基于虛擬樣機(jī)的高鐵鋼軌閉式砂帶打磨小車設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、鋼軌打磨作為改善輪軌關(guān)系的關(guān)鍵技術(shù)之一，它可以提高列車運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性和鐵路的運(yùn)輸能力，已在鐵路系統(tǒng)中發(fā)揮著越來越被重視作用。但高速鐵路的不斷發(fā)展迫使鋼軌打磨技術(shù)向著高效率、高質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等方面多樣化發(fā)展;相對(duì)于傳統(tǒng)的鋼軌砂輪打磨，鋼軌砂帶打磨具有柔性接觸不易損傷鋼軌、打磨效率高、磨屑易回收、環(huán)保等系列優(yōu)點(diǎn)。近年來，國(guó)內(nèi)外已開始對(duì)鋼軌砂帶打磨技術(shù)進(jìn)行研究與應(yīng)用，卻未出現(xiàn)針對(duì)于高鐵的鋼軌砂帶打磨裝置。本文利用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)鋼軌砂帶打

2、磨裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，并基于分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，主要研究?jī)?nèi)容為:
　　首先，基于鋼軌打磨裝置總成技術(shù)條件、高鐵鋼軌廓形、鋼軌波磨等打磨需求分析，確定了砂帶對(duì)鋼軌打磨的包絡(luò)方案、打磨單元布置方式、打磨單元個(gè)數(shù)等參數(shù);并結(jié)合對(duì)現(xiàn)有鋼軌打磨機(jī)構(gòu)的打磨范圍、實(shí)現(xiàn)打磨功能的運(yùn)動(dòng)組成、打磨小車尺寸限制等方面的分析，完成對(duì)打磨小車的三維建模;而后分析了打磨小車運(yùn)動(dòng)空間，校核打磨小車的結(jié)構(gòu)尺寸，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼軌砂帶打磨小車初步的優(yōu)化，使打磨小車滿足

3、由橫移、偏轉(zhuǎn)、施壓三種運(yùn)動(dòng)組合而實(shí)現(xiàn)的打磨功能需求。
　　然后，針對(duì)打磨小車重要承力的零部件，主要包括直線導(dǎo)軌支撐架、打磨頭框架、張緊底板、引導(dǎo)輪輪系、聯(lián)排接觸輪，利用ANSYS Workbench軟件進(jìn)行靜力分析，得到關(guān)鍵零部件在靜載荷作用下的應(yīng)力和變形位移云圖。基于分析結(jié)果，對(duì)不符合靜剛度、靜強(qiáng)度的零部件設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化后零部件的進(jìn)行驗(yàn)證，分析結(jié)果顯示優(yōu)化后的零部件可以更好的滿足靜強(qiáng)度、剛度要求。
　　其

4、次，利用ANSYS Workbench軟件對(duì)重要組件進(jìn)行模態(tài)分析，主要包括打磨頭框架、張緊底板、打磨單元基板、引導(dǎo)輪輪系、聯(lián)排接觸輪組件，分析了重要組件的前6階模態(tài)頻率，并與外部激振、內(nèi)部激振頻率進(jìn)行對(duì)比，將頻率相接近的重要部件進(jìn)行優(yōu)化，并且對(duì)優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率以及靜強(qiáng)度進(jìn)行了驗(yàn)證，使得它們更好的滿足預(yù)定的要求。
　　最后，結(jié)合以上分析后的打磨小車模型，利用Simpack建立了打磨小車動(dòng)力學(xué)模型;分析在不同線路、不同打磨模式的情