CRTSⅢ型高铁轨道板流水生产线同步放张装置设计

摘要

随着全球科技的加速发展，人们生活节奏的加快，快速交通是各国均在重点发展的重大项目。汽车对环境的污染、对道路造成的拥堵，成为了城市不堪承受的重荷，最好的破解方法就是发展高速轨道交通，现在各国均聚焦高铁轨道建设。中国自主知识产权的CTRSⅢ型高铁轨道板技术国际领先，是中国制造走出国门的标志产品。
　　但国内目前现有CRTSⅢ型轨道板采用台座法先张施工工艺，其工艺较为落后，该生产模式建厂规模庞大，但产量小、能耗高、用工多、环境污染严重，其厂房、基坑、设备基础及生产装备投资高，设施及设备再利用难，浪费极大。最为关键的是该工艺不能实现预应力钢筋真正的同步张拉和同步放张，造成产品板的应力不均，引起成品板产生翘曲变形。
　　针对传统生产工艺技术的缺陷，提出了CRTSⅢ型轨道板智能流水生产线的生产工艺，采用先张工艺，将传统钢筋张拉力由地梁承担改为由模具本身承担，生产工艺由固定的地坑法改为流水生产线，提高轨道板生产质量和生产效率。本工艺最关键技术是预应力钢筋的同步张拉和同步放张两个环节，本课题就是解决同步放张这个关键难题。本课题通过对放张工艺进行技术分析，针对80根张拉螺杆放张的同步性要求，研究既能满足施工现场可靠、耐久的自动化装置，又便于放张过程大数据的收集与传输，为实现整条线的智能化提供技术基础。
　　本文通过对不同的同步机构方案分析对比，最后采用分段齿条-齿轮啮合传动的方案，在理论上有效解决了同步放张装置多个齿轮齿条同时啮合的问题。本方案的技术难点在于如何定位、对位、如何保证齿轮齿条的装配精度、齿轮齿条啮合精度，并保证放张梁在模具四周分布的80根张拉螺杆同步放张。本课题还对同步放张工位所需的液压系统、气动系统进行工况分析，设计优化其工作原理图，并对关键零部件进行选型设计。
　　本课题采用分段可滑动齿条、齿轮齿侧倒圆等措施解决齿轮齿条啮合难题。在结构设计的基础上，通过强度计算、有限元分析等先进工具对设计进行优化。运用Creo2.0软件进行三维建模，通过ANSYS软件对放张支架进行变形量分析，为放张梁上的齿条位置补偿提供了理论数据，解决了齿轮齿条位置精度的问题。
　　为验证本同步放张装置的性能，本课题还对现场的试验装置进行调试。通过测试验证，最终各项指标均达到设计要求。

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1 绪论

1.1 课题背景

1.2 高铁的发展及现状

1.3 传统CRTSⅢ型轨道板生产工艺技术现状

1.4 本文的主要内容

2 CRTSⅢ型轨道板流水生产线

2.1 CRTSⅢ型轨道板流水生产线简介

2.2 关键工位的简介

3 同步放张装置设计

3.1 同步放张装置方案对比选择

3.2 模具定位

3.3 放张装置机构设计

3.4 同步放张装置液压与气动系统

3.5 同步放张工位气动系统的选型设计

4 同步放张装置的结构分析

4.1 齿轮齿条的静力学分析

4.2 放张支架的变形量分析

5 同步放张装置验证

5.1 同步放张工位设备安装、调试

5.2 同步放张装置调试优化

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果

致谢