机械类毕业论文范文
高压机械线除冰车的计
设
Dseing foM ecahncia lDeic-ngiVe ihlceF or igH-Vholate gLnise
摘 要
近年 来我,国方部分南地频区繁生发雨冰雪冻灾害,致输导电表线结面冰、重力大,高增输压线路大面电受积。损了避为高压免被线坏压保证电,输送的正常力行,进就需将要高压线覆及冰时除。消通过分在现析除有冰技各术利种后,弊提出本的文机除械冰方车案
。文本目的是设的并制计一种造型的新压高机线械冰车除。文首论先提出了冰车除的体整案设计方及需所解的决要问主,包括悬挂题题问传动、及动驱方、除冰刀、式行轮和走驱轮的设动。然后进行了计包轴括和除冰的设计刀算计、锁机紧构和节调机构设的计机部械设计分算以及计制部分的控设计并,给出轴了除和刀的加冰工工艺。文最论后结了本设计总创的点及新特,并展点示了分实部及物验照试片。
文本设的高压线计除冰不仅除冰车式独特、方除效率冰高,且而其自调动节结的构以减可除冰少在车冰时除高压线的对损,伤体积其小,方人工携带,操便简作单,具有阔广应用的景。
前
键关词高压线:机械除冰车 机 设计 控械设计制
Abtracst
Inr cent yeersa sn,woa d nciest omrso ccu rfrquenelt yn iarptsof sou tehnr Chia. nrtnsmassiionl inse erw eocveed bry havyeice nd aa alreg damag eaws casued. In or dert avoid otrnsmiasisn oinel sebing rcuhsedand en urse ht enomarlpo wr terasmisnsion ,teh eahvy iecc overde ni ihh-vgloatge umts b elemiinaet din tmi.e o weS rpopse a meohcnaiacld -ecinig Vhicel ei ntish appe throruhganal zinygva iery tof pos arndco n ofs teh xesitni dg-ieing ctcehnolgoy.
The urpospeof t ihs ppera ist oesdgni a mnnufaatcru a newet ye opf mcheaical nedic-ing evihcl efo hirh-govtale glnie.s Frit we psrpoose ad d-eiinc gvheilc's oveerlal desig annd mjoar rpolbmesne eeddt obe sovel, dncluiing tdh eisse uf osusepsnoni,t ansmrissio nnd darvei ,ina ditiod no thted esgn ofi cies kates ru,ning wneehs anld rdiingvw helse .hTen wedes gina dnca clultae ht emcheanialc parst f ohted eici-ng ehicVel,i nlcde uhet xais nd aic seake'st,l ckoign nd aadjutsig nmceanhsim' design, sndaco ntrol artsp T.enhwe gve ahtep rocssieng foa ixsa n diec ksat. Ine he entdo fhet ppae, rw conelcuds enniovatonsi adn sohw smo pehsiycl and teas phtoost
T.ehd -icinegma chinery of hrih-vgolagtepr poosd inet hsi apperno tony hlsa uinueqde- iicg wnya,hgh ied-iinc egffcieincyb,t auls oti she tautmaoicta djustemnt ofthe truscurte acnre ude cht einujyr o tigh-holvtage lnie sudirgn th deeic-ng,itis msal slzie, convneeit nartficiailylcar y,rah wisedap pliaticonp orpscet.
s
Key owdr:s D-eiicng mahcneir yor hifg-volthga einlse mcheainca lesidn g cnotol desrgi
n
录目
摘
I要
bAtsrat cII
1绪 论1
1
.1 课题 源来1
1.2
题课目的的意和 1
义1
3 .国内 外研现状究1
1.
4本的研究内容 2
文
2总体案设计方 3
2
1 .除冰的整体车计设
3
.22 本计所设需解决的题 问
42.
21. 机 除械车在高冰线上的压挂悬方 4
2式2..2 传动 式方4
2.2.
