2012届毕业设计
1绪论
1.1 设计任务
专姓名 侯海丰 性别 男 业 指导教师信息 姓名 毕业设计（论文）题目 机电一体化班 技术 级 机电学号 2009529113 0911 e-mail gxqiu@email.czie.net 邱国仙 联系13921070电话 661 油压减震器试验台传动系统设计 内容：本课题来源于常州科兴铁路装备有限公司，该公司长期为各个铁路段提供油压减震器新造和维修，因此具有一定的实用价值。铁路机车车辆在速度大于140km/h时，油压减震器是重要的装备。选用性能良好的减震器能大大提高车辆运行平稳性，提高车辆运行品质，尤其在高速列车上，油压减震器是必不可少的部件。本试验台采用变频无极调速，闭环转速控制，通过曲柄连杆机构产生正弦激励来实现油压减震器各项性能的测试。整个测试过程完全自动化，操作只需选定减震器的型号和测试项目即可。测试启动后，电脑将智能化地完成用户所选定的各项测试任务，并记录下测试数据及曲线，供分析及打印测试报告。试验台可分别对垂向和横向减震器进行试验，最大负荷30KN，最大安装尺寸垂向为650mm，横向为1200mm，可用于国内已有的各种型号油压减震器。 技术参数 毕业设计（论最大负荷： 横向30KN 垂向30KN 文）主要内容减震器最大安装距离：横向200mm 垂向650mm 及目标要求 设计标准行程： 横向 ±25mm 垂向±25mm 减震器活塞速度范围：横向0.01～0.5m/s 垂向 0.04～0.4m/s 变频器功率： 三相 18.5KW 调速范围： 3～65HZ 变频电机功率：15KW 额定转速：1450转 计算机：1MHZ/256M/20G 打印机： Cannon PIXMA iP1000 力传感器： 40KN（0.05级） 位移传感器： ±40mm（0.5级） 油泵电机组：电机: 型号AOZ-7124 120W/220V，1450转/分 油泵 5升/分 齿轮箱减速比i：垂向 8.68 ； 横向高档8.68 低档 38.64 外形尺寸（长×宽×高）： 2900×1100×2500 重量：约2900k 目标要求：1.按规定格式撰写文献综述、开题报告。2.建立三维模型。3.完成总装配图和规定的零部件图。4.撰写毕业设计说明书，完成全部研究工作和毕业论文。5.通过毕业论文答辩。 5
2012届毕业设计 时间安排 第一周 预期完成内容及目标 检查方式 检索与课题相关的材料，为毕检索的资料定期交老师查业设计作好准备工作，并完成阅，开题报告交指导老师批开题报告。 阅 根据已知参数完成总体方案同组成员讨论、完善总体方设计，设计部件草图 案并上交老师审阅 完成装配总图 同组成员讨论、老师修改 完成部件图及部分零件图的设计绘制（各自选择画不同的同组成员讨论、老师修改 部件及零件图） 完成主要零件的加工工艺编同组成员讨论、老师修改 制 编写设计说明书以及答辩准老师批阅、答辩 备 专业教研室主任签字： 年 月 日 系主任签字： 年 月 日 第二周 毕业设计（论文）进度安排 第三周 第四周 第五周 后续时间 指导教师签字： 年 月 日
1.1.1油压减振器分类
从不同的角度出发，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，油经各种控制阀后，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单，可以发挥油箱的散热、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，液压泵的进油管直接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。其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳。工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失。但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差。为补偿系统中的泄漏，通常需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下降，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，可分为定量泵系统和变量泵系统。变量泵的优点是在调节范围之内，可以充分利用发动机的功率，但其结构和制造工艺复杂，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。
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（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下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，当主泵向多路阀控制的各执行元件供油时，只要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叠加的，所以克服外载能力将随执行元件数量的增加而降低。
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。流量的分配随各件上外载荷的不同而变化，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器，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单元的耦合减振器。 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，除满足使用功能要求外，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方便可靠等方面进行。
