城市轻轨铺轨机的设计与研究

论文摘要

随着我国城市的不断发展,市内交通也变得越来越拥挤。城市轻轨具有造价比地铁低,运输能力比公共汽车大的显著优点,因而得到了越来越广泛的应用。而在轻轨的建设中,轻型铺轨机占有着重要的地位。作者与中铁武汉工程机械设计研究院合作,研发出了PG16型铺轨机。本文主要的研究工作包含以下内容:1、本文首先介绍了轻轨机车在国内外的发展情况,对目前常见的几种铺轨机做了简单的结构和性能的比较介绍。2、介绍了PG16型铺轨机主要性能参数,总体结构及辅助装置,并验算了铺轨机的整体稳定性。3、根据铺轨机的要求,确定了铺轨机起升机构的型式,并对起升机构的主要零部件进行了设计计算。4、根据铺轨机所承受的载荷,确定其主梁所受的载荷,按使主梁重量最轻的原则设计出了主梁的参数,并用ANSYS有限元软件进行了验算。5、根据铺轨机所需完成的动作,确定了液压系统的型式和所需的液压元件,并对主要的元件进行了设计计算。6、根据铺轨机控制要求,确定了电气系统的型式和组成,并对PLC可编程控制器做出了重点说明。7、介绍了铺轨机在实际操作中的注意事项。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 城市轻轨概述
• 1.1.1 轻轨的优点简述
• 1.1.2 轻轨在国外的发展
• 1.1.3 我国大城市发展轻轨交通的迫切性和现实性
• 1.2 我国轻轨线路铺设中的问题
• 1.2.1 城市轨道铺设施工工艺分析
• 1.2.2 城市轨道铺设对设备的要求
• 1.3 目前国内几种常见铺轨机的特点
• 1.3.1 CPG500型铺轨机
• 1.3.2 NTC型铺轨机
• 1.3.3 PG28型铺轨机
• 1.3.4 PG20型铺轨机
• 1.4 本文的研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 PG16轻型铺轨机的构成和整体稳定性计算
• 2.1 PG16轻型铺轨机的基本结构
• 2.2 PG16型轻轨铺轨机的性能参数
• 2.3 PG16轻型铺轨机的主要部件
• 2.3.1 吊轨门吊
• 2.3.2 摆头机构
• 2.3.3 主梁及龙门支腿
• 2.3.4 车辆主机
• 2.3.5 柴油发电机组
• 2.3.7 液压系统
• 2.3.8 平衡重
• 2.4 整体稳定性计算
• 2.4.1 载荷计算
• 2.4.2 倾翻力矩
• 2.4.3 稳定力矩
• 2.4.4 稳定系数
• 2.5 本章小结
• 第三章 起升机构设计计算
• 3.1 起升机构传动方式的选择
• 3.2 起升机构设计计算
• 3.2.1 起升载荷的计算
• 3.2.2 起重钢丝绳的选取
• 3.2.3 确定滑轮直径
• 3.2.4 确定卷筒尺寸
• 3.2.5 电动机的选择及验算
• 3.2.6 传动装置速比的确定
• 3.2.7 选制动器
• 3.2.8 齿轮的设计计算
• 3.3 本章小节
• 第四章 主梁的设计与研究
• 4.1 概述
• 4.2 跨度L的计算
• 4.3 基本载荷的计算
• 4.3.1 起升载荷
• 4.3.2 吊轨门吊的自重
• 4.3.3 单根主梁的自重
• 4.4 各种计算系数的取值
• 4.4.1 刚度系数
• 2'>4.4.2 起升载荷动载系数φ₂
• 4'>4.4.3 运动冲击系数φ₄
• 4.4.4 计算中需用到的系数
• 4.5 计算梁的截面尺寸和自重
• 1和C₂'>4.5.1 求系数C₁和C₂
• 4.5.2 求[Q],确定控制条件
• 4.5.3 确定经济梁高
• 4.5.4 确定梁的最小重量
• 4.5.5 确定翼缘板的截面尺寸
• 4.5.6 梁的截面惯性矩
• 4.6 梁的强度的校核
• 4.6.1 确定梁跨中截面的最大弯矩
• 4.6.2 强度校核
• 4.7 梁的静刚度计算
• 4.8 梁的整体稳定性
• 4.9 梁的局部稳定性
• 4.9.1 腹板加劲肋的布置
• 4.9.2 翼缘板加劲肋的布置
• 4.10 梁的有限元分析
• 4.10.1 ANSYS简介
• 4.10.2 ANSYS的基本使用方法
• 4.10.3 主梁有限元模型的建立
• 4.10.4 梁的单元划分
• 4.10.5 梁的最大应力和变形
• 4.11 梁的拼装和焊接顺序
• 4.12 本章小结
• 第五章 PG16铺轨机液压系统设计
• 5.1 液压系统的设计要求
• 5.2 工作负载
• 5.3 液压回路的确定
• 5.3.1 回路基本组成
• 5.3.2 确定液压传动系统的形式
• 5.3.3 确定供油方式
• 5.3.4 速度换接方式的选择
• 5.3.5 压力控制方式的选择
• 5.4 龙门支腿及摆头机构油缸和活塞杆的计算
• 5.4.1 龙门支腿液压缸工作压力的确定
• 5.4.2 摆头机构的油缸直径的确定
• 5.5 液压元件的选择
• 5.5.1 确定液压泵的压力、流量和选择泵的流量
• 5.5.2 液压元件的选择
• 5.5.3 确定管道尺寸
• 5.5.4 确定液压油箱的容积
• 5.6 本章小结
• 第六章 PG16铺轨机电气系统设计
• 6.1 早期铺轨机的电气系统特点
• 6.2 PG16铺轨机电气系统特点
• 6.3 PG16铺轨机电气系统组成
• 6.3.1 电气（PLC）控制部分
• 6.3.2 液压控制部分
• 6.4 本章小结
• 第七章 铺轨机的操作与使用
• 7.1 使用前的检查与准备
• 7.1.1 整机准备
• 7.1.2 柴油发电机组的检查与准备
• 7.2 发电机起动与停车
• 7.2.1 启动
• 7.2.2 停车
• 7.3 试车
• 7.3.1 整机试车
• 7.4 安全作业注意事项
• 7.4.1 铺轨作业安全注意事项
• 7.4.2 发电机操作安全注意事项
• 7.5 铺轨作业
• 7.6 铺轨机的检查与维护
• 7.6.1 检查维护注意事项
• 7.6.2 液压系统的检查与维护
• 7.6.3 机械系统的检查与维护
• 7.6.4 控制电器的检查与维护
• 7.6.5 柴油机的检查与维护
• 7.7 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读工程硕士期间论文及科研成果