3 驱动式及方控制4
2
2..4 除冰 刀
5
2.25 . 行轮与走驱动轮
53 机 械部分的设计计 算
361. 后 轴轮
6
3..1 1前提 假 6
3设.12 .电的机选 6
择
3..31 后轮 系轴的估算6
.3 前轮2轴8
3. 3 除 刀及除冰冰刀轴8
33.1 方案比较.8
.332. 冰除刀轴设的 计0
13
.4 锁紧机构 0
314.1 .方案较 10比
.432. 锁紧 轮选择的1 2
.343 . 锁紧轴系估算的1
2.35 调节机 构31
3
.51 方案比. 13
3.5.较 2调节 结构工的作理 原15
4
控制部分的设 计6
15
典型件零的加工工 1艺
95.1 的轴工工加 艺19
.5 2 除冰刀的工加工艺2
6 0本设计 创新的点实物及、试验照片 1
2
.1 6创新点及物照片 21实
6.2
其他 特及点实物照 片1
2
6.3 试 验片 23照
结 论 2
5考文献 27
参附录
相关程图工 82
1 绪论
1.1
课 来源
题针 对劣天恶气导高压输电线路致结的现象冰创新性,的出提并加出工了一适用于线种径为高的压线冰破障机除。械
1.
2 课题的的目意和义
在200~27080新之年,我际南方发国了特大雪灾生由。于准备工作的足不,灾带来雪损失的和危非害严常重,人们正的常工作和生活受极大的影响。到灾发雪生,许多电力后工为了维人护电力输这送条命线生有,人些甚至献出还自己了宝贵生命的因此, 进。早期行冰冻灾的害防预降低,灾破坏程度的研害是非常究意有义的。
.3 1国 内外研究现
状
目前国外一采般用喷器进行火高压除线,冰如1图1-所。但是成示本很。高
图
-1喷1器火冰
融
针20对0年8发初的生温低雨雪冰灾冻害,导致方电南网域的贵区州部大分地、广西桂区北区、广地东北地粤区云南、东滇北地区电设施网受遭到重破坏严,西东电送也受到严影响重为。提高网对电端气极候重大、自灾然害的御抵力,能南电方启网动包了括"直融流装置冰样机研制重"攻关点目项,图1-如所2。
示
图1-2直融流冰装置
直融流技术冰进,先不要很需的负大荷一般,需要只1至2千瓦,而且万直流输出电可压调,在可一定围范针对不同长短内单条的线进路行冰,不再需融进行要线串接路操,作比简较,为线路的融冰工作单提供更为了便简的方。式定式固(可硅)控流融直冰装是采用引入变电站置0千1电源伏,过三绕通组流变压整器,送后1入2波脉可控硅整流器经,流后整输300出0伏/1400的安流。该直装置可现实输电压出电流调、功节,可满能城前足岭变站除2电20伏城千线烟
外的其余10千伏及1上电以压级线路的等流融冰直但采用直。融冰虽是流一切种实可行经、有效的济防灾措冰,但施直融冰流置存在装直流出电流输、大角度大大流电长运期、已建变行电站的入等多项接的问题。
新
另外 ,全在国大生机械创新大赛中也有关学于机除械冰装的设置。计如西理工大学陕第四在全届机国械新大创中赛出提了种一类爬似机器人杆的冰设除备,过通夹紧构机对柱施冰加大的夹力将冰柱强夹碎,或者通伸缩过构机强大推力将的条割冰来断去除压高覆冰。
线综所上,目前述没尚采有成用低本、不需要廉增复新杂装置采、挤压用震动、切、削三的重方去除式高压线覆的冰型机小械。
1. 本文的4究内研容
基 于已有案方的弊端本,论提文出并实了加际工一种的新用适于高线压除冰备--悬挂式设机械除冰车。除该冰最大车势是属优于空破障作业工高具,够能服河克流沟壑、等通交工具以难逾的障越,碍采用压挤、动震切、削的三重除冰果效真,起到预正灾害的防的。目除该车的冰造成本制、体低小、可积性靠,高有很广阔具的市前景场
