空氣閥控制設計【鐵路貨車空氣制動系統(tǒng)的設計】【說明書+CAD+UG】

空氣閥控制設計【鐵路貨車空氣制動系統(tǒng)的設計】【說明書+CAD+UG】,鐵路貨車空氣制動系統(tǒng)的設計,說明書+CAD+UG,空氣閥控制設計【鐵路貨車空氣制動系統(tǒng)的設計】【說明書+CAD+UG】,氣閥,控制,節(jié)制,設計,鐵路,貨車,空氣,制動,系統(tǒng),說明書,仿單,cad,ug （學號）： 07 長春理工大學光電信息學院 畢 業(yè) 設 計（論 文）譯文 姓 名 劉飛 學 院 長春理工大學光電信息學 專 業(yè) 機械電子工程 班 級 08522 指導教師 吳翠紅 2012 年 4 月 28 日 Pneumatic system and various valve basic introduction Pneumatic systems use pressurized gases to transmit and control power. As the name implies, pneumatic system typically use air (rather than some other gas) as the fluid medium because air is a safe ,low-cost ,and readily available fluid. It is particularly safe in environments where an electrical spark could ignite leaks from system components. In pneumatic systems, compressors are used to compress and supply the necessary quantities of air. Compressors are typically of the piston, vane or screw type. Basically a compressor increases the pressure of a gas by reducing its volume as described by the perfect gas laws. Pneumatic systems normally use a large centralized air compressor which is considered to be an infinite air source similar to an electrical system where you merely plug into an electrical outlet for electricity. In this way, pressurized air can be piped from one source to various locations throughout an entire industrial plant. The compressed air is piped to each circuit through an air filter to remove contaminants which might harm the closely fitting parts of pneumatic component such as valves and cylinders. The air then flows through a pressure regulator which reduces the pressure to the desired level for the particular circuit application. Because air is not a good lubricant (contains about 20% oxygen ), pneumatics systems required a lubricator to inject a very fine mist of oil the air discharging from the pressure regulator. This prevents wear of the closely fitting moving parts of pneumatic components. Free air from the atmosphere contains varying amounts of moisture. This moisture can be harmful in than it can wash away lubricants and thus cause excessive wear and corrosion. Hence, in come applications, air driers are needed to remove this undesirable moisture. Since pneumatic systems exhaust directly into the atmosphere, they are capable of generating excessive noise. Therefore, mufflers are mounted on exhaust ports of air valves and actuators to reduce noise and prevent operating personnel from possible injury resulting not only from exposure to noise but also from high-speed airborne particles. There are several reasons for considering the use of pneumatic systems instead of hydraulic systems. Liquids exhibit greater inertia than do gases. Therefore, in hydraulic systems the weight of oil is a potential problem when accelerating and decelerating and decelerating actuators and when suddenly opening and closing valves. Due to Newton’s law of motion (force equals mass