捣固装置工作原理PPT课件
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２、夹持运动分析
捣固车的液压系统控制油缸的动作，使活塞杆伸缩，带动镐臂、 捣镐按照连杆机构的运动规律运动，当外油缸活塞杆伸出、内 油缸活塞杆缩回时，内、外捣镐镐掌相向运动，实现对道碴的 夹持。捣固装置外油缸的行程L外=135mm，内油缸的行程L内 =52mm，图1中AB＝369mm，BC=400.5mm， CD=783mm，EF=258.7mm，FG=685mm，计算可得：
得： Se=A[（1-cosα）+λ/4（1- cos2α）] λ/4=0.0016，所以λ/4（1- cos2α）很小，可
忽略不计。此时 Se=A（1-cosα）
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E点离开运动中心的位移SX： SX=A- Se=Acosα=Acosωt 求位移SX对时间的导数，得E点的运动速度和加速度： V= Aωcosωt a=- Aω2cosωt 式中ω为振动轴的转动角速度。 从上式可以得出：连杆销轴E的运动轨迹呈摆线形，是简谐运动。
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图１ 捣固装置运动机构简图
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• 取内油缸、内镐臂及捣镐为研究对象，因EF摆角很小，为便于分析捣镐的振动规 律，OP、PE、EF 4连杆机构可简化为图２所示。图中L=PE，L1=EF，L2=FG， A=OP，α为偏心轴的转角。
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图２ 镐臂和捣镐振动分析
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由于EF、FG刚性连接，先分析E点的运动规律， 若以E点的运动终点为S1、始点为S2，则S1至 任意位置e的距离Se为：
Se=(A+L)-(Acosα+Lcosβ)=A[1cosα+L/A(1-cosβ)
令A/L=λ cosβ=，代入，得： Se=A[（1-cosα）+1/λ（1-）] 利用牛顿二项式定理将根式展开，取前两项代入
外侧捣镐镐掌的夹持行程S外=280mm 内侧捣镐镐掌的夹持行程S内=140mm
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感谢观看！
第12页偏心轴连杆摇摆式振动、异步夹持原理工作的。捣镐把振动力传递给石碴，使石碴产生振动 并向较稳定的方向移动，增加道床的密实度；同时捣镐在夹持力作用下把轨枕间隔中的石碴向枕底挤压， 使枕底石碴更加密实，提高轨道的稳定性，保证行车安全。
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运动分析
• 由捣固装置的工作原理可以看出:捣镐的运动由振动和夹持运动两部分组成，这两种运动方向相同（或相 反），其合成运动为这两种运动的线性叠加。
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由于捣镐装在镐臂下端，与销轴的运动规律相同，已知L=379.5mm, L1=258.7mm, L2=685mm，A=2.5mm，则L2/ L1=2.65，因此，镐掌的振 幅、振动速度、振动加速度均为销轴处的2.65倍。捣镐的运动方向与销轴的运动 方向相反。已知振动轴转速为2100r/min，可以算出：
振动频率
f=n/60＝35Hz
角速度
ω=2πf=220rad/s
振动周期 τ=1/f＝0.029s
捣镐的振幅 T=2.65x2A=13.3mm
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镐掌的最大振动加速度amax=2.65Aω2=321m/s2 由于在振动轴上处于同一侧的两个内油缸是装在两道相隔180º的偏心轴颈上， 因此，同一轨枕两侧的捣镐振动位移相差180º，振动力的方向相反，这样在同 一时间，内、外两个捣镐上的振动力同时向枕底作用,有利于捣实枕底道碴。
• １、振动分析 • ２、夹持运动分析
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１、振动分析
• 液压马达通过弹性联轴节驱动振动轴旋转时，由于振动轴与内油缸连接的轴颈处有2.5mm的偏心，装在偏 心轴颈上的内油缸，在偏心轴的作用下作往复运动，推动镐臂左右摆动，从而使装在镐臂上的捣镐产生摇 摆式强迫振动。图１为捣固装置运动机构简图(此时捣镐处于张开状态)，OP、PE、EF构成4连杆机构（曲 柄 连 杆 机 构 ） ， O P 、 PA 、 A B 、 B C 构 成 5 连 杆 机 构 ( PA 、 P E 刚 性 连 接 ) 。