。论 文主包括要下以几个方面的内容:
(1
) 冰除车体整方的设案及所计需解的技决问术;题
(
) 2冰车除械机分部的计设算计,包前、后括轮轴除、刀冰与除刀冰的计轴算,紧锁构机、节机构的调计;
(设3 控)制分的设计;部
4)(典型 零的件工加工;艺
5) 除(车冰的创点新、实及试验照片物展示
。2
体方案总计设
本 设所计要决解技的问术是题现机械除实车在高冰压线上行走,让的使者用只需通过要巧的小制器控可就以制除冰控来车到其除冰的效达果并,且不能对压线造成高伤。为损,除冰车在此整体计设要求结上尽量构精简在高压线,上悬挂的和移动方式可,传靠方式动化,优动驱和控方制,便部零配件合理,除冰置刀形的状及冰效碎能果达预到等。期
2.1
冰除的车整设体计
图
21除-车整体冰俯图视
图2-2 冰车整体除视右图 图2- 3冰刀局除图部
本论文提出
的冰除车整的结体如图构21、2-2所-。除示冰车工作在,时运其传递动程过如下
:1)(图21-直中电机1带动链流轮3传到链轮动4将运动传递到后,轮轴,使动后驱轮转动并,带动行走轮转动,凹从使而整除冰车在高个线上行压。走
2)(直流电机2驱链轮动传动到链轮12,运将动传递除冰到轴刀,如使图-32所示的除冰中刀转。
动
.2 2本设 所需解计决问的题
2
2..1 机 除械车在冰高线上的悬压方挂式
挂在高压线悬上的设备出会两侧现烈剧动、坠落晃、行走不稳
定的况,情冰车除不例外。为也解了决问此题本,计设中冰车采用摆动除理原1[,选]两择侧称结对,其构两侧方分下别有相对较重挂的蓄池和电电动,使得整机除冰车个的心偏重,下从而免避上普通悬挂问题述如图2-,所2示
。2
..2 2传动式
方
链传是动用较应的广一种械传动。机与带动相比,链传动传保能持准确的均平动比,传动传效高,径向率轴力压,小能高在温低速及况下工情作与。轮传齿相动比链,动安装传度精求要低较成,低本。廉除冰对传车的动精要度求是很高,更重要不的一是链条点的度和松长可紧根据要以求断的不调,能够保证整将除冰车的除效冰果调到最整佳故,本设计选链传择方案[1]动。
2.
.32 驱动 式及控方制
用两采的个蓄池电两为个流电直和两机个电动杆提供推电能并,过通链动来驱转动冰除车的行及除冰刀的走转。由动此于次属于高作业,空为了操简便作,采无线用控方遥控式制冰车除工的作程过2[]
。 由于考到高虑线压的上磁可场能对线遥无系控造成一统程定度影的,响以所本计采用简设的单继电器和位限开来控制关电的正机、反转转启动、停、止如图2-4所,。示
图
24 除冰车行-模拟图走
.22. 4冰刀除
本 计中,设除刀冰间中圆呈形面凹凹面,为周期性纹曲波线波纹曲面上均,匀分有滚布状花微刃,除冰刀的的两设侧有计鹰嘴的除型冰刃
。2.
2. 5行走与驱轮动
轮
行轮走与驱轮动设均计为凹轮,之能够与使压高线外导形合贴。轮凹用超采磨材料,耐内凹处应有人字粘形橡胶增以大摩力,为除冰车擦在压线高上走提行必供要条件[]4。
通 过绕的计算度确除冰刀定和后轮的相前位置对使,结构更凑更稳定紧
。
3 机械 部分的设计算
计3
.1 后轮轴
31.. 前提假1设
除冰 必须车够除去线能径左的右压线上高包裹的直为以径上冰的柱,保证其悬挂并在压高线上除冰的速度时到米/小达,且除冰刀能够时达以上到转的。
速3.
12 . 机的电选
择
流直电机动有良具的好动启、动制能,宜于性广在泛范内平滑调速围。以本所计设选择直流机[3]。
电表-1 两直3电机流的基参数本
号型
工电作压工作
功
率作工速转
3.