multiplied by acceleration),the force required to accelerate oil is many times greater than that required to accelerate an equal volume of air. Liquids also exhibit greater viscosity than do gases. This results in larger frictional pressure and power losses. Also, since hydraulic systems use a fluid foreign to the atmosphere, they require special reservoirs and no-leak systems use air which is exhausted directly back into the surrounding environment. Generally speaking, pneumatic systems are less expensive than less expensive than hydraulic systems. However, because of the compressibility of air, it is impossible to obtain precise controlled actuator velocities with pneumatic systems. Also, precise positioning control is not obtainable. While pneumatic pressures are quite low due to pressures can be as high as 10,000 psi. Thus, hydraulics can be high-power systems, whereas pneumatics are confined to low-power applications. Industrial applications of pneumatic systems are growing at a rapid pace. Underneath introduction is widely used in all kinds of pneumatic system valve. Valve is a widely used mechanical product in each country's economy. You can find valves commonly used in the following fields like oil, nature gas, coal, metallurgy, mining, refinery, pipe transportation, petrochemical, chemical, pharmacy, food production, power plant, water supply / drainage, heat supply, air supply, marine, vehicle, airplane, spacecraft, military, new tech, irrigation and many other flowing systems. There are self-driven valves and operated valves. Self-driven valves( like safety valve, relief valve, steam trap, check valve ) are functioning by utilizing its mechanical design or the pressure, direction of its flow medium .Operated valves( like gate valve, globe valve, ball valve, butterfly valve ) are functioning by actuator( manual, electric, hydraulic, pneumatic etc. ) or the pressure , flow direction of its medium. Due to the differences of pressure, temperature, flow, and physical-chemical character of its medium ,there are different requirements in designing and applying the pipeline system .Therefore there are numerous types of valve. GAS VALVE From the air valve operating principles of view, air valve performance will directly affect the work of compressor tanks, air valve for the following requirements: resistance losses small. Air valve size and airflow resistance losses of valves always speed and the size of the spring-loaded edge. Gas higher speed, the greater the energy losses; Spring-loaded edge too large, the loss is great resistance, the size of the air valve movement design guidelines to determine the reasonableness of the law. Air valve closed timely, rapid, not leak closed to improve the efficiency of machines and extended use period. Long life, work reliable. Life is the main factor restricting air valve and spring-loaded valves quality, the