摘 要

本课题所设计的是一种丝杆升降类型的水阻试验台，该试验台可以对大修过或新造的内燃机车进行性能检测，以检查机车各主要部件的制造或修理及安装质量，调整柴油机一牵引发电机组的功率及传动控制、保护系统，确保内燃机车各部件安装正确，动作可靠，性能良好，运行安全，并能发挥设计要求的控制性能和功率特性。本设计研究内容为试验台的结构设计，涉及水池，极板，横架及升降机构设计，其中升降机构包括机架，电机，蜗轮蜗杆，丝杠螺母，键等零部件设计和选型。研究方法：初步计算确定各结构相关尺寸及相关零部件选型依据，再依据计算结果确定基本结构，选择所需零部件标准，利用UG软件进行三维建模，观察效果，再对关键部件进行强度分析，据此得到工程图。相比传统滚筒式水阻试验台，升降机构部分换成了丝杠升降式，舍弃了原来笨重的横梁，配重，如此可以简化结构，提高操作的安全性，并且可以增加系统稳定性。相应的极板，水池部分也做了些调整，该系统具有投资小、建设周期短、适用车型多、负载连续可调的优点。

关键字: 水阻试验台 丝杆升降 结构设计 性能检测

Abstract

This topic design is a kind of wire rod lifting type water resistance test-bed, the test-bed of overhaul or newly built diesel locomotive performance test to check the locomotive the main components of the manufacturing or repair and installation quality, adjust the diesel traction power unit power and transmission control and protection system, to ensure that the diesel locomotive components installed correctly, the action is reliable, the performance good, safe operation, and can give full play to the design requirements of control performance and power characteristics. The design of test bed structure design, involving pool, plate, and the transverse frame and lifting mechanism design, the lifting mechanism comprises a frame, motor, worm gear, screw Nut and key parts of the design and selection. Research methods: a preliminary calculation to determine the structure dimensions and related parts and components selection basis, according to the calculated results to determine the basic structure, select the desired standard parts, using UG software for 3D modeling, observe the effect, strength analysis of the key components, engineering drawings is obtained accordingly. Compared to the traditional drum type water resistance test bench, part of the elevating mechanism replaced screw lift, abandoning the original bulky beams, counterweight, so can simplify the structure, improve the safety of operation, and can increase the stability of the system. The corresponding pole plate, pool also made some adjustments, the system has Investment is small, the construction period is short, the application models are many, the load can be adjusted continuously the advantage.

Key Words：water resistance test-bed wire rod lifting structure design performance test

目录

第1章 绪论 1

1.1 水阻试验台简介 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本课题研究内容 2

第2章 水阻试验台结构设计 4

2.1 水阻试验台总体设计 4

2.2水池设计 5

2.3 极板及横架设计 6

2.3.1 静极板设计 6

2.3.2动极板设计 6

2.3.3横架设计 6

2.4 升降机构设计 8

2.4.1升降机构总体设计 8

2.4.2 丝杠螺母选型 8

2.4.3 蜗轮蜗杆设计 10

2.4.4 电机选型 13

2.4.5 机架设计 13

2.4.6 机架上导轨设计 14

第3章 关键部位强度校核 15

3.1 横架强度分析 15

3.2 机架强度分析 16

第4章 全文总结及展望 18

参考文献 19

致谢 20

第1章 绪论

1.1 水阻试验台简介

铁路是国家经济命脉之一，在当今社会发挥着相当重要的作用，随着科学技术的发展，机车也在不断调整和发展，比如更舒适，更安全，速度更快，而这一切的核心就在于机车动力部分是否强劲，能否担负得起上述指标。随着现代快节奏的发展，社会需求对机车也提出了更为严格的要求，在我国内燃机车仍然占据很大比例，相关机车动力部分暴露出很多不完善的地方，如故障率仍然比较高，检修成本过高等，显然这会威胁到机车安全运行，也不利于经济发展。因此必须加强对内燃机车动力部分的检修和调整。机车在装配好之后或检修之后一般需要检测其性能是否稳定，为此大都需要进行水阻实验以调整机车动力部分的功率及传动控制的稳定性。一般需要在确保机车运行安全的前提下，使其安装质量，动力性能，工作可靠性符合要求。目前，水阻试验系统是国内大部分内燃机车检测所用的设备。

要设计简单可靠的水阻试验台，首先必须认识其工作原理。水阻试验台是将水电阻作为消耗能量的负载，通过改变其大小以模拟机车不同程度的工作状况，从而对机车性能进行检测与调整。内燃机车的动力一般由柴油机提供，带动主发电机使其输出三相交流电，输出的交流电经过整流之后，由动极板和静极板组形成的水电阻将能量消耗于水池中。也就是说将动极板和静极板所配合形成的水电阻模拟为机车实际工作中的负载，当动极板组下降时：动静极板组之间的水接触面积增大，电流通路变大，水电阻减小，主发电机电流加大，模拟机车负载加大的工况，动极板组上升：动静极板组之间的水接触面积减小，电流通路变小，水电阻变大，主发电机电流减小，模拟机车负载变小的工况。从而对其各方面性能进行测试^[2].从上述实验原理可以看出，水阻实验其实是一种模拟实验，这种实验方式的优点在于其可以较为全面，切实的检测被实验对象，实验结果较为可信，因此在内燃机车的检测方法中，是较为实用的。