.3 1 后轴轮的估算系
3图-1轮轴
后
( ) 1轮轴后最小直的估径算
为了实除冰现的车慢运速行本设计选用表3,2中的电动机-通链传动过动带后行轮。电走机上的链轮齿动,数轮后轴的链上轮齿数链,动传传的效率一般取(动本设取计)则,轮轴后输的功出率:
后轮轴 转速:的
选取
轴材的料钢为,调质处,查理《械机
设计八版第表1》-3,取,得5
: 后轮 上用于轴装安轮链的最直径及外端紧小固螺母处轴径分别为,。的用的链轮,其厚选度,则为。紧固螺处选用母型,号其长。
轴
轮链的用采轴肩位定定,轴位肩的高度般取一
圆整,后。取
(2
)承轴选择
的 轴承同时因承径受向荷和载向轴荷,故载用角选接球触承轴按照。工要作求安装,轴承的处径直即。可选取0本游基组、标准隙精级度角接触球轴,其承寸尺。右端角触球轴承采用轴接定肩,故位
。
为 增强的刚轴将直径再性一升,级,取。
安行走轮装左处端用采轴弹性用挡圈位定。当轴时,径选用轴的用弹性挡直圈径为而,安装轴弹用挡圈性处径轴。考虑,到径直为的高电压需缆从除要车的冰两侧间穿板过,保证并行走凹槽轮电缆良与接好触故选,定,同时择取
。右端用肩轴位定,,了使行为走左右轮长度等相、尽能可证结保对构称则,。满足合为理的肩轴结构,处改降此一级后再轴于承接,,连。
右最端装轴承处,。
安 确
好定除车冰的两承轴距后间,根两电动机的尺据寸两(电动间机)距,出 (算动电机的上轮链应与中轴链的在同轮一平)。
面
3) (轴上 件零轴向定的位
轮车与间轴的轴定向采位用键平连接。按表查得键截平。键槽用键面铣槽加刀工长,度,为为了证保车轮与轴合配良好的对有称性,故选用轮车觳轮和的配合轴为链。轮与间的轴轴向位用定螺母固,充分定用两利者间的擦力。摩
4() 轴 校核
的
面2截A、、、4、B3、5、、7只6受矩作用扭,然键虽、轴肩、过渡配槽合所引的应力起集均中消将弱轴的疲强劳度,由但于轴的小直径是按扭转弯曲最疲强度较劳宽裕为确的,定以上述截所均面需校无核
。应力集从中对的轴疲劳度强的影来响看,面截8、处9的过配合盈引起应力集中的最严重,形且相近式但其,截均不面受矩扭,时轴同径很,故大必校不。核
从 载受况看,截面情上的应C力然虽大最,是但应力中不集大,且轴直径的当相,大故面C截不用也校,经多次试核亦验格合6-13[。
]3
. 前2轮
轴
前轴在轮压高除线冰车起中平衡到作用,因结构和此轮后的4轴21段完全相同
3.3 除冰。刀除冰刀轴及
3.3.
1 方比案较
方案 :I冰刀除沟里的突起微刃(槽图如-3所示2在除冰)转刀时产生压动力冰挤使,并碎采类似用凸轮原理的在,行走产生周时性振动期使冰受,冲击而碎破实,振动除现的冰果效。
图3-2 除冰 方案I
刀
案II方:
采用鹰嘴型除冰(刃图3如3所-示)内,处凹度线采用过正弦数和直线连接,使函过不度再平,增缓了震动除冰强的果效[15]。
图 -33 除刀方案冰I
I
相而言比,择选方案II因为,其具有下以优点:
(1 ) 冰刀除沟里的突槽起微,刃在冰刀转动时产除生力压冰挤碎;将
(2 )微刃 凹凸的过度接连分部用直采、圆弧线正和弦数组成的曲函线利用类,凸轮似的原,理使在转动时产生其微量的冲,在击行时产生周走期的动震,使冰受击冲而破,碎实现震除冰动效的果
;
(3) 两的侧嘴鹰形冰刃能够除把高压两线的侧冰切除,厚而达到挤从、震动压切削的三重、冰效除果。
3
..2 3 除刀轴冰的设
计 用pattma选01电n机通动过链传动带动除刀高冰速旋转。电动机的链上轮数,后轮轴齿的上轮链齿数链动传传动效的率取,则除冰的输轴功率:出
除 冰的轴转速:
冰除轴小最径的估算直
:
考虑
经性济原,则同增时轴强刚的性、度强故,加大轴的最直径小,。此时轴均无需校取。核
3.4
锁紧机构
34.. 1方 案比
较案方I:紧锁机构由个一锁块和链紧接销组合而成插,图3如4-所。
示
