淺析焦爐電機車傳動系統和精確定位的方法

摘要：隨著我國社會經濟的發展和人們生活水平質量不斷提高，對機車性能以及安全方面要求也越來越高，而在這之中發動機又是最重要的部件之一。因此本文主要針對焦爐電鐵路速內燃機傳動系統進行分析研究，首先從汽車工業、機械制造行業入手闡述了客車車身與機房等相關零部件組成及工作內容，其次根據車架結構特點確定其各零部件型號和參數并計算出總圖紙中所需要的零件數量以及尺寸，最后介紹了一種焦爐電普速度控制伺服控制系統，該控制系統是以電機、減速機等作為驅動單元來進行運動和動力分配的一套控制機構裝置。

關鍵詞：機械設計;傳動系統;精確定位

一、引言

隨著社會的進步與發展，我國經濟水平飛速增長，人民生活質量也不斷提高，汽車已經成為人們出行必不可少交通工具，然而在高速公路上卻有著不少的問題，例如，發動機過熱、排氣不徹底等一系列現象越來越嚴重導致了能源短缺和環境污染日益嚴峻，此外由于維修人員技術能力不足而造成故障率高居不下且難以解決等等諸多狀況使得我們必須對這些現狀進行改善才能實現經濟效益最大化的發展，所以我們要保證發動機和傳動系統質量可靠并且能滿足乘客需求，同時還要考慮到成本問題以及節能環保問題等一系列因素來進行調整設計工作從而使生產效率達到最高。

二、電機車傳動系統及精確定位原理

電機車傳動系統的設計是一個復雜而又龐大，并且要考慮各種因素，所以在進行機械零件產品開發之前就應該對其結構、尺寸和性能等方面有一定深入地了解。 首先我們需要知道電動車組動力總成組成主要由電機和驅動裝置構成，電動機為電力提供能量，驅動裝置一般由三部分組成包括牽引機構，傳動系統的作用是將能量傳遞給車輪并使車輛能穩定安全平穩運行，其次電機車傳動系統主要包括：動力總成、減速機（電動機）、減速器，電機與制動器，最后為了使電機車在工作過程中能夠順利平穩運行并保證安全可靠地傳遞能量和電能質量高效率輸出是必需滿足的要求：電動機必須具有良好絕緣性能。

三、基于精確定位的電機車傳動系統數學模型和建立

（一）電機車傳動系統動力學方程

動力學方程是由經典力學和工程數學的基礎上發展出來的，它可以對運動、動力以及傳動系統進行簡化，并建立其基本物理規律，通常情況下我們將動力學方程式分為如下幾個方面，一方面是汽車行駛過程中所經歷過各種工況，車輛在直線或曲線行駛時遇到障礙物，車輛在低速運行或者高速運轉時候遇到車模不能進入制動器等條件，當車速較高的時候會出現車輪滑離現象導致輪胎磨損和摩擦系數變大，另一方面是電動機、減速器以及聯軸器等零部件在工作過程中產生力矩作用下而導致轉動慣量變化，并通過慣性系傳遞到輸出端，同時也可以將其作為動力學的輸入對象來進行分析研究。

（二）傳動系統的參數

傳動系統的參數是由工作條件和要求而定，一般包括以下幾個方面，一方面是工件或零部件在傳遞過程中受到力、熱應力等作用而產生變形，另一方面是運動狀態下，運動軌跡與所受載荷有關。所以傳動裝置必須有足夠大的動剛度來保證其具有良好性能，同時也要考慮到不同工況時各部件之間相對位置關系和對整個系統精度要求都會發生變化從而影響傳動效率及平穩性。

（三）電機車傳動系統精確定位的驗證

電機車傳動系統的驗證是指對所得到的數據進行整理和分析，得出準確可靠地結論，進而完成相應參數計算，檢驗方法是通過試驗來確定其是否符合要求，如果不符合則需要調整原方案，反之若不理想則需重新修改原有設計中存在不合理之處或者可能產生誤差較大情況下應更換新部分或改變舊部件以達到最佳性能狀態等問題進行驗證并修正錯誤后再做進一步的改進工作，在確定了傳動系統的基礎上，還應進行一下驗證，以確保其具有一定程度的穩定性和可靠性。

四、精確定位技術的分析

（一）精確定位技術的工藝流程

精確定位的目的是為了使生產過程中所需要的所有工序符合既定規范和規定，達到質量要求，成本目標，精確定位工藝流程，它包括粗定位基準面選擇，粗定位順序設計及各工件加工方法選定等步驟組成，其中主要有以下幾種方案可以進行比較篩選：一方面是從初次工序到最終一道加工階段依次安排一次裝夾，另一方面是在初次生產過程中先完成初步的熱處理和淬火后再對產品進行包裝，而精確定位的方法[1]。

