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高铁道岔垫板自动输料焊接工作台设计
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2022-06-27
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高铁道岔垫板自动输料焊接工作台设计,万字文章,超级详细
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I
高铁道岔垫板自动输料焊接工作台
摘 要
垫板是铁路道岔重要的部件,随着铁路线的不断建设,垫板的需求量将会不断
提升。现在大多数制造企业仍在使用传统的人工方式进行上下料,生产效率低,已
经不能满足铁路建设的需求,因此,提高自动化水平尤为重要。
本文以研究一种可以高效率实现铁路垫板焊接生产的自动输料工作台。根据该
装置的特点及发展趋势,对现存的问题进行探索。依据调研数据,对垫板传输工作
台的作业过程及设备需求进行技术分析,并结合所学机械设计知识,计算如何实现
研究目标,解决该类装置现有的缺陷并确定系统的总体设计方案。根据预设的焊接
工位总数选择当前性能最符合条件的传动方式,并对传动装置进行设计选型和校核
以此来进行整体机构的设计。利用solid works进行三维建模和有限元分析,绘制工
程图,呈现出该机构的整体造型,为以后的设计应用提供技术参考。
本论文所设计装置既是输料机构也是焊接平台,通用性强,减少了搬运工作时
的人为参与度,操作简单,能有效提高铁路道岔垫板提高的自动化水平。
关键词:自动输料,焊接工作台,机构设计,链传动,垫板

II
高铁道岔垫板自动输料焊接工作台
Abstract
The backing plate is an important part of the railway turnout. With the continuous
c o n s t r u c t i o n o f t h e r a i l w a y l i n e , t h e d e m a n d f o r t h e b a c k i n g p l a t e w i l l c o n t i n u e t o
i n c r e a s e . A t p r e s e n t , m o s t m a n u f a c t u r i n g e n t e r p r i s e s s t i l l u s e t h e t r a d i t i o n a l m a n u a l
method for loading and unloading, and the production efficiency is low, which can no
longer meet the needs of railway construction. Therefore, it is particularly important to
improve the level of automation.
In this paper, an automatic feeding table that can realize the welding production of
railway backing plate with high efficiency is studied. According to the characteristics
and development trend of the device, the existing problems are explored. Based on the
r e s e a r c h d a t a , m a k e a t e c h n i c a l a n a l y s i s o n t h e o p e r a t i o n p r o c e s s a n d e q u i p m e n t
r e q u i r e m e n t s o f t h e p a d t r a n s f e r w o r k b e n c h , a n d c o m b i n e t h e m e c h a n i c a l d e s i g n
k no w l e d g e l e a r n e d t o ca l c ul a t e h o w t o a c h i e v e t he r e s e a r c h g o a l s , s o l v e th e e xist i n g
d e f e c t s o f t h i s t y p e o f e q u i p m e n t , a n d d e t e r m i n e t h e o v e r a l l d e s i g n s c h e m e o f t h e
system. According to the preset total number of welding stations, select the transmission
m o d e w i t h t h e m o s t s u i t a b l e c u r r e n t p e r f o r m a n c e , a n d d e s i g n , s e l e c t a n d c h e c k t h e
transmission device, so as to carry out the design of the overall mechanism. Use solid
w o r k s t o c a r r y o u t 3 D m o d e l i n g a n d f i n i t e e l e m e n t a n a l y s i s , d r a w e n g i n e e r i n g
drawings, present the overall shape of the mechanism, and provide technical reference
for future design applications.
T h e d e v i c e i s n o t o n l y a f e e d i n g m e c h a n i s m b u t a l s o a w e l d i n g p l a t f o r m , w i t h
s t r o n g v e r s a t i l i t y , r e d u c i n g h u m a n p a r t i c i p a t i o n i n h a n d l i n g w o r k , s i m p l e a n d
uncomplicated operation, and greatly improving the level of automation.
Key words: Automatic feeding, Welding table, Mechanism design, Chain drive,
Backing plate