图-43锁 机构紧方案I
方 案I:通I过铰来连链接紧机构和除冰车中锁内间板左端的右端靠弹簧,销插来连接,锁的紧机靠构紧锁轮锁来除冰车紧使,冰车除紧高压贴线行,在走外力的作下用可偏以转定的角度,一图3-如、3-5所示。
6图-5 锁3机构方紧案II( 锁未状态紧) 3图6 -锁紧构机方I案 I锁紧(态)状
方案I 能只到起单的简紧锁机构的作用,效不好果而且在行走,时的还可候能碍除冰车阻的运行,外此利用,销来插接链紧块锁和冰车的中间内除,板得使整个紧锁过程于过繁,也琐对延相长安装了人工高压在线上的装时安间
。
相比而 ,选择方言案II因为其具有,下优点以:
1() 采 用凹锁紧轮构机高对压线冰车除进锁行,其紧锁轮和紧行两走凹轮一样,采用均超磨耐料材,大除增车冰在高线压上行的摩走力擦减少,机因打电滑转空危的。险
(2
) 利用简的插销机构,单可以行快速进的锁紧,在节时间的同时约,也减少操作工人在压高的动线作间,时其使更全,安可靠更
。
3) ( 锁紧轮两与个走凹行轮,与压线上下高形外合,除贴车冰高压在上行线时走受到力外的作时用离极偏位限时,置使冰除仍车悬能挂高在线压上,撤出外力的作在下用冰除能回到车常正工的作状,态其以承受可约级风8力。
(4 )锁 紧机均构用采准标,且结构简件,设置单除在车的中间冰板下侧,内
使除车冰结构更加紧的凑,以并现实标准和化用通[化41]
。3
.4. 2锁 轮紧的选
择
设计选本择的紧锁轮为凹型,保内其内证表面高与压导外线形本贴合,基内处的凹半径为1mm。2外另,要保证紧轮耐磨锁,择选超耐材磨。
料34.. 3 紧轴系锁估的算
图3
-7 紧轴锁件零图
( )1 锁 紧轴小最径的估算直
上由述后轴的估轮校算后得到,而锁核轮紧的轴速转由是后轮轴传递过的,所以来锁轮的紧转速则。
,
取轴的材选为4料钢,5调质处,查理阅《械设机第八版》表计1-3,取5得:,
小直径是用最安装轴来承
。 为
足满链的轮向轴定,固采轴肩定用(位位定轴肩高度一的取般)为,,圆整取
。
2() 轴承的选择
因 承同时承受轴径载荷向和向载荷的作轴,用选用角故接球轴触。承照按作要工,求安轴装处承直径的即可。选0取本基隙游、组准精标级度角触接球承轴其尺,,故取寸右端。角接球触轴承用采轴肩位,故:定
,
。 安车装处左轮采端用用弹轴性圈定挡。位当径轴,选用的时用轴性弹挡直圈为,径而装安轴用弹挡性处圈径,。安装锁紧轴的轮考。到虑径直为高压电缆需的要从冰除的车两侧板间过穿且轮子凹而槽高压与接线触好较,定
。 端右用肩定轴,,位
最 右端装轴安处承,。
()3 上零件轴的向轴定 位
锁轮与轴紧间的轴定向位用平键连接采。查表按得键截平,面键用槽槽铣刀键工,长加为,为保了证车与轮配合有轴良好的中性,对选用故轮车轮觳和轴配合的。为轮与链轴间轴的向位定螺用母定,固分利用两充者间摩擦的。
力
(4 轴的)校核
截 面2、、3A、、4B、、6、75只扭矩受作,用然键虽槽、轴、过肩渡合配所起引的应集力中均将弱轴消的疲强度劳但由于轴的,最直径小是按转弯扭曲劳强度疲为较宽裕定的,确所上以述面截无均需核校。
应力从中集对的轴疲强劳度影的响看来截面8,9处,盈过合引配起应的力集最严中重,形且式近,但相截面其均不扭受矩,时同轴很大,故不径校核。
必从受的载况情,截面C上的看应虽力然最,但是应立大集不中大且这,里轴直的相径大当,截面故也不用C校,核多经试验亦次格。合
3
. 5 调节机
构.53.1 方 比案较
案方:手动调I,如图3节-所示8。优其是调节点便方结,简单,构会明显增大不冰除车质的。在除量冰的支刀撑上板可通以调过节杆来丝调除冰刀节的对相置位,从而现实除刀冰位的置定确,但由于悬挂在两塔间之的压高是有一线绕定度,且的各个的点绕度不一样所以,绕度改
当
变时,冰刀与除压线高初的始相对置位会就生发改,当其位置改变变小且于始初相对的置时位,冰除刀除在冰的过中很可能程会损害高压。