general long-term continuous operation of the compressors to life 80 hours; For mobile, short-term or intermittent operation of compressors, may require slightly more. Air valve and piston-type compressors are to the important components is one of the components easily damaged. It will have a direct impact on the displacement compressors, power consumption and reliability of operation, the current compressor is fast direction, and rotational speed limit is one of the key issues in improving air valve. Piston-type compressors typically use the "automatic valve" that the air valve is opened and closed valves on the pressure on both sides to achieve poor, and there is no other drive. PNEUMATIC VALVE Pneumatic valves regulate the temperature in the context nominal pressure and may adjust various fluids, gases and steam, pneumatic - valve closed, leakage small. Pneumatic-valve at the role of the implementing agencies could reach a gas open or gas shut purposes. Pneumatic valves regulate the pneumatic enforcement agencies and regulatory valves two. Enforcement agencies to promote the implementation of devices installed, it compressed air-driven, export thrust; Regulation valves are part of the implementation of devices to regulate direct contact with the media, regulatory medium flow. The pneumatic - valve structure with simple, reliable operation, export thrust large maintenance convenient and inexpensive, such as fire blast merits pneumatic - valve widely used for chemical, oil, metallurgical, electrical, textile and other industrial production processes autopilot and remote control. PRESSURE REGULATING VALVE pressure regulating valve is a reliance on external energy transfer medium itself was pressure changes pressure-type automatic adjustment of product, you can adjust the valve in the pressure equipment debugging process in accordance with their own processes pressure regulating valves for the guide command system set pressure after pressure regulating valves value, pressure regulating valves will be natural gas pressure regulating valves, the pressure for you to set and automatically maintain its constant, pressure regulating valves in the control room for your remote control oxygen flow downstream. Flow will be used for on-site oxygen pressure regulation and feedback to control the actual process parameters to control the distance. You can easily adjust the oxygen pressure. 氣壓系統(tǒng)及各種閥門的基本介紹 氣壓系統(tǒng)是用壓力氣體傳遞和控制動力，正如名稱所表明的那樣，氣壓系統(tǒng)通常用空氣（不用其他氣體）作為流體介質(zhì)，因為空氣是安全、成本低而又隨處可得的流體，在系統(tǒng)部件中產(chǎn)生電弧有可能點燃泄漏物的場合下（使用空氣作為介質(zhì)）尤其安全。 在氣壓系統(tǒng)中，壓縮機用來壓縮并供應所需的空氣。壓縮機一般有活塞式、葉片式和螺旋式等類型。壓縮機基本上是根據(jù)理想氣體法則，通過減小氣體體積來增加氣體壓力的。氣壓系統(tǒng)通?？紤]采用大的中央空氣壓縮機作為一個無限量的氣源，這類似于電力系統(tǒng)中只要將插頭插入插座便可獲得電能。用這種方法，壓力氣體可以從氣源輸送到整個工廠的各個角落，壓力氣體可通過空氣濾清器除去污物，這些污物可能會損壞氣動組件的精密配合部件如閥和氣缸等，隨后輸送到各個回路中，接著空氣流經(jīng)減壓閥以減小氣壓值適合某一回路使用。因為空氣不是好的潤滑劑（包括20%的氧氣），氣壓系統(tǒng)需要一個油霧器將細小的油霧注射到經(jīng)過減壓閥的空氣中，這有助于減少氣動組件精密配合運動件的磨損。 