现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分。
1.1.2油压减振器的作用
减振器的作用:顾名思义就是阻尼振动，已达到舒适性和操纵稳定性的目的。
试验台的作用:就是检测减振器是否符合设计和车辆调试标准，以判断减振器的质量状况。 1.1.3油压减振器试验台的现状及发展状况
油压减振器试验台是检验油压减振器性能的专用设备，为设计、制造及检修减振器的路、段、企业所不可缺少。我国自50年代末设计制造了带油压减振器的202型客车转向架以后，油压减振器的使用范围不断扩大，品种增多，不仅新造客车用，而且内燃机车、电力机车上也用；不仅有国产的垂向、横向减振器，也有国外的减振器，如波兰减振器、KONI减振器、DISPEN减振器、SACHS减振器等。为了检测新造及检修后的油压减振器性能，必须要有相应的检测手段—— 即油压减振器试验台。我国自60年代初即由四方车辆研究所研制了试验台，现在我国修、造减振器的单位几乎全配备了这类试验台。
随着我国实施铁路实施“跨越式”发展战略，铁路快速进入高速发展时期，油压减振器作为机车行装置中重要的部件之一，必须具备适应有效地保证高速列车的运行平稳与安全的性能。在“高速”这个系统工程中，除了要研制性能优良、与机车车辆匹配的减振器之外，具有性能先进、精度较高的检测手段也是必不可少的。
要想检验油压减振器的性能，从原理上说就是把某种已知的激励作用在减振器上或减振器与设备共同组成的系统上，并从收集到的响应中分析其性能。故试验台只要具备一个产生
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激励并把它作用在试件上的部分以及接收或记录试件响应的部分即可。因此复合这个要求的减震器实验台有很多，就目前而言，减振器试验台按照其作用形式分为机械式、液压式和其他形式；按照运动控制方式可以分为手动式、开环式、闭环式等方式。目前使用范围最广的主要是以下三种试验台[1][2[3][4][5][6][7]。
1、机械测力式试验台
自60年代起，我国铁路机车车辆开始使用减振器，多种型式的油压减振器试验台应运而生。四方车辆研究所专门研制的框架型、J81型、J85型均属此类，原苏联各铁路厂段也多配备了这类试验台。过去普遍采用J85型试验台，其主要技术参数:偏心轴转速62r/min，可调滑块行程0～160mm，油压减振器上、下安装座距离350-600mm，扭臂长300mm，画笔杆长720 mm，电源电压380V，电机5.5kW，外型尺寸1791X1100X899mm;净重1675kg。
现以J85型来说明这类试验台的特点。
1、减震器(试件)2、假想弹簧3、扭杆臂4、扭杆弹簧(真实弹簧)
5、画笔杆6、绘图记录板7、滑块8、曲柄连杆机构
图1-1机械测力式试验台
J85型试验台是一种由曲柄连杆驱动，弹性扭杆测力和人工处理数据的试验台。其结构如图1所示，由曲柄连杆机构8产生一个接近正弦波的激励，并把它传给试件1的下端，试件
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的另—端与曲柄杠杆的短臂(扭杆臂3)铰接，曲柄杠杆固结在扭杆弹簧4的一端，其长臂即画笔杆5。曲柄等速回转，滑块7的运动接近正弦运动，它作用在减振器、曲柄杠杆、扭杆等共同组成的系统上，使之作强迫振动，画笔杆的摆动量反映了该系统的综合响应。画笔杆及记录板6在试验中自动绘出了示功图，可从该图测量数据去估算减振器的阻力系数值。
这类试验台的结构比较简单，采用的多系机械零件，成本较低廉。可以得到减振器在一定振动速度下的示功图，其示功图直观性很强，如果检修减振器时并不需要严格的确定阻力系数的值，凭操作者的经验对同一类型的减振器仅从示功图是否畸变或示功图中心直线处的宽度是否基本正常。即可判定所检修的减振器是否已达到了要求。但是由于工作效率较低，数据的准确性较差，以及功能不够完善，部分减振器不能测试等原因，现己很少采用。
2、机械测力式简单改进版，通过传感器及微机数据处理的试验台 目前普遍采用J95、J99型试验合就属此类。J95型双向油压减振器试验台是由青岛四方车辆研究所研制的铁路减振器专用试验设备，于1998年底通过铁道部科技成果鉴定。它由机械传动系统和测试系统组成。机械传动系统基本结构是电机驱动，机械传动，两套曲柄连杆机构组成，可以分别用于垂向和横向减振器的试验。
其主要技术参数:垂向及横向允许铡试最大减振阻尼力20KN；横向滑块往复频率0.5Hz,1Hz;垂向滑块往复频率0.25Hz、0.5Hz、1Hz、2Hz；垂向油压减振器上、下安装座距离100～600mm,横向油压减振器左、右安装座距离100～980 mm；电源电压380V；电机5/7.5KW；外型尺寸2800X900X2000mm;净重2500Kg。
J95型油压减振器试验台的测试系统如图2所示，由一台计算机作为数据采集处理器，传感器的信号经过放大滤波和A/D转换后进入计算机进行处理。
图1-2数据采集与处理图框
在J95型减振器试验台基础上改进为J99型试验台。即:测试系统软件现更新为J99型，双速电机改为变频调速交流电机。该试验台性能良好，基本上能满足生产和检修的需要。但部分减振器不能测试，全方位研究减振器性能技术指标的功能有所不足。
3、以液压系统输入运动，以传感器、微机等作数据采集、处理的试验台
德国SACHS公司研制的液压伺服减振器试验台就是其中典型（结构简图如图3所示）。
几乎与机械测力式装置同时出现的还有用示波器等电测手段来检测减振器的阻抗力与速度的对应关系，由于种种原因，该装置未普及。后来，在该装置的基础上原苏联又研制了以
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