【摘要】：本課題源于河南工業(yè)大學(xué)與河南省鄭州市路通鐵路養(yǎng)路機械有限公司聯(lián)合開發(fā)的在研項目《鋼軌打磨機的機械改造和自動控制系統(tǒng)研究設(shè)計》。鋼軌打磨機廣泛用于鐵路鋼軌的養(yǎng)護(hù)和維修,其主要的打磨對象有鋼軌的除銹調(diào)直、磨削產(chǎn)生的毛刺飛邊以及焊接瘤等。目前國內(nèi)在鐵路養(yǎng)路方面普遍使用的打磨設(shè)備是內(nèi)燃型鋼軌打磨機,該設(shè)備仍處于人工操作階段,完全憑借工作人員的經(jīng)驗和熟練程度來控制打磨的尺度及角度,其穩(wěn)定性取決于操作人員的熟練程度,在打磨過程中存在著打磨不夠和打磨過多等不能精確定量的問題,針對此問題,本課題對現(xiàn)有鋼軌打磨機的結(jié)構(gòu)和工作特點進(jìn)行深入分析研究,從簡單精確的角度出發(fā),以設(shè)計一種合適的控制系統(tǒng)為目的,滿足鋼軌打磨機的工作要求,使加入控制系統(tǒng)的鋼軌打磨機具有高精度打磨的優(yōu)點。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)通過對鋼軌橫截面研究,采用多段小直線擬合方法,在滿足鋼軌平直度的情況下確定橫梁搖擺的角度,設(shè)計出最近似軌面圓弧的打磨方式。(2)根據(jù)鋼軌打磨機在工作中存在的問題,結(jié)合其工作的機械原理,對打磨機的進(jìn)給機構(gòu)及橫梁搖擺機構(gòu)進(jìn)行機械優(yōu)化改造;(3)通過對控制方案分析研究,確定以PLC為主控制器,采用了一種PLC輸出高速脈沖指令控制步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)動方向和角位移的方法,實現(xiàn)對步進(jìn)電動機的高精確控制,進(jìn)而實現(xiàn)鋼軌打磨機的精確定量打磨。(4)結(jié)合文本顯示器TD400C完成控制系統(tǒng)的軟件編程,并對整個控制系統(tǒng)進(jìn)行實際的現(xiàn)場調(diào)試。本課題首先研究了鋼軌打磨機的總體方案設(shè)計,在此基礎(chǔ)上提出了用PLC高速脈沖輸出指令來控制步進(jìn)電動機的方法來實現(xiàn)鋼軌打磨機的精確打磨,確定了“文本顯示器TD400C操作系統(tǒng)+PLC通信系統(tǒng)+步進(jìn)電動機驅(qū)動執(zhí)行”的總體設(shè)計方案,該系統(tǒng)將會實現(xiàn)高精度打磨,并具有穩(wěn)定性高、適應(yīng)性強、快捷高效和操作簡單等優(yōu)點,大大減少工作人員的作業(yè)時間,降低作業(yè)成本。
【圖文】：

1 緒論.2 選題背景及意義2.1 課題的研究背景該課題來源于河南省鄭州市路通鐵路養(yǎng)路機械有限公司的在研項目鋼軌打磨機械改造和自動控制系統(tǒng)設(shè)計，本人參與了整個項目的開發(fā)和設(shè)計。該項目的鋼軌打型號是進(jìn)口法國吉斯馬 GEISMAR 鋼軌精磨機 MP23 系列，其實物圖如下圖 1 所示

鋼軌打磨機的整體示意圖如下圖 2 所示。圖 2 鋼軌打磨機整體結(jié)構(gòu)示意圖2.1.2 鋼軌打磨機的工作原理分析鋼軌打磨機的動力傳輸是通過三級傳動機構(gòu)來實現(xiàn)的，汽油機產(chǎn)生的動力通過多楔主動帶輪帶動多楔從動帶輪，再由傳動帶輪帶動機箱內(nèi)的錐齒輪，最后帶動打磨砂輪高速旋轉(zhuǎn)。兩個卡軌輪分別安裝在打磨機的前后兩端，使打磨機在鋼軌上工作時，卡軌輪、打磨砂輪、鋼軌三點成一線，進(jìn)而實現(xiàn)砂輪對作業(yè)對象的打磨。鋼軌打磨機的結(jié)構(gòu)是立體式的，砂輪的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)置在打磨機的一側(cè)，通過人工轉(zhuǎn)動手輪帶動擺動齒輪，擺動齒輪帶動橫梁偏轉(zhuǎn)來實現(xiàn)打磨砂輪的偏轉(zhuǎn)，這樣既保證了偏轉(zhuǎn)架可以實現(xiàn)±90°的靈活翻轉(zhuǎn)，又不影響砂輪對鋼軌的打磨。汽油機在打磨機上始終固定不動，橫梁搖擺過程中也處于水平狀態(tài)，可以保證打磨機整機作業(yè)的穩(wěn)定和汽油機動力的持續(xù)穩(wěn)定輸出。該鋼
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;U216.65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2582235