基于虛擬樣機的高鐵鋼軌閉式砂帶打磨小車設(shè)計與優(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，它可以提高列車運行的平穩(wěn)性、安全性和鐵路的運輸能力，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)濟環(huán)保等方面多樣化發(fā)展;相對于傳統(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。近年來，國內(nèi)外已開始對鋼軌砂帶打磨技術(shù)進行研究與應(yīng)用，卻未出現(xiàn)針對于高鐵的鋼軌砂帶打磨裝置。本文利用虛擬樣機技術(shù)對鋼軌砂帶打

2、磨裝置進行設(shè)計，并基于分析結(jié)果實現(xiàn)對其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，主要研究內(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，確定了砂帶對鋼軌打磨的包絡(luò)方案、打磨單元布置方式、打磨單元個數(shù)等參數(shù);并結(jié)合對現(xiàn)有鋼軌打磨機構(gòu)的打磨范圍、實現(xiàn)打磨功能的運動組成、打磨小車尺寸限制等方面的分析，完成對打磨小車的三維建模;而后分析了打磨小車運動空間，校核打磨小車的結(jié)構(gòu)尺寸，實現(xiàn)了對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)、施壓三種運動組合而實現(xiàn)的打磨功能需求。
　　然后，針對打磨小車重要承力的零部件，主要包括直線導軌支撐架、打磨頭框架、張緊底板、引導輪輪系、聯(lián)排接觸輪，利用ANSYS Workbench軟件進行靜力分析，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，對不符合靜剛度、靜強度的零部件設(shè)計方案進行進一步優(yōu)化，并對優(yōu)化后零部件的進行驗證，分析結(jié)果顯示優(yōu)化后的零部件可以更好的滿足靜強度、剛度要求。
　　其

4、次，利用ANSYS Workbench軟件對重要組件進行模態(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)部激振頻率進行對比，將頻率相接近的重要部件進行優(yōu)化，并且對優(yōu)化后結(jié)構(gòu)的模態(tài)頻率以及靜強度進行了驗證，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建立了打磨小車動力學模型;分析在不同線路、不同打磨模式的情