２、夹持运动分析
捣固车的液压系统控制油缸的动作，使活塞杆伸缩，带动镐臂、 捣镐按照连杆机构的运动规律运动，当外油缸活塞杆伸出、内 油缸活塞杆缩回时，内、外捣镐镐掌相向运动，实现对道碴的 夹持。捣固装置外油缸的行程L外=135mm，内油缸的行程L内 =52mm，图1中AB＝369mm，BC=400.5mm， CD=783mm，EF=258.7mm，FG=685mm，计算可得：
得： Se=A[（1-cosα）+λ/4（1- cos2α）] λ/4=0.0016，所以λ/4（1- cos2α）很小，可
忽略不计。此时 Se=A（1-cosα）
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E点离开运动中心的位移SX： SX=A- Se=Acosα=Acosωt 求位移SX对时间的导数，得E点的运动速度和加速度： V= Aωcosωt a=- Aω2cosωt 式中ω为振动轴的转动角速度。 从上式可以得出：连杆销轴E的运动轨迹呈摆线形，是简谐运动。
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图１ 捣固装置运动机构简图
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• 取内油缸、内镐臂及捣镐为研究对象，因EF摆角很小，为便于分析捣镐的振动规 律，OP、PE、EF 4连杆机构可简化为图２所示。图中L=PE，L1=EF，L2=FG， A=OP，α为偏心轴的转角。
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图２ 镐臂和捣镐振动分析
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由于EF、FG刚性连接，先分析E点的运动规律， 若以E点的运动终点为S1、始点为S2，则S1至 任意位置e的距离Se为：
Se=(A+L)-(Acosα+Lcosβ)=A[1cosα+L/A(1-cosβ)
令A/L=λ cosβ=，代入，得： Se=A[（1-cosα）+1/λ（1-）] 利用牛顿二项式定理将根式展开，取前两项代入
外侧捣镐镐掌的夹持行程S外=280mm 内侧捣镐镐掌的夹持行程S内=140mm
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第12页偏心轴连杆摇摆式振动、异步夹持原理工作的。捣镐把振动力传递给石碴，使石碴产生振动 并向较稳定的方向移动，增加道床的密实度；同时捣镐在夹持力作用下把轨枕间隔中的石碴向枕底挤压， 使枕底石碴更加密实，提高轨道的稳定性，保证行车安全。
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运动分析
• 由捣固装置的工作原理可以看出:捣镐的运动由振动和夹持运动两部分组成，这两种运动方向相同（或相 反），其合成运动为这两种运动的线性叠加。
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由于捣镐装在镐臂下端，与销轴的运动规律相同，已知L=379.5mm, L1=258.7mm, L2=685mm，A=2.5mm，则L2/ L1=2.65，因此，镐掌的振 幅、振动速度、振动加速度均为销轴处的2.65倍。捣镐的运动方向与销轴的运动 方向相反。已知振动轴转速为2100r/min，可以算出：
振动频率
f=n/60＝35Hz
角速度
ω=2πf=220rad/s
振动周期 τ=1/f＝0.029s
捣镐的振幅 T=2.65x2A=13.3mm
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镐掌的最大振动加速度amax=2.65Aω2=321m/s2 由于在振动轴上处于同一侧的两个内油缸是装在两道相隔180º的偏心轴颈上， 因此，同一轨枕两侧的捣镐振动位移相差180º，振动力的方向相反，这样在同 一时间，内、外两个捣镐上的振动力同时向枕底作用,有利于捣实枕底道碴。
• １、振动分析 • ２、夹持运动分析
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１、振动分析
• 液压马达通过弹性联轴节驱动振动轴旋转时，由于振动轴与内油缸连接的轴颈处有2.5mm的偏心，装在偏 心轴颈上的内油缸，在偏心轴的作用下作往复运动，推动镐臂左右摆动，从而使装在镐臂上的捣镐产生摇 摆式强迫振动。图１为捣固装置运动机构简图(此时捣镐处于张开状态)，OP、PE、EF构成4连杆机构（曲 柄 连 杆 机 构 ） ， O P 、 PA 、 A B 、 B C 构 成 5 连 杆 机 构 ( PA 、 P E 刚 性 连 接 ) 。