免费-机车车辆油压减震器设计毕业论文.docx

中国石油高校毕业设计（论文）题目：机车车辆油压减振器设计学习中心：年级专业：机械设计制造及自动化学生姓名：学号：指导老师：职称：导师单位：论文完成时间：年一月H毕业设计（论文）任务书发给学员1 .设计（论文）题目：2 .学生完成设计（论文）期限：年_月一日至年_日3 .设计（论文）课题要求：4 .试验（上机、调研）部分要求内容：5 .文献查阅要求：6 .发出日期：年一月B7 .学员完成日期：年月一日指导老师签名：手写学生签名：手写摘要油质减振器是铁道机车车辆上的个重要部件.由于机车车辆的车轮与钢轨面之间是钢刻钢的接触，因此，车轮表面的不规则和轨道的不平顺都干脆经车轮传到悬挂部件上去，使机车车辆答部分高频和低频振动。假如这种振动不经过减振涔来衰减，就会降低机械部件的结构强度和运用寿命，恶化运行品明.油压减振器其性能优劣干脆影晌到行车的平安性和舒适性。尤其近年来我国铁路进入一个飞速发展时期，特殊是在铁路跨越式发展政策的指引下，我国铁路将会进入个全新的发展阶段，由于铁路的提速和城市轨道交通的快速发展，凸显出对高性能液压减振器的需求，但国内生产的液压减振器还不能满意这种需求，这种状况是由于减振器试验设备落后造成的。因此，研制高速列车减振器试收台就具有特别重要的实际意义，因此，有必要运用性能良好的诚振器。故以实例对液压减振器阻力特性进行了分析，提出了实现拉伸和压缩对称特性的措施。关键词：机车车辆，油压减振器，阻力特性，分析，参数第1章前言1第2章油压减振器分类2第3章油压减振器阻力特性分析43.1 液压减振冷阻力特性的计算43.1.1 拉伸和压缩时的阻力介绍4单向流淌减振器的拉伸和压缩阻力63.2 影响减振器阻力特性的主要因素83.2.1 节流阀的结构和参数83.2.2 结构参数对阻力特性的影响83.3 液压双向流淌减振器阻力特性分析113.3.1 拉伸阻力特性I1.3.3.2压缩阻力特性I1.3. 4实现拉伸和压缩对称特性的措施12第4章新型油压减振133.1 主要技术参数及其基本结构133.1.1 主耍技术参数134. 1.2基本结构144.2 作用原理154.3 减振器的特点164.4 油压减振滞的阻尼特性与阻尼系数16第5章结论20参考文献21致谢22人类的交通史也是人类的发展史。展望新世纪,以轮轨系统为主体的我国高速及超告知列车线路聘形成纵横全国的网络。此外，在常速下常导型磁悬浮列车特殊安静，«无污染，而且投资小于地铁，在将来城市交通中，将受到居民的热情欢迎。过去，由于列车运行的速度比较低，减振器的作用不太明显，因此，人们对其没有赐予足够的重视,所应用的减振器性能比较低。如今，“而速全载”是铁路营运的发展方向，随着列车提速进程的加快，机车、车辆运营中出现了很多前所未有的问题，有的在更换她振器后，问题得到解决。鉴丁液压减振器作为机车车辆走行机构的重要组成部件之一，其性能优劣干脆影响到机车车辆运行的稳定性和平安性。因此，在机车车辆运行过程当中必需确保减振器能够保持其性能的牢狂性和稳定性。所以对于油压减振器的性能提淘是刻不待时的。故卜面就油压减振涔阻力特性进行了分析，提出了实现拉伸和压缩对称特性的措施.以及新型油压减振淞主要技术参数、作用原理和结构特点的简洁介绍，并分析油压减振器的阻尼特性与阻尼系数的关系，并简介了油压减振器应采纳的新的试的方法。第2章油压减振器分类从不同的角度动身，可以把液压系统分成不同的形式。(1)按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统。开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种限制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱。这种系统结构较为简洁，可以发挥油箱的放热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触.使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果，开式系统油箱大，油泵自吸性能好.闭式系统中，液用泵的进油管干脆与执行元件的回油管相连.工作液体在系统的管路中进行封闭循环.其结构紧潴，与空气接触机会少，空气不易渗人系统，故传动较平稳。工作机构的变速和换向靠调整泵或马达的变量机构实现，避开了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但例式系统较开式系统困难.因无油箱，油液的散热和过港条件较差。为补偿系统中的泄漏，通常须要一个小流量的补油泵和油箱。由于单杆双作用油缸大小腔流量不等，在工作过程中会使功率利用卜.降，所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达。(2)按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统，双泵系统和多泵系统。(3)按所用液压泵形式的不同，可分为定晶泵系统和变量泵系统。变晶泵的优点是在调整范围之内,可以充分利用发动机的功率，但其结构和制造工艺困难，成本高，可分为手动变量、尽可能控变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量、液压变量等多种方式。(4)按向执行元件供油方式的不同，可分为串联系统和并联系统。串联系统中，上一个执行元件的回油即为卜.一个执行元件的进油，每通过一个执行元件压力就要降低一次。在串联系统中，当主泵向多路卿限制的各执行元件供油时，只耍液压泵的出口压力足够，便可以实现各执行元件的运动的复合。但由于执行元件的压力是件加的，所以克服外载实力将随执行元件数员的增加而降低。并联系统中，当一台液压泵向一组执行元件供油时，进入各执行元件的流量只是液压泵输出流量的一部分。流量的安排随各件上外载荷的不同而改变，首先进入外载荷较小的执行元件，只有当各执行元件上外载荷相等时，才能实现同时动作。此外，还有新型油压减振器，新型油压减振器包括一系悬挂用垂向油压减振耦，二系悬挂用垂向、横向和抗蛇行油压减振器，以及用于连接车体并驱动制动堆元的耦合减振器.全液压传动机械性能的优劣，主要取决于液压系统性能的好坏，包括所用元件质量优劣，基本回路是否恰当等。系统性能的好坏，除满意运用功能要求外,应从液压系统的效率、功率利用、调速范围和微调特性、振动和噪声以及系统的安装和调试是否便利牢靠等方面进行。现代工程机械几乎都采纳了液压系统，并11与电子系统、计算机限制技术结合，成为现代工程机械的全要组成部分。第3章油压减振器阻力特性分析3.1液压减振器阻力特性的计算液压减振器依据液流方向可以分为油液单向循环流淌和双憧修复流淌2种类型。它们的基本动作都是拉伸和压缩。当活塞杆相对于缸筒作拉伸和压缩运动时，内部的油液通过节流孔在流淌的过程中产生阻力，耗散能用.拉伸和压缩时的阻力介绍减振器拉伸时，阻力计尊简图如图1所示。对活塞杆处液潦微面和节流孔处械面利用利方程可推导更为明显这表明垂向减振器安装方式在减小车辆垂向振动的同时，更能有效地抑制车辆的横向振动。图3-1为安装横向减振器时车辆前后端平稳性指标的改变状况。从计算结果来看，安装横向减振落时，当阻尼系数小于100kNs/m时，随着横尼系数的增大,车辆前后端的横向平桎性指标显著下降，但垂向有所增大：当阻尼系数达到100kNs/m时、接着增加阻尼系数各视察点的平稳性指标改变不大。平冷性指标2.20215s,4O3S3O2S2100501001502002S0300350is句Pa尼系数图31安装横向减振渊时车辆平稳性（八）前端：(b)后端表1是同时安装横向和垂向减振器的计律结果.