III
高铁道岔垫板自动输料焊接工作台
目 录
摘 要.................................................................................................................................I
Abstract...........................................................................................................................II
目 录..............................................................................................................................III
第一章 前 言...................................................................................................................1
1.1 研究背景.............................................................................................................1
1.2 研究意义.............................................................................................................2
1.3 文献综述.............................................................................................................3
1.3.1 焊接工作台...............................................................................................3
1.3.2 自动焊接工作台.......................................................................................3
1.3.3 自动输料系统...........................................................................................4
1.4 研究内容.............................................................................................................7
1.4.1 研究内容...................................................................................................7
1.4.2 研究方法...................................................................................................8
第二章 装置设计方案分析及选型................................................................................9
2.1 设计需求分析.....................................................................................................9
2.2 设计方案确定...................................................................................................10
2.3 传动方案确定...................................................................................................12
2.4 链传动的选型...................................................................................................12
2.4.1 链条的选型.............................................................................................12
2.4.2 链条计算及校核.....................................................................................14
2.5 电动机的选型计算...........................................................................................16
2.5.1 电动机的选型.........................................................................................16
2.5.2 计算装置牵引力.....................................................................................17
2.5.3 计算电动机功率.....................................................................................17
2.6 减速器的选型计算...........................................................................................19
2.6.1 减速器的选型.........................................................................................19
2.6.2 校核计算.................................................................................................20
2.7 联轴器的选型...................................................................................................21
2.7.1 联轴器的选型.........................................................................................21
2.7.2 选型校核.................................................................................................21
2.8 本章小结...........................................................................................................21
第三章 整体机械机构设计..........................................................................................23
3.1 链板的结构设计及计算...................................................................................23
3.2 链轮材质选型与设计计算...............................................................................24
3.2.1链轮的结构设计......................................................................................24

IV
高铁道岔垫板自动输料焊接工作台
3.2.2 滚子链链轮尺寸计算.............................................................................26
3.2.3 链轮键槽的选型.....................................................................................31
3.3 传动轴的设计计算...........................................................................................32
3.3.1 轴的材料选择.........................................................................................32
3.3.2 轴的结构设计.........................................................................................32
3.3.3 轴的校核.................................................................................................34
3.3.4 键的选用及校核.....................................................................................36
3.3.5 轴承的选用与校核.................................................................................37
3.4 检测机构...........................................................................................................38
3.4.1 传感器的选型.........................................................................................38
3.4.2 传感器支架.............................................................................................39
3.5 支撑框架...........................................................................................................40
3.5.1 结构设计与选材.....................................................................................40
3.5.2 螺栓校核.................................................................................................41
3.6 支撑腿...............................................................................................................42
3.7 轴承座...............................................................................................................43
3.8 本章小结...........................................................................................................44
第四章 装置静应力分析..............................................................................................45
4.1 支撑零件的静应力分析...................................................................................45
4.1.1 链板的应力分析.....................................................................................45
4.1.2 支撑腿的应力分析.................................................................................46
4.2 轴的静应力分析...............................................................................................48
4.3 本章小结...........................................................................................................49
第五章 结论与展望......................................................................................................50
5.1 结论...................................................................................................................50
5.2 研究的展望.......................................................................................................50
参 考 文 献....................................................................................................................51

1
高铁道岔垫板自动输料焊接工作台设计
第一章 前 言
1.1 研究背景
高速铁路在经济的发展当中是不可或缺的,发挥了高效的服务性作用,为人们
出行和货物运输提供快速稳定的支持。我国现在对高速铁路的研发制造已经达到了
一定的水准,发展势头相当迅猛。对铁路网的建设持续不断,已初步具备了整体形
式,规模较大。对我国未来的发展综合考虑,每年都对其加大投资建设,将铁路建
设视为非常重要的建设任务,在未来的十几年里,我国将形成以高速铁路为主,中
国百分之八十的大城市将被高速铁路连接,所以高速铁路的建设发展尤为重要。现
在的主要目标是建设四纵四横的高速铁路网。如图1-1所示,2006年至2015年全
国铁路投产新线公里数基本上逐步提升,到2005年建设新线达9531公里,在历
年当中最长。铁道部在2021年计划投产的4208公里新线任务已经基本完成,其中高
铁所占的公里较大
[1,2]
。
图1-1 2006至2015全国铁路投产新线趋势
2025年是一个重要的时间节点,我国计划将铁路网的规模提高到一个全所未有
的地步,将把总体规模建设到17万公里左右,同时也对老旧的线路进行翻修和技术
上的改进,提高性能,适应各类条件。根据原有的线路,增加支线,使其覆盖面积
更为广泛。随社会的整体发展,二三线城市的人口也会增多,这更加需要线路的支
持。预计到2030年,铁路网的规模达到新高,设定交错的分支线路,将各省之间的
城市连接起来
[3,4]
,从县级为基础单位,再到市级不断递增,都有站台。综上可以
推断,未来我国的铁路新线建设会保持较为稳定的增长态势
[5]
。
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Abcdsa
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