摘 要

本文通过对现有的移动焊轨车进行分析之后，设计的一种新型的焊轨车用来来起重焊机的起重方式。并且对于该起重装置进行了三维建模，并在之后为之进行了载荷计算，验算其部分结构的强度刚度以及稳定性，并于最后分析其经济性与环保性。

本文的创新之处在于，该起重设备起重方式为完全创新，与现在国内现存的焊轨车起重方式完全不同，国内的焊轨车现有的起重方式一般为通过依靠变幅机构以及回转机构来完成焊机机的起升、对正以及回转要求，然而在我的设计中，舍弃了变幅机构与回转机构，完全使用伸缩臂来完成起升与对正，通过另一套伸缩油缸来完成回转。

该装置难点在于如何在有限的空间内将装置构件配置下并且留有工作空间，而在我的设计中该装置是能够满足这一点的。

关键词：三维建模 整体计算 结构校验

Abstract

In this dissertation,based on the analysis of the existing mobile rail car, a new type of rail car lifting method is designed. And the three dimensional modeling of the lifting device is carried out, and then the load calculation is carried out for the lifting device. The strength stiffness and stability of some of the structures are checked, and the economy and environmental protection are analyzed at the end.

The innovation of this dissertation is that the lifting method of the lifting equipment is completely innovative, which is completely different from the current hoisting mode of the existing rail vehicle in China. The existing lifting methods in China are usually carried out by the variable amplitude mechanism and the rotary mechanism to complete the lifting, the alignment and the rotation of the crane. However, in my design, the crane abandoned the luffing mechanism and the slewing mechanism fully use telescopic boom to complete lifting and alignment, and the rotation of the crane is completed by another set of telescopic cylinders.

The difficulty of the device is how to configure the device components in a limited space and have a working space, and in my design the device is able to meet this point.

Key words: three - dimensional modeling overall calculation structural check

目录

摘 要 1

目录 1

1绪论 2

1.1课题研究背景 2

1.2国内外研究现状 3

1.3课题研究内容 5

1.4选型分析 6

2 载荷数据准备 9

2.1起重机额定起升载荷 9

2.2起重机起升动载荷 9

2.3起重机风载荷 9

2.3.1工作状态下风载荷 9

2.3.2非工作状态下风载荷 10

3 起重设备静强度验算 11

3.1 二节臂静强度验算 11

3.2 一节臂静强度验算 12

3.3 三节臂静强度验算 14

4 起重机静态刚性验算 16

4.1. 二节臂的静态刚性验算 16

4.2一节臂的静态刚性验算 17

4.3三节臂的静态刚性验算 18

5 构件整体稳定性验算 20

6 建模过程 21

7 起重机经济性环保性分析 22

7.1起重机经济性分析 22

7.2起重机环保性分析 22

8 结论 24

参考文献 25

致谢 26

1绪论

1.1课题研究背景

在这些年来，随着铁路的急速重载重密度运输快速的发展，我国对钢轨的焊接的质量及对上道使用的移动式焊轨设备使用的可靠性和安全性要求越来越高。我国的无缝线路建设施工中的重要的设备是移动式焊轨车，钢轨焊接接头的质量被该装置直接影响。随着国民经济和交通事业的逐渐发展，快速运行、重载运输已然成为了我国铁路发展的必然趋势，我国将越来越多的高速铁路、地铁、轻轨等现代化的交通高速轨道结构拿来投入应用。铁路运输的主要技术设备即是铁路线路，这同时也是行车之基础。线路之作用是指引和承接机车车辆的运行，直接承接由车轮传过来的压力，并且再传给路基和桥隧。自带发电机或行走机构是移动式焊轨车的主要特点, 大致可以划分为集装箱式、公路/铁路自行式以及铁路自行车式。集装箱式焊接设备之优点即是成本稍低, 运输稍为灵活与方便; 公路/铁路自行车式焊接设备的优点即为转移稍为方便, 能够不依赖牵引车从而自己在公路或铁路上行走,不过缺点是成本较稍高, 上、下铁路也需求一定程度的配合条件; 铁路自行车式的钢轨移动闪光焊设备在铁路上应用较为方便, 焊接效率比较高。但是其缺点是公路运输或者车辆的转移较为麻烦。

