搗固裝置的作業(yè)特性分析及新型搗固裝置研制.pdf

1、搗固裝置是搗固車的核心設(shè)備，用來完成鐵路道床石碴的搗固作業(yè)，通過搗固裝置的激振器使搗鎬產(chǎn)生高頻振動(dòng)，并在夾持液壓缸的作用下，使得道床石碴處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，重新排列變得密實(shí)．目前隨著國(guó)內(nèi)鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，大型養(yǎng)路機(jī)械成為發(fā)展主流，我國(guó)必須引進(jìn)大型養(yǎng)路機(jī)械，消化其核心技術(shù)并進(jìn)行自主創(chuàng)新。國(guó)內(nèi)養(yǎng)路機(jī)械的自主創(chuàng)新還處于起步階段，完成搗固作業(yè)的搗固車在大型養(yǎng)路機(jī)械中占有重要的地位，多年來我國(guó)多次重金從國(guó)外引進(jìn)不同類型的搗固車用于我國(guó)鐵路養(yǎng)護(hù)事業(yè)，因

2、此，搗固車的核心設(shè)備-搗固裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)有著重要的意義．
　　 本文以國(guó)際上現(xiàn)有的三種主要的搗固裝置為研究基礎(chǔ)，首先總結(jié)了搗固裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性；建立了搗固裝置的振動(dòng)學(xué)模型，計(jì)算了道碴的結(jié)合系數(shù)、當(dāng)量阻尼系數(shù)，基于振動(dòng)模型分析了搗固裝置的作業(yè)過程；提出了一種新型激振原理的搗固裝置，設(shè)計(jì)了新型搗固裝置的機(jī)構(gòu)；分析了搗固裝置的作業(yè)工況并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，利用Pro/MECHANICA分析所設(shè)計(jì)的新型裝置的關(guān)鍵部件的強(qiáng)度。
　　

3、 本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 第一章先闡述了搗固裝置的研究背景，簡(jiǎn)單介紹了搗固裝置的結(jié)構(gòu)，分類以及現(xiàn)有的三種主要的搗固裝置激振特點(diǎn)，隨后講述了搗固裝置的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，最后提出了本課題的研究意義及主要研究?jī)?nèi)容．
　　 第二章分別建立了Plasser公司搗固裝置與Matisa公司搗固裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，利用解析法分析了兩種搗固裝置的運(yùn)動(dòng)特性，并通過MATLAB的SimMchanics模塊對(duì)兩種搗固裝置進(jìn)行仿真，得到了夾持

4、液壓缸、搗固臂、搗鎬的運(yùn)動(dòng)曲線。通過對(duì)比兩種搗固裝置的運(yùn)動(dòng)曲線，總結(jié)了搗固裝置的作業(yè)特性．
　　 第三章建立了搗固裝置的振動(dòng)模型，并考慮了道碴對(duì)振動(dòng)模型的影響，計(jì)算了道碴的結(jié)合系數(shù)、當(dāng)量阻尼系數(shù)，對(duì)模型所涉及到參數(shù)進(jìn)行了等效計(jì)算，隨后基于該振動(dòng)模型分析了搗固裝置的作業(yè)過程，包括夾持運(yùn)動(dòng)對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)頻率和振幅的影響等內(nèi)容，第四章在ADAMS環(huán)境下建立了Matisa搗固裝置的三維實(shí)體模型，分析了激振對(duì)夾持液壓缸的干擾力，并在AM

5、Esim環(huán)境下建立搗固系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)模型，通過機(jī)械模型與液壓系統(tǒng)模型的聯(lián)合仿真，得出了搗固時(shí)的夾持液壓系統(tǒng)特性。
　　 第五章設(shè)計(jì)了一種基于液壓激振的新型搗固裝置，首先介紹了該新型裝置的激振原理和電液激振器的工作原理；隨后基于工作原理建立了搗固臂激振部分的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型與動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算了激振液壓缸的主要?jiǎng)恿W(xué)尺寸，根據(jù)軌枕間距、輸出的夾持力以及現(xiàn)有的搗固裝置的尺寸確定了夾持液壓缸的動(dòng)力學(xué)尺寸，上、下?lián)v固臂的比例關(guān)系，內(nèi)外搗固臂與內(nèi)

6、外夾持液壓缸在箱體上的總體布局；最后利用Pro/E建立了新型搗固裝置的三維實(shí)體模型，在Pro/MECHANICA模塊中分析搗固裝置的作業(yè)曲線與理論分析的一致，驗(yàn)證了所建模型的正確性與新型裝置的可行性．
　　 第六章基于ADAMS建立了新型搗固裝置的虛擬樣機(jī)模型，分析了搗固裝置作業(yè)過程的沖擊力和振動(dòng)夾持兩個(gè)工況，通過ADAMS內(nèi)置的函數(shù)模擬了沖擊力和振動(dòng)夾持兩個(gè)工況，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真分析．基于Pro/MECHANICA模塊對(duì)搗固裝