由于來自大氣中的空氣含不同數(shù)量的水分，這些水分是有害的，它可以帶走潤滑劑引起過分磨損和腐蝕，因此，在一些使用場合中，要用空氣干燥器來除去這些有害的水分。由于氣壓系統(tǒng)直接向大氣排氣，會產(chǎn)生過大噪聲，因此可在氣閥和執(zhí)行組件排氣口安裝消聲器來降低噪聲，以防止操作人員因接觸噪聲及高速空氣粒子有可能引發(fā)的傷害。 用氣動系統(tǒng)代替液壓系統(tǒng)有以下幾條理由：液體的慣性遠比氣體大，因此，在液壓系統(tǒng)中，當執(zhí)行組件加速減速和閥突然開啟關閉時，油液的質(zhì)量便是一個潛在的問題，根據(jù)牛頓運動定律（力等于質(zhì)量乘以加速度），產(chǎn)生加速運動油液所需力要比加速同等體積空氣所需的力高出許多倍。液體比氣體具有更大的粘性，這會因為內(nèi)摩擦而引起更大的壓力和功率損失；另外，由于液壓系統(tǒng)使用的液體要與大氣隔絕，故它們需要特殊的油箱和無泄漏系統(tǒng)設計。氣壓系統(tǒng)使用可以直接排到周圍環(huán)境中的空氣，一般來說氣壓系統(tǒng)沒有液體系統(tǒng)昂貴。 然而，由于空氣的可壓縮性，使得氣壓系統(tǒng)執(zhí)行組件不可能得到精確的速度控制和位置控制。氣壓系統(tǒng)由于壓縮機局限，其系統(tǒng)壓力相當?shù)停ǖ陀?50psi），而液壓力可達10000psi之高，因此液壓系統(tǒng)可以是大功率系統(tǒng)，而氣動系統(tǒng)僅用于小功率系統(tǒng)。 下面介紹廣泛應用于氣壓系統(tǒng)的各種閥門。 閥門是國民經(jīng)濟建設中使用極為廣泛的一種機械產(chǎn)品。閥門在石油、天然氣、煤炭、冶金、和礦石的開采、提煉加工和管道輸送系統(tǒng)中；在石油化工、化工產(chǎn)品，醫(yī)藥和食品生產(chǎn)系統(tǒng)中；在水電 、火電和核電的電力生產(chǎn)系統(tǒng)中；在城建的給排水、供熱和供氣系統(tǒng)中；在冶金生產(chǎn)系統(tǒng)中；在船舶、車輛、飛機、航天以及各種運動機械的使用流體系統(tǒng)中；在國防生產(chǎn)以及新技術(shù)領域里；在農(nóng)業(yè)排灌系統(tǒng)中都有大量的需求。 閥門分自動閥門與驅(qū)動閥門。自動閥門（如安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥、止回閥）是靠裝置或管道本身的介質(zhì)壓力的變化達到啟閉目的的。驅(qū)動閥門（閘閥、截止閥、球閥、蝶閥等）是靠驅(qū)動裝置（手動、電動、液動、氣動等）驅(qū)動控制裝置或管道中介質(zhì)的壓力、流量和方向達到啟閉目的的。由于介質(zhì)的壓力、溫度、流量和物理化學性質(zhì)的不同，對裝置和管道系統(tǒng)的控制要求和使用要求也不同，所以閥門的種類規(guī)格非常多。 氣閥 從氣閥工作原理來看，氣閥工作性能將直接影響壓縮機氣缸的工作，因此，對氣閥有如下要求：阻力損失小。氣閥阻力損失大小與氣流的閥隙速度及彈簧力大小有關。氣速越高，能量損失越大；彈簧力過大，阻力損失也大，其大小按氣閥運動規(guī)律的合理性準則設計確定。氣閥關閉及時、迅速，關閉時不漏氣，以提高機器的效率，延長使用期。壽命長、工作可靠。限制氣閥壽命的主要因素是閥片及彈簧質(zhì)量，一般對長期連續(xù)運轉(zhuǎn)的壓縮機，希望壽命達8000小時以上；對移動式、短期或間歇運轉(zhuǎn)的壓縮機，要求可稍低些。 氣閥是往復活塞式壓縮機中的重要部件，也是易損壞的部件之一。它的好壞直接影響壓縮機的排氣量、功率消耗及運轉(zhuǎn)的可靠性，目前壓縮機正向高速方向發(fā)展，而限制轉(zhuǎn)速提高的關鍵問題之一就是氣閥?；钊綁嚎s機一般都采用“自動閥”，就是氣閥的開啟與關閉是依靠閥片兩邊的壓力差實現(xiàn)的，沒有其它的驅(qū)動機構(gòu)。 氣動調(diào)節(jié)閥 氣動調(diào)節(jié)閥由氣動執(zhí)行機構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部組成。執(zhí)行機構(gòu)是執(zhí)行器的推動裝置，它以壓縮空氣為動力，輸出推力；調(diào)節(jié)閥是執(zhí)行器的調(diào)節(jié)部分，直接與介質(zhì)接觸，調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量。由于氣動調(diào)節(jié)閥具有結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，輸出推力大，維修方便，防火防爆和價廉等優(yōu)點，氣動調(diào)節(jié)閥廣泛應用于化工、石油、冶金、電力、輕紡等工業(yè)生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)和遠程控制中。 氣動調(diào)節(jié)閥在公稱壓力和溫度范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)各種液體、氣體和蒸氣，氣動調(diào)節(jié)閥關閉時泄漏量小。氣動調(diào)節(jié)閥按執(zhí)行機構(gòu)的作用方式可達到氣開或氣閉之目的。 壓力調(diào)節(jié)閥 壓力調(diào)節(jié)閥是一種無需外來能源而只依靠被調(diào)介質(zhì)本身的壓力變化進行壓力自動調(diào)節(jié)的節(jié)能型產(chǎn)品，您只需在壓力調(diào)節(jié)閥設備調(diào)試過程中根據(jù)自身工藝要求在壓力調(diào)節(jié)閥的引導指揮系統(tǒng)上設定壓力調(diào)節(jié)閥后壓力值，壓力調(diào)節(jié)閥就會將氣源壓力調(diào)節(jié)為您設定的閥后壓力并自動維持其恒定。壓力調(diào)節(jié)閥用于您在主控室內(nèi)遠程控制下有氧氣流量,流量孔板用于將現(xiàn)場氧氣壓力調(diào)節(jié)閥組實際工藝參數(shù)反饋到主控室，使您可以方便地遠程調(diào)控現(xiàn)場氧氣壓力調(diào)節(jié)閥組。 演示文稿題題 目：目：空氣閥制動控制設計空氣閥制動控制設計學學 院：院：專專 業(yè)：業(yè)：班班 級：級：學學 號：號：學生姓名：學生姓名：指導教師：指導教師：摘要摘要 空氣閥控制設計以鐵路空氣制動為主要研究對象 鐵路是我國最主要的交通運輸方式之一，在我國的經(jīng)濟發(fā)展中起著不可替代的重要作用，它所擔負的客貨運輸任務十分繁重。