近些年来，随着我国科技与经济的飞速发展，我国对交通能力与运输能力也逐渐看重了起来。正是在这样的背景下，铁路事业蓬勃地发展了起来，而对于铁路事业来说，保证铁路运输的运输安全与运输效率是最为重要的主题。当前铁路的发展倾向即为运输的重载化以及高速化，随着铁道在高速的发展，铁道对于铁轨的要求也是越来越高，高速轨道现在需求的是具有好的综合弹性的、平滑的、道岔与轨条均是无缝的这些特点的无缝轨道。无缝铁路是铁轨现代化进程中重要的一项，它可以带来巨大的经济收益。因此，无缝铁路的铺设能力已然成为发展的关键，如何能够保证无缝铁路的焊接质量也已然成为当前发展的一个重要课题。故而，对于能够稳定安全高效地吊起焊机并进行焊接工作的起重设备的设计也显得尤为重要。总而言之，为了能够使铁路事业迅猛发展，我们需要在我国铺设大量的无缝轨道线路或者使我国现在的旧线路大量改造为无缝铁路线路，为此我们需要与之相对应的焊轨设备以及与焊轨设备相对应的能够助其效率地、安全地进行焊接作业的铁道专用起重设备。我国近几年已在此方面取得了重大的突破，多家公司成功研制出可行的铁道焊轨车并且用于生产制造及投入现场使用，并且现在正在争取向设备的现代化、先进化；设备检修技术的现代化、机械化以及工作人员的专业化方向发展。所以在这里，我特地对铁道专用起重设备展开研究。

不仅如此，这次毕业设计使我在设计过程中运用了大量的在大学期间所学到的理论及专业知识，使我自己在运用知识的同时也巩固了我所学习到的知识加深了对知识的理解。而且在设计过程中自己也不断的通过与老师同学交流和查找资料学习新知识，使自己的知识得到了累积，相信这对于我今后的工作生活都会有莫大的帮助。这次毕业设计是在校期间最后也是最重要的一次学习和训练；这个过程能够帮助我巩固、拓展、熟练运用我大学期间学到的知识；能帮助我全面地在实践中总结自己的学习成果；能够全面地检验我的学习能力、实践能力；通过不断实践、不断提出创新方案、整改方案、完成毕业设计任务以及撰写论文等诸环节，我的独立工作能力和综合分析以及解决问题的能力都得到了培养；不仅如此，这次毕业设计对自己的思想品格，工作态度及习惯等诸方面都有着很大影响。能够帮助我培养自己的工作责任感，提高我的独立工作能力以及团队工作能力。而且这次设计是在企业完成的一次创新实践，几乎没有任何能用的现成资料，一切都是靠自己从头摸索，在查找资料与和老师交流中得出的，虽然过程十分艰辛，但意义确实非凡。

1.2国内外研究现状

集装箱式移动闪光焊轨车目前已经能够在我国完成生产，如集装箱式移动闪光焊轨机就有LR1200和UN5-150Z型已经能够成熟的生产。目前在高速铁路工程上也得到了成熟的应用。现在生产的焊轨车比起普通的焊轨车添加了保压推凸功能，并且对焊接电压采用了双路控制方法，焊接系统的功率因数因此得到了提高。我国还自主开发了焊机的软件系统。目前在铁路和城市轻轨的钢轨焊接中该焊机也得到了应用。并且铁路自行车式移动式闪光焊轨车在我国已经有两家公司成功研发出来了，其中焊机采用的是进口的K922型移动式钢轨闪光焊机。从六十年代起我国在焊轨车方面采用的是就是五十年代水平的焊轨车,其特点是功率大、生产率低且操作不方便, 根据今后焊轨形势发展的需要来看已然不适应。为此在1979年铁道部曾将多台先进型号的钢轨接触式焊轨机从瑞士引进了过来,并且分设在我国各地的不同铁路局的焊轨工厂。与此同时还将多台先进型号的悬挂式接触焊轨机从苏联引进了过来,以供直接的钢轨焊接能在线路上进行, 铁道部也将它们分别安设在我国不同地区的铁道部门的焊轨工厂，以便焊轨工作的进行以及焊轨车建造的学习。正因为如此，我国对当年的这两种焊轨设备技术已经有了成熟的研究，并且其技术仍均较先进, 于是这便代表着目前我国的焊轨车建造水平。在国内的焊轨车现在一般统一采用双折臂式起升装置，该装置包括一套变幅机构、一套伸缩机构、一套回转机构，不包含起升机构，焊机通过起升钢丝绳连接在两臂的横梁上。