侧边并用铆钉 固定连接 ,因此轨道夹 器、 两侧液压缸和陀螺仪等组成 , 同一侧侧 的液压缸 均同步运 持机 构在 平移过程 中不 能从轨头至轨底完整夹持 ,而只能夹 动 , 其 中一侧液压缸的无杆腔 与另一侧 的有杆腔相通 , 从而实 持轨头部分,所 以设计采用 了轨头两侧分别 由液压缸同步夹 现 了两侧液压缸伸缩不 同步的设计要求。 持的方案, 同一 侧 的 液压 杆焊 接 在 带 有 滚 轮 的 夹 持板 上 , 加紧 3 . 1车斗 自平衡控制 系统 后滚 轮可紧靠 在轨 头侧壁滑动 。 除 了利用 飞轮 的机械方式对下车体进行平衡控制 ,还采 从整车结构来看 , 将整机 设计成两节 , 目的在于当车斗发 用 P I D 控 制 算 法对 支 撑 液 压 缸 的 伸 缩 进 行 控 制 ,以 达 到 时 刻 生偏斜时,利用车 斗和下车体之间的液压缸 的 自平衡控制使 保持车斗平衡 的 目的。此控制过程为反馈控制过程 ,控 制精 车斗绕下车体旋转来调整车斗重心, 下车体偏斜得以校 正。 相 度高 。 比整车一体化的设计,车斗 自平衡控制为整车 的平稳运行提 供了更可靠的保障。 反馈控制过程是 :安装在车斗上的陀螺仪对 车斗的姿态 信息进行准确 测量 , 并将检测信息通过 A/ D转 换发送给 微处 理器 ,微处理器再 结合 P I D算法程序 将正确的姿态 调整 信号 发送给伺服阀, 伺 服 阀 通 过 调整 进 出 口 的位 置 和 流 量 , 进 而控 制两侧支撑液压缸 的协调伸缩,使车斗重心时刻保 持与铁轨 线相交 , 车体不会出现倾倒, 其控制方式和 流程 如图 2 。 3 . 2轨头夹持控制 系统 在运输车运行过程 中,既要防止夹持过紧导致滚轮与轨 1 . 驾驶 室 2 . 动力装置 3 . 齿轮箱 4 . 飞轮组 5 . 前轮 6 . 后轮 头摩擦过大引起前行 困难 , 又要防止 夹持松动致使整车偏倒 , 因此 在 两 侧 夹 持板 各 安 装 压 力 传 感 器 ,微 处 理 器 根 据 两 个 压 7 . 车斗 8 . 支撑 液压缸 9 . 下车体 l O . 夹持板 l 1 . 夹持液压缸 图 l 单轨运 输车外形及结构 图 3机械控制系统 力传感器的反馈信 号, 持续不断地调整 阀芯的位置 , 控制两侧 液压缸 同步输入或输 出流量 ,从而使液压缸夹持力稳定在设 定范 围内, 该过程控制方式和流程如图 2所示 。 4结语 ( 1 ) 本单轨运 输车 的设计采用 内燃机作为原动机,以及采 用液压驱动方式, 解决 了轮轨横向夹持困难 的问题 , 同时利用 P I D算法进行车体 自平衡控制解决了车体侧翻的 问题, 提高 了 控制 的可靠性,开叉车本事口诀叉车的型号哪些档位运用诠释图, 也从技术应用上证明了设计的可行性 。 ( 2 ) 该机 械 控 制 系 统 的夹 持 力 调 节控 制 和 维 持 车 斗 重 心 稳 考虑到运输车在实际运行过程 中,需要较 大的力矩夹持 轨道, 因此本单轨运输车设计采用 液压驱动方式, 其机械和液 压控制系统如图 2所示。 定控制均采用电 液伺服控制方式, 其控制精度高, 响应速度快, 提 高 了液 压 系 统 的 响应 速 度 。 ( 3 ) 从设计和技术应用角度提出了单轨道运输车机械系统 的设计方案, 从功能上验证了设计的正确性和可行性 , 为 以后 从机械控制系统运行可行性分析提供 了更可靠的技术依据。 参考文献: 【 1 】 陈淑梅. 液压 与气压传动【 M】 . 北京: 机械 工业出版社, 2 0 0 7 . 阀7 - 减压 阀 8 . 电磁换 向阀 9 、 1 4 . 伺服 阀 l 0 . 蓄能器 l l 、 1 5 伺服 【 2 】 邹慧君. 机械 系统设计原理[ M】 . 北京: 科 学出版 社, 2 0 0 3 . 放 大器 l 2 . 油压表 l 3 . 轨 头夹持机 构 l 6 . 支撑液压缸 l 7 . 下车体 【 3 】 王茁, 李颖卓, 张波. 机电一体 化系统设计【 M】 . 北京: 化学工 l 8 . 车斗 l 9 . 陀螺仪 业 出版 社 , 2 0 0 5 . 1 . 油箱 2 . 过滤 器 3 . 液压 泵4 . 发动机 5 . 先导溢流阀 6 . 单向 图 2 单轨道运输车机械控 制系统 图 整机 的机械控制系统主要包括轨头液压夹持控制系统和 【 4 】 战廷文, 张学峰, 刘长乐, 等. 单轨运输车应用现状【 J 】 . 林 业机 械 与木工设备, 2 0 0 8 , 3 6 ( 1 2 ) : 4 5 - 4 7 . 5 】 刘延柱. 单轨火车趣谈【 J 】 . 力学与实践, 2 0 0 9 , 3 1 ( 4 ) : 9 8 . 1 0 0 . 车斗 自平衡控制 系统 ,整机液压系统 由同一 内燃机驱动液压 【 【 6 】 刘玉善, 战廷文, 朴尊吉, 等. 森林多功能单轨 车的结构分析 泵提供动 力, 两分系统均采用伺服 阀进行伺服反馈控制 , 控制 【 J 】 . 林业机械 与木工设备, 2 0 1 l , 3 9 ( 1 1 ) : 1 4 — 1 6 . 精度 高。 — — 斟协论1 j j?2 0 1 2年第 l 1 期( 下 )—— 万方数据 单轨道运输车机械系统设计 作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 宫卫娟, 宫华胜 宫卫娟(青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司,山东·青岛266033), 宫华胜(西南交通大学,四川·成 都611756) 科协论坛:下半月 Science & Technology Association Forum 2012(11) 参考文献(6条) 1.陈淑梅 液压与气压传动 2007 2.邹慧君 机械系统设计原理 2003 3.王茁;李颖卓;张波 机电一体化系统设计 2005 4.战廷文;张学峰;刘长乐 单轨运输车应用现状[期刊论文]-林业机械与木工设备 2008(12) 5.刘延柱 单轨火车趣谈[期刊论文]-力学与实践 2009(04) 6.刘玉善;战廷文;朴尊吉 森林多功能单轨车的结构分析[期刊论文]-林业机械与木工设备 2011(11) 本文链接:

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