為了完成這個艱巨的任務，列車的牽引重量和運行速度都要不斷提高，所以制動技術(shù)在鐵路發(fā)展中越來越重要。隨著鐵路向高速、重載方向發(fā)展，對制動系統(tǒng)的研究顯得尤為重要，制動問題是隨著鐵路而伴生的古老問題，其研究一直沿用傳統(tǒng)的實驗方法，一方面是由于空氣制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于實驗；另一方面是由于早期的氣體流動理論的局限，難于與空氣制動系統(tǒng)相結(jié)合。由于現(xiàn)在鐵路高速、重載的需要，空氣制動系統(tǒng)日益復雜，單純依靠實驗手段難度不斷增加，且耗資、費時，特別是實驗中制動性能的離散性，促使人們開始轉(zhuǎn)向模擬研究。計算機運算能力的提高，為數(shù)學模型的解創(chuàng)造了條件，促進了制動系統(tǒng)模擬研究的迅速發(fā)展。120型空氣控制閥就是為了適應時速160km/h，編組24-30輛（即1500t）車廂，緊急制動距離1400米的需要而設計的。本說明書對120型空氣控制閥中緊急閥進行改進研究并利用UG NX4.0進行建模設計，以使?jié)M足鐵路貨車高速、重載的運輸要求。（添加控制電路部分）（添加控制電路部分）關鍵詞：鐵路貨車；關鍵詞：鐵路貨車；120120型空氣控制閥；緊急閥；型空氣控制閥；緊急閥；UG NX4.0UG NX4.0建建 模；控制電路。模；控制電路。目錄目錄n n引引引引 言言言言n n第一章第一章第一章第一章 鐵路貨車相關介紹鐵路貨車相關介紹鐵路貨車相關介紹鐵路貨車相關介紹 1.1 1.1 鐵路貨車概述鐵路貨車概述 1.2 1.2 我國鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的基本形式我國鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的基本形式 1.3 1.3 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)n n第二章第二章第二章第二章 鐵路貨車制動裝置鐵路貨車制動裝置鐵路貨車制動裝置鐵路貨車制動裝置 2.1 1202.1 120閥制動系統(tǒng)組成閥制動系統(tǒng)組成 2.2 1202.2 120型控制閥特點型控制閥特點 2.3 1202.3 120型控制閥的構(gòu)造型控制閥的構(gòu)造n n第三章第三章第三章第三章 120120120120閥緊急閥設計介紹閥緊急閥設計介紹閥緊急閥設計介紹閥緊急閥設計介紹 3.1 3.1 緊急閥的結(jié)構(gòu)緊急閥的結(jié)構(gòu) 3.2 3.2 緊急閥的受力分析緊急閥的受力分析 3.3 3.3 緊急閥的作用原理緊急閥的作用原理n n第四章第四章第四章第四章 總體控制電路部分總體控制電路部分總體控制電路部分總體控制電路部分 4.14.1 4.2 4.2 4.3 4.3 4.4 4.4n n第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章第五章 基于基于基于基于UG NX4.0UG NX4.0UG NX4.0UG NX4.0的建模的建模的建模的建模 5.1 5.1 三維實體建模的方法三維實體建模的方法 5.2 UG NX4.05.2 UG NX4.0參數(shù)化建模參數(shù)化建模 5.3 5.3 零部件的零部件的UG NX4.0UG NX4.0建模過程建模過程 5.4 5.4 零部件的零部件的UG NX4.0UG NX4.0裝配過程裝配過程n n總總總總 結(jié)結(jié)結(jié)結(jié)n n謝謝謝謝 辭辭辭辭引 言設計開發(fā)的項目背景介紹設計開發(fā)的項目背景介紹 在貨運方面，由于我國鐵路運輸形式屬于客貨混線，客車的大范圍提速使得貨車提速成為必然，但是，由于貨車轉(zhuǎn)向架性能、制動裝置性能、線路質(zhì)量、管理調(diào)度等方面因素的制約，鐵路貨物列車運行速度在全國范圍內(nèi)大提速的環(huán)境下，仍沒有大幅度的提高。為此，在2000年北京召開的重載運輸委員會會議上，鐵道部提出了“重載、密度、高速”的貨車發(fā)展方向，鼓勵鐵路工廠和相關研究機構(gòu)試驗研制高速貨車轉(zhuǎn)向架和制動系統(tǒng)，以適應市場的需求，為鐵路的進一步提速提供更大的空間。設計開發(fā)的目的和意義設計開發(fā)的目的和意義 20世紀80年代后期，當時的鐵路運輸能力與運輸量不相適應的矛盾日益嚴重。舊型三通閥及103型分配閥由于其結(jié)構(gòu)性能的局限，已不能滿足新的經(jīng)濟發(fā)展形勢對鐵路運輸生產(chǎn)能力提出的新的要求，即發(fā)展重載高速列車對車輛制動機的要求。從長遠來看，鐵路運輸運力、運量的提高制約著我國鐵路運輸業(yè)的發(fā)展，能夠設計和研究出更合適的制動系統(tǒng)零部件來適應高速、重載的的鐵路運輸要求將會對整個國民經(jīng)濟的發(fā)展起到十分重要的帶動作用。第一章 鐵路貨車相關介紹1.1 鐵路貨車概述 鐵路貨車按其用途不同，可分為通用貨車和專用貨車。通用貨車是裝運普通貨物的車輛，貨物類型多不固定，也無特殊要求。鐵路貨車中這類貨車占的比重較大，一般有敞車、平車、棚車、保溫車和灌車等幾種。專用貨車一般指只運送一種或很少幾種貨物的車輛。用途比較單一,同一種車輛要求裝載的貨物重量或外形尺寸比較統(tǒng)一。專用貨車一般有集裝箱車、長大貨物車、毒品車、家畜車、水泥車、糧食車和特種車等。1.2 我國鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的基本形式 我國貨車轉(zhuǎn)向架在建國前主要靠進口美、日30t級貨車轉(zhuǎn)向架，自20世紀50年代初開始自行設計，走過了仿制生產(chǎn)、改進設計、技術(shù)引進、再技術(shù)創(chuàng)新的道路。研制了多種貨車轉(zhuǎn)向架，如轉(zhuǎn)8系列、轉(zhuǎn)K1、轉(zhuǎn)K2、轉(zhuǎn)K3、轉(zhuǎn)K4、轉(zhuǎn)K5和轉(zhuǎn)K6等。下面簡單介紹幾種轉(zhuǎn)向架。