高铁技术在最近几十年发展十分迅速,极大地影响着人们的生活和社会的经济发展。本文针对高铁生产加工过程中大件焊接的辅助工装进行研究,提出解决方案。以高铁重要零部件转向架为例,转向架构架在焊接等工艺过程中需要十几次进行180度翻转,而目前国内外的高铁制造厂对此均没有很好的解决方法,大多采用人工操作天车缓慢地对转向架进行翻转。这极大地影响了工厂的加工效率,难以满足当前工厂自动化、智能化的趋势。本文正是针对这一迫切需求设计了一种针对转向架的180度自动翻转机,以期为转向架的翻转问题的解决做出贡献。
本文的主要研究内容包括:
1、本文阐述了当前转向架的主要翻转方式及其缺陷,以及国内外相关翻转机的发展现状,总结了相关翻转机的特点及不足。并分析了轨道转向架车间对转向架的理想翻转装置的功能需求,阐明了设计相对理想的转向架翻转装置的关键问题和技术难点。在这些基础上,提出了一种满足所列功能需求的转向架翻转机设计方案,并对翻转机的各部分的设计和原理进行了详尽的阐述。
2、根据设计方案,结合工件参数及具体的性能指标,对重要的零部件的参数进行了理论设计,对主要的零部件进行了受力分析和有限元分析,进而对零件的结构进行了优化和再验证,通过对蓄能缓冲装置的运动和力学分析,对原设计方案进行了细微的改进。
3、本文用ADAMS对翻转机进行了运动学和刚柔耦合动力学仿真,验证了机构设计的正确性和运动轨迹的准确性。测量和分析了转向架翻转机在主翻转过程中的翻转力矩、螺杆传递力、翻转框架间接变形参数等重要力学参数。利用ANSYS Workbench对转向架翻转机在翻转过程中的各个关键角度的状态进行了整机应变分析,找出了刚度较弱状态时的因素。并对整机和部分关键零件进行了模态分析,得出了对应的固有频率和各阶振型,并据此提出了改进的意见。