（二）精確定位技術的優點

精確定位技術的優點是，首先是可以使生產過程中的各個工序間能合理地相互配合，減少不必要環節，提高效率，降低成本，其次可保證產品質量，縮短了生產周期，最后是可以便于操作人員進行檢查和維修作業方便于保養和檢修工作，但在實際應用時我們應該注意以下幾個問題，一方面是精確定位技術要求與其他設計方法相比有一定的區別，需要考慮到其對環境因素影響，另一方面是由于每一個產品都是由多個工序組成并相互銜接而成工藝過程復雜且難以同時滿足不同使用條件要求時需要一定數量級或數的零件配合才能完成[2]。

（三）精確定位技術的改進

在對準確定位的過程中，首先要根據工件的實際尺寸和形狀來進行定位，由于焦爐電機車速比較高，所以需要保證定位精度，為了使準確地找到被選位置并獲得所選擇工件或設備上所規定工序間相對位置關系較小且滿足上述要求時進行精確定位就顯得尤為重要了，其次是為了保證在不影響工作環境和生產條件下確定工件中心線與終點點之間準確地保持距離關系而設計，最后是對于某些特殊情況或要求可以采取一些措施來確保精確到每一個工位。

五、電機車傳動系統精確定位的實現

（一）精確定位方案選擇

精確定位方案是一個復雜的系統，需要進行反復比較和分析，以找到最優解決方案。 在確定了總傳動比后就要根據所要達到的目的來選擇合適合理有效可行、經濟實用性高并具有一定通用價值的產品，這就要求我們首先對設計要求有全面地認識，然后就是考慮到生產過程中各工段之間存在著各種不同形式及數量上復雜變化因素，從而使其滿足工藝條件和技術指標，其次是在制定合理有效可行、經濟又能滿足質量和安全要求同時也要保證速度，最后需要考慮到各種影響因素，例如產品質量、生產工藝流程等[3]。

（二）電機車傳動系統精確定位電路

電機車傳動系統的精確定位電路是指，在工作過程中，由電動車組動裝置和控制機構組成，其基本任務就是，完成對各種工況下所需牽引力、轉矩等參數的準確計算，工況要求，即當列車啟動后需要克服運行阻力時，為保證安全制動時，確保車輛平穩起步或停車的情況下，必須滿足行車速度穩定和緊急轉彎條件，并且在電機車的傳動系統在設計過程中，必須要考慮到兩個方面，一方面是車輛運行速度，另一方面是汽車質量。

（三）電機車傳動系統精確定位的程序編制

精確定位是一個程序，它的目的就是為了保證機車在運行過程中，能更好地適應各種工作條件和環境。而電動工具設計時必須要對其進行分析計算，首先需要制定好相關方案后才能開始編寫程序了，然后根據任務書的要求來選擇相應參數及數據格式、順序表等形式并編制相關文件、文字說明或表格供各零部件進行參考使用，其次是要對所選的產品進行分析，并明確它是如何設計，然后根據產品本身來選擇合適的傳動部件，最后是擬定出傳動系統各部件之間及其與總成間位置關系圖，并在該基礎上進行綜合計算以驗證所提出的各項工藝指標是否滿足質量要求。

（四）精確定位的實現與結果

精確定位是通過分析工件的尺寸、形狀和材料，并結合工件加工工藝要求，在滿足定位準確度要求下對各個工序進行合理安排，首先如果零件上有很多沒有用過該尺寸時，那么就要考慮如何提高這個表面粗糙度和保證加工質量等問題，其次就是選擇合適位置保證不影響到后續工序以及其他工藝方面能順利操作等等;最后是精確定位后還要對整個工件進行檢查、檢驗與維修，以防止出現不合格的零部件。

六、總結

本設計通過對焦爐電機車傳動系統和精確定位的方法與步驟進行研究，從而使其達到了預期目標，一方面是實現了生產要求，在完成以上各項任務后可以根據實際情況進一步改進完善，例如：提高速度、優化工藝參數等，同時還應該考慮到安全問題以及經濟性指標等等因素來保證產品質量水平能夠滿足社會發展需求，另一方面是對所設計零件和零部件的選型也應充分注意，以確保其具有良好性能并能達到預期目標要求。

參考文獻

[1]舒南翔.淺析純電動汽車高壓配電系統開發方法[J].汽車實用技術，2018：25-28+46.

[2]龔海華，黃冬.淺析電纜故障精確定位方法[J].大科技，2012：131-132.

[3]丁洪旗，王雨佳，劉彥良.焦爐機車定位控制系統探析[J].電工技術，2012：51-52.

丁國銀，男，1983.11出生于江蘇省宿遷市，單位：南京鋼鐵股份有限公司燃料供應廠，電氣維護