当横向和垂向阻尼系数达到50KN.S/M时，车辆的横向和垂向平稳性指标同时明显卜降。05050504332211z.zz2.zz1.O50100150200250b表31同时安装横向和垂向减振器时平柳性指标计算结果在车辆之间安装适当的横向和垂向减振器可明显减小由线路不平顺随机激扰所引起的列车振动响应。不管是垂向还是横向减振器都是在抑制车辆的横向振动方面更有效果。当横向和垂向减振蹲同时安装时，垂向振动也可以得到较好的抑制。出拉伸阻力FI表达式为：2g1.f1.式中：Q活塞上部液流的截面枳:y液体的重率：“2孔口流量系数；ft节流孔面积：-活塞运动速度。上式表示拉伸阻力与运动速度的平方成正比,与节流孔面积的平方成反比。与拉伸时的状况相仿，同样由减振器压缩时，计算简图如图3-1-2(b)所示。伯努利方程可得流经节流孔1与2的流量公式:Qz="J多(P1.尸Qi=Jy(P1-P1)压缩阻力的计算公式为：r_也V2,y1.砺万十荻71式中：1一一活塞杆截面积:队节流孔2处流员系数：/：节流孔2处节流面积。比较式(3)与式(1)可见，假如拉伸和压缩的节潦孔面枳相同，则式可表示为：F=F、+至tt+2g1.f1(4)从上式可看出压缩阻力大于拉伸阻力。拉伸和压缩方向的阻力是不对称的，对于双向流淌的减振器，要使拉伸和用缩方向的眼力特性对称，就必需分别设置拉伸和压缩时的节流孔面积。图3-2（八）拉伸时的许算简图(b)压缩时的计算简图单向流淌减振器的拉伸和压缩阻力单向流淌减振器的计算简图如图3所示。与前面的分析相像，经过节流孔1的流员Q为：Q.v1式中：V活塞运动速度：Q活塞上部的油压截面积。拉伸阻力为：氏=高/(5)当减振罂压缩时，活塞上的单向阀开启，底阀上的单向阀关闭，P=P,此时经过节流孔1的流量为：Q<=nQ)=UnJ式中：11一一活塞下部油压的截面积：oi-活塞杆的截面积。所以压缩阻力为：凡=茄/'(6)由式(5)与式(6)可知，当时，Fr=Fe,即当活塞杆的截面积等于压力缸的截面积的半时，阻力有对称性。事实上，几乎全部的单向流淌诚振器都具有拉压对称特性，F图3-3单向流淌M振器的计分减图3.2影响减振器阻力特性的主要因素节流阀的结构和参数不同类型的节流脚，其结构虽然各不相同，但基本参数主要都是初始节流孔、可变节流孔、弹簧的刚度和林黄的初压缩力。3.2.2结构参数对阻力特性的影响1节流孔的面积改变对阻力特性的影响各种结构参数的影响最终表现在节流孔面积随压力的改变上，以下对图3-2-1的节流阀考虑几种特例进行分析。(1)设弹簧的刚度特别小，且初压缩力近于O,此季节流孔的面积为常数，即f=f+f.由式(5)知，拉伸阻力为：行°疗22居=W=HCt='C其中，常数2g即阻力与速度平方成正比。(2)设可动心阀上的节流孑/-0,弹簌初压力为0,节流孔的面积与阻力成正比，即/=A尸，由式(1)式(5)知，拉伸阻力为:1.'=Qy2Fr=/-1.23-ZJe2"(三)2即：'"2gk2(8)*7巫其中，常数V2gk即阻力与速度的2/次方成正比。(3)设初始节流孔/0,弹簧初压力为0,若要求阻力与速度成正比，此季节流孔F_QyJV应随压力按某种规律改变,由式(5)得：t2svv(9)吼T=/好Fe即当阻力与节潦孔的面积平方成正比时，C保持为常数，阻力具有线性特性.对以上3种状况，以柯尼02A-1612型减振器为例进行计算，压力缸直径为49m,活塞杆直径为347nun,节流系统如图3-2所示，节流孔f。的直径为1mm,f的直径为2mm.人的直径为O.5m(3孔)，相应的最大节潦孔的面积为f=A÷,即f=373m11.铭牌上要求当活塞速度为。.活m/s时,阻力应为250ON,计算中取r=O.89×IO-3kcm3.z2=0,82,由此可计竟出阻力特性结果。®3-5（八）是节流孔的面积