轉(zhuǎn)8A型轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)K2型轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)K4型轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)K5型轉(zhuǎn)向架轉(zhuǎn)K6型轉(zhuǎn)向架1.3 轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu) 以轉(zhuǎn)K1型轉(zhuǎn)向架的爆炸圖（利用UG NX4.0 工程軟件制作）為例來說明我國鐵路貨車轉(zhuǎn)向架的主要結(jié)構(gòu)。鐵路車輛轉(zhuǎn)向架，它包括兩個側(cè)架和搖枕。搖枕具有橫向相對的端部，每個端部延伸進側(cè)架開口中并且在其內(nèi)支撐在彈簧組上。每個側(cè)架在每個端部處具有軸箱導框以容納承載鞍組件。該鐵路車輛轉(zhuǎn)向架還包括支撐在鐵路車輛轉(zhuǎn)向架搖枕和側(cè)架上的兩個制動梁組件。每個制動梁組件包括長條形主體部分、支撐部分以及在主體部分和支撐部分之間延伸的支柱。由腿部和底部構(gòu)成的兩個制動梁吊架支撐著制動梁組件的端部。制動梁吊架可以反轉(zhuǎn)，從而閘瓦托支撐部分可以橫向間隔開以適應不同的軌距。另外，在搖枕的上表面上還設有改進的心盤，其中心盤包括由奧貝球鐵圓盤構(gòu)成的心盤襯墊。第二章 鐵路貨車制動裝置2.1 120閥制動系統(tǒng)組成1旋壓密封式制動缸；217升降壓氣室；3空車安全閥；4空重轉(zhuǎn)換塞門；5120閥；6組合式集塵器；711升加速緩解風缸；8列車主風管；9副風缸；10空重車調(diào)整裝置；11ST2-250型雙向閘瓦間隙調(diào)整器2.2 120型控制閥的特點 120型控制閥具有充氣、減速充氣、緩減、加速緩減、常有制動、保壓、緊急制動等功能，適用于列車管500KPa和600KPa不同的壓力標準。120型空氣控制閥仍采用二壓力機構(gòu)，可與現(xiàn)有的鐵路貨車控制閥很好地混編，獲得較好的混編性能。120型空氣控制閥采用直接作用方式。通過加裝適當?shù)逆i孔堵，解決了對不同直徑制動缸適應性的問題；配套采用閘瓦間隙自動調(diào)整器和密封式制動缸，解決了制動力衰減的問題；在控制閥以外設空重車自動調(diào)制裝置，解決了空重車對制動缸壓力需求不同的問題。120型空氣控制閥主控機構(gòu)仍采用密封性好、結(jié)構(gòu)簡單的橡膠膜板和使用壽命較長的金屬滑閥結(jié)構(gòu)。在120型空氣控制閥的主閥中增設加速緩減閥，達到加快制動管充氣和提高緩減波速的目的。120型空氣控制閥設有緊急閥及局減室，采用常用制動與緊急制動分部作用的方式以及完善的兩階段局減作用；設有緊急二段閥，以緩和列車的縱向動力作用。在緊急放風閥中設有先導閥結(jié)構(gòu)，提高了緊急制動波速。適應壓力保持操縱。120型空氣控制閥在主閥作用部的滑閥上設了一個呼吸孔，可在長大下坡道上配合機車采用一把閘操縱以及在制動保壓時機車對制動管泄漏有自動補風（壓力保持）功能。在120型空氣控制閥中增設了半自動緩減閥，作用可靠，操作方便。在緩減操作時，節(jié)省了人力并減少了耗風量。零件的通用性和互換性較強，并能與多種制動新技術(shù)配套使用。2.2 120型控制閥構(gòu)造 120型由中間體、主閥、半自動緩減閥（下簡稱緩減閥）和緊急閥等四部分組成。主閥和緊急閥分別用四套和兩套螺柱和螺母安裝在中間體的兩個相鄰垂直面上。緩減閥用兩套螺柱和螺母安裝在主閥體的側(cè)面安裝座上，它們相貼合的安裝面也有橡膠座墊。第三章 緊急閥的設計介紹3.1 緊急閥的結(jié)構(gòu)軸測圖：緊急閥主要由活塞部，先導閥部和放風閥部等組成?；钊坑苫钊òňo急閥上、下活塞，S形橡膠膜板）、活塞桿、安定彈簧，還有螺母和濾塵套等部件組成。先導閥部由先導閥、先導閥彈簧、先導閥頂桿等組成。放風閥部由放風閥組件、放風閥閥座、放風閥導向桿、放風閥彈簧等組成。1.1.緊急閥上蓋；緊急閥上蓋；2.2.濾塵套；濾塵套；3.3.緊急活塞桿；緊急活塞桿；4.4.緊急閥上活塞；緊急閥上活塞；5.5.緊急閥下活塞；緊急閥下活塞；6.6.緊急活塞膜板；緊急活塞膜板；7.7.緊急閥體；緊急閥體；8.8.濾塵網(wǎng)；濾塵網(wǎng)；9.9.先導閥頂桿；先導閥頂桿；10.10.縮孔堵；縮孔堵；11.11.先導閥彈簧座；先導閥彈簧座；12.12.緊急閥下蓋；緊急閥下蓋；13.13.放風閥彈簧；放風閥彈簧；14.14.先導閥彈簧；先導閥彈簧；15.15.先導閥；先導閥；16.16.放風閥導向桿；放風閥導向桿；17.17.放風閥組件；放風閥組件；18.18.安定彈簧；安定彈簧；19.19.螺母（螺母（M16 1.5M16 1.5）；）；20.20.螺柱（螺柱（M10 40M10 40）；）；21.21.螺母螺母M10M10；.限孔（限孔（2.32.3）；）；.限孔（限孔（0.50.5）.限孔（限孔（1.11.1）；）；.縮孔（縮孔（1.01.0）緊急閥主視全剖視圖：3.2 緊急閥的受力分析 由圖可列出平衡方程為：式中 為膜板阻力；為安定彈簧彈力，4.29N；G為緊急活塞桿組成質(zhì)量,0.22kg；為緊急活塞有效面積，約45 ；為列車管壓力；為緊急室壓力。當列車管壓力和緊急室壓力發(fā)生變化后，活塞桿在合外力作用下產(chǎn)生位移。隨著合外力的變化，緊急活塞桿分別處于3個作用位置（初充氣時位置、常用制動時位置、緊急制動時位置）。3.3 緊急閥的作用原理 緊急閥由緊急活塞膜板隔離為上、下兩個腔。緊急活塞的上腔經(jīng)緊急閥上蓋和緊急閥體內(nèi)的通道與中間體內(nèi)的緊急室相通，緊急活塞的下腔經(jīng)安裝面上大的通孔及中間體內(nèi)的通路與列車管（制動管）相通。放風閥導向桿的下腔經(jīng)緊急閥下蓋和緊急閥體內(nèi)的暗道與列車管相通。（1）初充氣時，緊急閥活塞處于上位，列車制動管壓力空氣經(jīng)緊急活塞下方緊急活塞桿下端面孔口中心限制孔緊急活塞桿上部徑向孔緊急活塞上方緊急閥上閥蓋與閥體內(nèi)通路中間體內(nèi)緊急室。緊急閥初充氣緊急閥保壓位緊急制動排氣 （2）常用制動時，緊急活塞下方的列車制動管壓力下降，緊急閥活塞在充氣位基礎上略向下移動，處于中位。緊急活塞上方的緊急室壓力空氣經(jīng)緊急活塞上部限孔、中部限孔和緊急活塞桿下端面孔口向緊急活塞下方逆流，緊急活塞兩側(cè)不會形成很大的足以壓縮安定彈簧很大壓縮量的壓力差，加之緊急活塞桿的下端面與先導閥頂桿之間有3mm 的距離，故先導閥及放風閥均處于關閉狀態(tài)。（3）緊急制動時，緊急閥活塞繼續(xù)下移，處于中下位(先導閥開放)或下位(放風閥開放)。緊急室的緊急活塞上方的緊急室壓力空氣先經(jīng)緊急活塞桿的限孔、向列車制動管逆流，繼而緊急活塞兩側(cè)形成足以壓縮安定彈簧的更大的壓力差，緊急活塞下移。