搗固裝置及其電液激振技術(shù)的研究.pdf

1、搗固車是廣泛應(yīng)用于新建鐵路和鐵路大修中的養(yǎng)路機(jī)械。搗固裝置是搗固車的核心部件，它是利用加壓、沖擊或振動的原理使得軌枕底部的道碴重新排列，緊固密實，并使枕下支撐力量均衡的一種專用機(jī)械裝置。論文在綜合分析了國內(nèi)外搗固裝置及其激振技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實際，指出現(xiàn)存搗固裝置的激振技術(shù)在頻率和振幅的連續(xù)可調(diào)等方面存在的問題，提出了應(yīng)用于搗固裝置的電液激振技術(shù)。電液激振器在一定頻率內(nèi)能增大輸出推力、實現(xiàn)高振幅以及解決液壓缸振動時的

2、偏置撞缸，其關(guān)鍵技術(shù)是通過步進(jìn)電機(jī)帶動閥芯旋轉(zhuǎn)、液流高頻換向使得液壓缸運(yùn)動換向，以實現(xiàn)激振頻率和振幅的控制。研制出閥芯旋轉(zhuǎn)式四通高速換向閥和自動限位的微行程雙作用激振液壓缸所組成的電液激振器，克服在高頻換向難以實現(xiàn)大流量的缺陷，滿足了搗固裝置不同工況的需求。論文的主要研究工作如下:
　　1.結(jié)合新?lián)v固裝置的工作原理，主要對激振部分和下?lián)v固臂進(jìn)行數(shù)學(xué)建模分析。根據(jù)現(xiàn)有搗固裝置的技術(shù)參數(shù)，以及搗固臂機(jī)構(gòu)受力分析，完成了機(jī)械結(jié)構(gòu)建模和設(shè)

3、計，確定了裝置中主要結(jié)構(gòu)尺寸及電液激振器工作性能參數(shù)。利用虛擬樣機(jī)技術(shù)及仿真軟件平臺Pro/E，建立新型搗固裝置的虛擬樣機(jī)，并進(jìn)行運(yùn)動學(xué)仿真。
　　2.通過分別建立電液激振器和轉(zhuǎn)閥的數(shù)學(xué)模型，對電液激振器和轉(zhuǎn)閥的特性進(jìn)行了分析研究。針對搗固裝置激振性能的要求，確定了電液激振器的結(jié)構(gòu)原理及主要參數(shù)，并基于所需的振動波形進(jìn)行了閥口分析求解。研究了不同參數(shù)(閥芯轉(zhuǎn)速、閥口軸向面積導(dǎo)通寬度、阻尼和供油壓力)對電液激振器動態(tài)性能的影響。

4、r>　　3.通過對轉(zhuǎn)閥閥芯的受力情況進(jìn)行分析，研究了閥芯旋轉(zhuǎn)式四通高速換向閥閥芯的液動力矩和粘性摩擦力矩的生成機(jī)理和計算方法。探討了結(jié)構(gòu)參數(shù)(閥芯外徑，閥芯和閥套的徑向間隙，閥口軸向長度，阻尼比和轉(zhuǎn)動慣量)對閥芯旋轉(zhuǎn)式四通高速換向閥工作特性的影響。基于不同矩形閥口的閥芯結(jié)構(gòu)，在考慮閥口壓降對閥口過流面積影響的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分別對無環(huán)形槽閥芯和有環(huán)形槽閥芯建立對應(yīng)的閥口過流面積模型以及其負(fù)載平均流量模型，對應(yīng)用于搗固裝置電液激振器的振動波