NS1601H型自动伸缩配重铁路起重机设计及动力学研究

论文摘要

铁路起重机主要用于铁路线上机车车辆颠覆,脱轨等事故时的起复救援工作,也可用于铁路沿线进行的货物装卸、设备安装及铁路施工中铺设轨排和更换道叉、架设桥梁等工程作业。随着国民经济对中国铁路的发展提出了更高的要求,铁道部批量引进了国外先进技术的机车车辆整机,作为促进跨越式发展并进一步敦促国内机车车辆工业发展的重大举措。所以国产铁路起重机的进一步升级,研制新型智能化产品,以适应新形势下的救援工作要求,显得尤为重要。通过对国内外铁路起重机现状进行分析,对比国内铁路起重机与国外产品的主要差距,结合当前国内铁路发展的需要,及当前国内机电行业的迅速发展所提供的技术支持,说明了以现有技术平台进行自动伸缩配起重机设计是非常必要的,也是完全可行的。本文首先介绍了铁路起重机的国内外研究现状、发展趋势及研制中的关键技术,以现有的NS1601型160吨伸缩臂式铁路起重机为基础,对自动伸缩配重铁路起重机进行了原理设计及方案设计;确定了主要结构的技术参数,对结构中的关键部分--转台及伸缩配重机构进行结构设计,并利用有限元分析技术,对其静强度进行校核,以保证其工作可靠。最后,利用ADAMS及Matlab软件建立了自动伸缩配重起重机的动力学模型并进行了仿真,实现了起重机在吊重作业工况中的重心自动调整,并得到动力学参数曲线,为起重机的设计提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 铁路起重机的概况
• 1.2 国内外铁路起重机现状
• 1.3 研制自动伸缩配重铁路起重机的必要性和可行性
• 1.3.1 研制自动伸缩配重铁路起重机的必要性
• 1.3.2 进行自动伸缩配重铁路起重机设计的可行性
• 1.4 本文主要研究内容
• 本章小结
• 第二章 基础理论
• 2.1 多刚体系统动力学
• 2.1.1 ADAMS 多刚体系统的组成
• 2.1.2 广义笛卡尔坐标
• 2.2 多刚体运动学
• 2.2.1 位置运动学分析
• 2.2.2 速度运动学分析
• 2.2.3 加速度运动学分析
• 2.3 有限元算法原理
• 本章小结
• 第三章 方案设计及技术参数确定
• 3.1 伸缩配重机构结构方案的对比与确定
• 3.1.1 结构方面的差异
• 3.1.2 起重性能方面的差异
• 3.1.3 操作简便与安全可靠方面的差异
• 3.1.4 成本价格方面的差异
• 3.2 主要结构设计
• 3.2.1 双回转机构
• 3.2.2 伸缩式配重平衡机构
• 3.2.3 液压及电气控制系统
• 3.3 主要性能参数确定
• 3.3.1 主要起重性能
• 3.3.2 额定工作速度
• 3.3.3 线路指标
• 3.3.4 主要结构尺寸
• 3.3.5 转向架参数
• 3.3.6 工作环境、重量及其它
• 本章小结
• 第四章 转台及伸缩配重机构的有限元强度分析
• 4.1 计算对象
• 4.2 结构分析程序简介
• 4.3 计算模型
• 4.3.1 模型简化及单元划分
• 4.3.2 载荷工况数据
• 4.3.3 加载方法与约束设置
• 4.4 评定标准
• 4.4.1 应力的评估
• 4.4.2 变形的评估
• 4.5 计算结果及分析
• 本章小结
• 第五章 伸缩配重铁路起重机动力学仿真
• 5.1 ADAMS 简介
• 5.2 MATLAB/SIMULINK 简介
• 5.3 基于ADAMS/CONTROLS 的联合仿真的实现
• 5.3.1 仿真原理及步骤
• 5.3.2 仿真参数的设置
• 5.4 伸缩配重起重机仿真分析
• 5.4.1 建立ADAMS 动力学仿真模型
• 5.4.2 定义模型部件的运动关系
• 5.4.3 起重机仿真工况
• 5.4.4 确定 ADAMS 的输入和输出变量和函数
• 5.4.5 控制系统建模及仿真结果
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