下移量為3mm 時，緊急活塞桿的下端面與先導閥頂桿接觸并克服先導閥彈簧的阻力，通過先導閥頂桿向下頂開先導閥，于是，列車制動管壓力空氣經(jīng)開啟的先導閥口與放風閥導向桿的徑向孔排入大氣。與此同時，緊急活塞放風閥上方的列車制動管壓力空氣因縮孔堵的限制，不能更多地流向放風閥導向桿的下方。因為經(jīng)先導閥口排出很多，經(jīng)縮孔堵流入很少，因此，放風閥的背壓急劇降低。當緊急活塞再下移1mm，總下移量超過4mm時，緊急活塞桿的下端面頂開放風閥，列車制動管壓力空氣迅速排入大氣，形成緊急制動放風(局減)作用。放風閥被壓開后，緊急活塞桿限孔（孔徑1.1mm）的徑向外孔口開啟，緊急室壓力空氣只能通過這個限孔限制性地流到緊急活塞下方排入大氣，所以緊急活塞被壓下的狀況要保持15秒左右，從而保證了緊急制動作用的可靠性。結(jié)論：結(jié)論：緊急閥的性能如何主要表現(xiàn)為安定性和靈敏度，對于緊急活塞動作的影響有兩類：一是緊急活塞兩側(cè)的空氣壓力差；二是緊急活塞的動作阻力。只有在緊急活塞兩側(cè)形成足以克服緊急活塞動作阻力的壓力空氣差時，才能推動緊急活塞動作,繼而帶動各部動作，產(chǎn)生緊急制動和緩解作用。第四章 總體控制電路部分5.1鐵路制動原理 鐵路練車制動系統(tǒng)由機車制動裝置和車輛制動裝置組成，它保證練車安全運行的關鍵裝備。其基本原理是將列車運行的動能轉(zhuǎn)化為熱能或者其他形式的能力，是列車能按運行要求減速或者停車，并在緊急情況下保證列車停車的安全性。按其操作原理，制動過程可分為制動，保壓和緩解三個過程各個過程作用，基本原理如下：1）制動過程列車管減壓，車輛制動機使副風缸內(nèi)的壓力空氣進入制動缸，再通過基礎制動裝置，使閘瓦壓在車輪踏面上或閘片壓在制動盤上，使車輪減速，再利用車輪和鋼軌間的摩擦力，產(chǎn)生組織列車向前運動的制動力。列車管減壓可以分步減壓，以產(chǎn)生階段制動作用。（2）保壓過程列車管減壓后停止繼續(xù)減壓，保持列車管、副風缸和制動缸的壓力不變，但摩擦系數(shù)隨速度變化而有變化，因此制動力也有所變化。（3）緩解過程在制動或保壓作用以后，司機操縱制動控制裝置使列車管增壓，此時車輛制動機動作使列車管壓力空氣充入副風缸，制動缸壓力空氣排入大氣，從而松開閘瓦或閘片，消除輪軌間的制動力。自動空氣制動機只有一次緩解作用，而使用電空制動控制可實施分步增壓的階段緩解作用。5.2制動過程5.3單片機與AD轉(zhuǎn)換器接口電路圖第五章 基于UG NX4.0的建模設計5.1 三維實體建模的方法 目前常用的兩種設計過程是：目前常用的兩種設計過程是：自底向上和自頂向下自底向上和自頂向下。自底向上自底向上的主要思路是先設計好各個零件，然后將這的主要思路是先設計好各個零件，然后將這些零件裝配成部件或整機，如果在裝配過程中發(fā)生零件干些零件裝配成部件或整機，如果在裝配過程中發(fā)生零件干涉或不符合設計意圖時就要對零件進行修改，不斷重復這涉或不符合設計意圖時就要對零件進行修改，不斷重復這個修改過程，直到設計滿意為止。個修改過程，直到設計滿意為止。自頂向下自頂向下是一種先進的設計方法，是在產(chǎn)品研發(fā)的初是一種先進的設計方法，是在產(chǎn)品研發(fā)的初期就按照產(chǎn)品的功能要求先定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并考慮組件與零期就按照產(chǎn)品的功能要求先定義產(chǎn)品結(jié)構(gòu)并考慮組件與零件、零件與零件之間的約束和定位關系，在完成產(chǎn)品的方件、零件與零件之間的約束和定位關系，在完成產(chǎn)品的方案設計和結(jié)構(gòu)設計之后，再進行單個零件的詳細設計。這案設計和結(jié)構(gòu)設計之后，再進行單個零件的詳細設計。這種設計過程最大限度地減少設計階段不必要的重復工作，種設計過程最大限度地減少設計階段不必要的重復工作，有利于提高工作效率。在方案設計過程中可以對產(chǎn)品的結(jié)有利于提高工作效率。在方案設計過程中可以對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、關鍵零件進行仿真優(yōu)化和強度、剛度校核，從而使設構(gòu)、關鍵零件進行仿真優(yōu)化和強度、剛度校核，從而使設計的產(chǎn)品更可靠。計的產(chǎn)品更可靠。目前，世界上流行的工業(yè)設計軟件都提供了完整的自目前，世界上流行的工業(yè)設計軟件都提供了完整的自上而下的設計方案，通過定義頂層的設計意圖并從產(chǎn)品結(jié)上而下的設計方案，通過定義頂層的設計意圖并從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的頂層向下傳遞信息到有效的子裝配或零件中。構(gòu)的頂層向下傳遞信息到有效的子裝配或零件中。5.2 UG NX4.0參數(shù)化建模 UG NX4.0主要提供了以下幾種建模功能：實體建模，曲面建模，特征建模和裝配建模。運用UG的三維實體造型模塊功能可以方便地創(chuàng)建圓柱體、長方體、球體、管道和圓錐體等實體模型，也可以實現(xiàn)掃描、回轉(zhuǎn)等功能，并且可以進行參數(shù)化公式編輯和布爾運算等。UG三維實體造型技術(shù)是一種基于特征和約束的建模技術(shù)，可以使用草圖建立三維實體模型的截面圖，極大地方便了建立實體的截面模型。三維造型功能主要包括特征創(chuàng)建、特征操作和特征編輯。各功能都可以通過創(chuàng)建特征、特征操作和編輯特征工具欄中的圖標來實現(xiàn)。裝配建模是指將創(chuàng)建的產(chǎn)品零件組合為產(chǎn)品，并且可以對形成的產(chǎn)品進行總體結(jié)構(gòu)分析、裝配圖繪制、干涉分析等，裝配功能是通過系統(tǒng)提供的“裝配”模塊來實現(xiàn)的。在進行建模時，UG軟件可以有最主要的兩種途徑：特征建模：特征是指有特定意義的幾何形狀，特征建模可以分為體素特征建模、成形特征建模、加工特征建?；蚪Y(jié)構(gòu)特征建模等方式。體素特征包括塊、錐、柱和球等；成形特征包括槽、孔、凸臺等；加工特征包括倒圓、倒角和螺紋等；結(jié)構(gòu)特征是由部件抽象出結(jié)構(gòu)相似性，也可以成為自定義特征。草圖設計：這種方法首先創(chuàng)建帶有約束的二維草圖，然后通過拉伸、回轉(zhuǎn)、掃描等方式生成形體。草圖約束包括幾何約束和尺寸約束，幾何約束用來控制二維形體的相互位置，尺寸約束用來控制草圖對象的尺寸。通過幾何約束和尺寸約束可以控制形體的截面形態(tài)，從而實現(xiàn)參數(shù)化設計。