线图
38-除 冰刀节结调方构I案
方案 II:电推动调杆节,图如39-3、-1所示0通。两个支撑过座把12的V电推动杆定固悬在板臂和电机撑板支,上过通远程制模块控通过遥,控柄控手电动推杆制伸量,从出实现而高压线和除刀冰对相置的确位定。其控但和结构制对相手调节复动。杂
图
-3 9节机调方案构I(I始原状态)
图3-1 调节机0方案II(极限状构)态
分 析后选,择案I方II与结相,因为这样除合冰车有具以下几个优点:
(1) 以可随时节除调刀与高冰线压的对位相,避免置在除冰过的程中高压对线损的;害
(2 )会不得除冰车的整体质使量显增明,大影而响除冰的电车的机择;选
( 3 )两种整调构的机合结可以尽可能保证,高由线的压度来确绕除定冰刀调整极的位限,使置得除刀冰在整的时候更加方便调和准确;
(4) 除冰附近装刀有摄像头使,作者可在操室内控除制车冰随,观时除察冰态动及线破损情电况,从而通遥过手柄调控节动电杆的伸出量推此外在。除冰车的部还装上有视灯夜,可以在间夜和霾天雾下气业作
。
35.2 调节.构的工结作理原
根高压据的线绕计算,度确定最大其的极位限。电置动推杆举力的为1均K5,G满强足度要求。绕铰其的链旋量转大约1为0左°右
。电 推杆的动路图如电图-311所。
示
3-图1 电动1杆推电路图的
结
论本毕次业设计间,期者作过现通除冰技术的分有析比和较提,了一出新的机械种冰方案,并除其加将工制成实造物该除冰车。用采两侧称对结,构下悬方较重的蓄电挂池和动机,电解决了除车正冰在压线上的高挂悬问。题采两个用蓄电的池两个为直流电机和个两动电杆提供推电能,通过并链转动驱来除动车的冰行及走冰除的转动刀并,过无线通控遥式控制除冰方的工车过程。
作
同时 除冰,还设车有锁紧构机和调结节,保构除证冰运车行能时够与压线高紧贴合密并时随调与整高压线的相对置,位好更完成的冰除任。另务外,由考于虑高压线到的上场磁可对能线遥无系统控成一造程定的影响度所以,本设还采用简单的计电继器和位限关来控开制机电工的作。
在 设方案计完后善,作者将附录中所有程工图零件实际中工出来加并,成了完装配制。造来出的除车在冰冰中库进行了模除冰拟基本,到达预了期果。效
毕设计主业要获收体会和下如
: 一,学第了到产设品的方计法产品设。计程过
是创造劳动的过性,程产的品设应计按学科程进序行一般,括课题调研包拟定设计方案、总、设体计、零件部设计技术资料整、、产理试制、改进品计设等过程一,产个进过品次多改,才进完善能成和。
熟 二,第提了高综合用应门知各的识能力。以前课设计接程触程课识知较窄,而且时比有间限即使发现,了问也不能题时改进,借及用次机会这再次专把业知识做了系的了统解,别是制特工艺和造电气方的面知识。
第三 ,固了巩计算绘图能机力。以所前制绘的工程图,注标合配公差都注不标整完这次毕,业设计仅提不了自高的己作图能,更是培养了力己细致自作图习的惯
。 四第提,高了集资收和查料能阅。力集资料收做是业设毕的计期前准工作备,资是否全料面可靠、,关系整个毕业到计的进设。查程阅册是设计过手中程随要做时事的情。只有泛收广有集的用资料能设计才出比较好产的品。
第五
,确明设了计必须产品与产生实际结相,产合才品生命力有因。此在设过计中程一,定企业下查调,要心听虚取师和老程技工售术员货的意,不见断发行计,完善设计设。
第 ,培养了严谨六科学的作风科。工学作不来半得虚假,点设在计过程中个每结构零、件、料、尺材、公差都寸反映在纸上,每图个一错都会造误经济损成,失此,在设计因过程中必要须有高度的责任,心要严肃认有真工作态的。
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附录
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