以上兩種設計方法是參數(shù)化設計的重點，也是基本方法。綜合利用這兩種方法可以完成絕大部分零件部的參數(shù)化設計。5.3 零部件的UG NX4.0建模過程 下面以閥體為例簡要說明其建模的主要步驟：（1）與緊急閥上蓋貼合的接觸面是不規(guī)則體，但其截面簡單，故用草圖設計方法，先建立基準線，再進行草圖的繪制。圖中既有尺寸約束圖中既有尺寸約束(圓弧半徑、總體長度圓弧半徑、總體長度)，也有幾何約束（直線與圓壺相切）。，也有幾何約束（直線與圓壺相切）。（2）執(zhí)行拉伸命令，拉伸量為20（單位默認為mm），然后生成一個片體，下面再加一個半徑為46.5，高度為5的突臺。（3）緊急活塞處是一個圓柱體，故可直接調(diào)用形體，參數(shù)為半徑32，高度60。（4）與緊急閥下閥蓋接觸處的形體也比較簡單，故也采用草圖繪制，然后拉伸的方法，拉伸量為15。至此，閥體的總高度已確定，為100。（5）制作與中間體相連接的結(jié)合體。依然采用草圖拉伸方法。（6）再制作放風閥的排風腔。繪制草圖、拉伸并且拔模，拔模角為。至此，整個閥體的實體模型已完成，接下來就是進行閥體內(nèi)腔和內(nèi)部管路的建模。（7）因為腔體內(nèi)部大多都是圓柱形狀，所以采用打孔命令就可實現(xiàn)，關鍵是要確定好孔的直徑和深度以及頂錐角，并且確定所打的各孔要同心。（8）在需要攻螺紋的孔洞處執(zhí)行螺紋命令。確定好各螺紋的主直徑、長度、螺距以及螺紋升角，還有螺紋的左右旋。（9）在實用工具欄中點擊“移動至圖層”，運用類選擇器將“草圖”移動至61層，將基準移動至21層。（10）我們對閥體進行顏色和透明度的修改。在工具欄點擊“編輯”“對象顯示”選中所要修改的體點擊左上角綠色對勾打開“編輯對象顯示”對話框，然后就可以進行顏色的選擇和透明度的設置。（11）顏色選擇為灰色，透明度設置為70%至此，建模完成，最終的效果如圖所示：5.4 零部件的UG NX4.0裝配過程 UG的裝配模塊用于將已用UG建好的零部件模型裝配成為完整的機器、機械或者機構(gòu)。在裝配過程中可以先將一部分零部件裝配成為一個裝配件，再將裝配好的幾個不同裝配件，裝配成一個完整的機構(gòu)?，F(xiàn)在就以120閥緊急閥為例來簡單介紹基于UG NX4.0的裝配過程。具體的裝配順序步驟如下：（1）啟動UG NX4.0，在“啟示”命令中點擊“裝配”，打開裝配模塊。先將緊急活塞桿、緊急閥上活塞、緊急閥下活塞、緊急活塞膜板、螺母、O型密封圈、濾塵套、密封圈八個零部件裝配成為一個裝配件，在此命名為裝配件2。因為這八個零部件都是回轉(zhuǎn)體，都有軸線，所以在整個過程中只運用“中心”和“距離”兩個命令就可以完成全部裝配。（2）點擊裝配菜單欄中的“添加現(xiàn)有組件”“選擇部件文件”選擇“緊急活塞桿”點擊“OK”在“定位”中選擇“絕對”，在彈出的點構(gòu)造器中選擇絕對，先添加好絕對裝配的零部件。（3）再點擊裝配菜單欄中的“添加現(xiàn)有組件”“選擇部件文件”選擇“緊急閥上活塞”點擊“OK”本次及以后都在“定位”中選擇“配對”。（4）然后在“配對條件”中選擇裝配命令選擇“距離”在緊急閥上活塞的上表面上點擊，確定好裝配表面再在緊急活塞桿上點擊螺柱面的下表面，確定好裝配表面。（5）再選擇“中心”裝配命令點擊緊急閥上活塞的中心孔內(nèi)表面，確定好裝配表面再點擊緊急活塞桿的圓柱面，確定好裝配表面。（6）然后裝配完畢點擊“預覽”，若裝配滿足要去，則點擊確定（若裝配方向與正確方向相反，則點擊“反向”按鈕）。（7）裝配件2的其他零部件采用同樣的命令步驟順序，則可裝配完成。（8）再將放風閥組件、放風閥導向桿、先導閥頂桿、先導閥、先導閥彈簧、先導閥彈簧座、放風閥導向桿套、放風閥彈簧八個零部件裝配成為另一個整體裝配件，在此命名為裝配件3。因為這八個零部件也同樣都是回轉(zhuǎn)體，都有軸線，所以在整個過程中同樣只運用“中心”和“距離”兩個命令就可以完成全部裝配過程。(裝配順序和步驟同裝配件2,在此裝配過程從略)（9）接下來，以閥體為絕對裝配件，將裝配件2、裝配件3以及緊急閥上、下蓋和螺柱、螺母、排氣保護罩墊、排氣墊鉚釘、濾塵網(wǎng)等其余的零部件為配對件進行裝配。由于閥體的內(nèi)腔以及管路等都是圓柱或平面，則裝配過程也是只運用“中心”和“距離”兩個命令就可完成。在裝配過程中要注意的兩點就是裝配距離的把握和裝配方向的控制。至此，整個裝配過程結(jié)束。裝配效果圖如下:在整個設計過程中，大部分時間用于對UG NX4.0三維實體建模軟件和Auto CAD二維制圖軟件的操作運用。在進行各零部件的參數(shù)化建模之前，先進行緊急閥的方案論證以及可行性研究，明白緊急閥在空氣控制閥中的地位和作用，其工作原理和在工作過程中所要達到的功用，然后進行尺寸比例的確定和閥體內(nèi)各零部件的裝配位置分配，確保達到其工作目的要求，最后進行UG NX4.0三維實體參數(shù)化建模、裝配。再有就是完成實體建模后，進行Auto CAD的二維圖創(chuàng)作?？諝饪刂崎y緊急閥是在緊急制動時為加快制動管的排氣，使緊急制動的作用可靠，提高其緊急制動的靈敏度而設計的。120型空氣控制閥是目前我國在貨車上的新型制動閥，在大批量對103閥及GK閥進行改造的同時，也不可避免的出現(xiàn)了問題，諸如120閥在貨車常用制動過程中的意外緊急故障。針對以上問題的出現(xiàn)，對緊急閥進行了改造：將緊急活塞桿的限孔改為 2.3，使緊急制動時緊急室的逆流風量加大，減小活塞上下腔形成的壓差，降低了緊急靈敏度；安定彈簧的高度從46mm改為54.5mm，主要是安定性試驗中提高了活塞向下運動的承受能力，從而提高緊急閥的安定性。而其余尺寸未動，因而此次緊急閥的改造在本質(zhì)上降低了緊急靈敏度而提高了安定性，以便于解決貨車常用制動過程中的意外緊急等故障?？偨Y(jié)總結(jié)謝 辭 將近三個月的畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，在這期間，首先要感謝的是我的畢業(yè)設計指導教師吳翠紅老師的悉心指導和定期驗收，尤其是在設計的初期，由于資料的不足和查找的困難，致使設計的進展非常的緩慢，吳翠紅特別給我們復印了相關的資料，幫助了我們把握住了設計的大方向，使畢業(yè)設計能夠順利的進行下去。其次，還要感謝在設計中幫助過我的其他的老師和同學，在他們的幫助下，使我對專業(yè)設計軟件的領悟進一步的得到了提升，學會了一些在當初不懂的東西。也正是有了畢業(yè)設計這樣的機會，才把我們一個個的個體溝通成為了一個團體，團體成員互相協(xié)作，同進同退，最終完成設計任務。就是在這些老師和同學們的幫助下，我才能夠順利的完成整個畢業(yè)設計，所以，我在此處向你們表示再次的感謝！感謝各位答辯老師的觀摩