摘 要

轮对是动车走行部的重要部件，它承载着动车的全部重量，并沿着动车轨道作高速运行。随着动车组轴重的增加和运行速度的大幅度提升，动车的安全运行受轮对的组装质量的影响越来越大，对轮对组装的安全性与可靠性的要求也越来越高。目前动车轮对的组装模式主要有注油压装、热装和无注油压装组装等。现阶段我国大多数轮对组装都停留在上世纪五十年代的水平上，远不能满足高速发展的铁路运输对轮对组装质量的需求。

本文在我国现有轮对组装机的基础上充分吸收国外先进的轮对组装技术，并结合我国具体实际，提出了一种新型动车轮对组装机。该类型轮对组装机集压装与卸载于一体，通过移动不同厚度的插板可实现对轮对和制动盘的一次性压装与卸载，解决了老式轮对组装机掉头压装与卸载、轮对和制动盘分开压装、卸载的问题，提高了动车轮对压装的质量和可靠性。主要研究工作：动车轮对组装机总体方案的设计，确定动车轮对组装机的总体构成；对关键零部件进行设计与校核，并绘制工程图；对关键零部件进行三维建模，利用ANSYS完成有限元分析，校核强度；分析动车轮对组装机的组装工艺，对其组装过程进行说明。

关键词：轮对组装机；零部件设计；有限元分析；组装工艺

Abstract

The wheel is an important part of the moving car, it is full of the load of the motor vehicle，and along the track for high-speed operation. With the increase in the weight of the axle and the speed of the operation, the safe operation of the motor vehicle is more and more affected by the assembly quality of the wheel, and the reliability of the assembly of the wheel is getting higher and higher. At present, the main way of assembling the wheel is oil injection, hot and no oil pressure assembly. At present, most of China's railway wheel assembly workshop assembly technology are stuck in the last century，the level of the fifties, far from the current high-speed development of the railway needs.

On the basis of the existing wheel assembly machine in our country, this paper fully absorbs the foreign advanced wheel assembly technology, and puts forward a new type of wheel assembly machine in combination with our concrete reality. The wheel assembly machine through a different thickness of the board can be achieved on the wheel and brake disc of the one-time press-fit, to solve the old wheel on the assembly machine U-turn press, wheel and brake disc separately press the problem, Improve the accuracy and reliability of the wheel loader. The main research work of this paper: The overall design of the wheel assembly machine assembly program to determine the overall composition of the wheel assembly machine; The design and verification of key components, and drawing drawings; Three-dimensional modeling of key components, the use of ANSYS to complete the finite element analysis, check the strength; Analysis of the assembly process of the assembly wheel of the moving wheel, and the assembly process will be described.

Key Words：wheel assembly machine；parts design ；finite element analysis；assembly process

目录

第1章 绪论 1

1.1 背景及意义 1

1.2 国内外轮对组装机现状 1

1.2.1 国内轮对组装机现状 1

1.2.2 国外轮对组装机现状 3

第2章 动车轮对组装机总体设计方案 4

2.1 设计思想 4

2.2 性能指标 4

2.3 轮对组装机总体设计方案 6

2.3.1 机械部分 6

2.3.2 测量系统 6

2.3.3 液压系统 6

2.3.4 控制系统 7

2.3.5 输入与输出系统 7

2.3.6 按钮站 7

第3章 动车轮对组装机机械系统设计 8

3.1 主机结构 8

3.2 活动梁装置 9

3.3 送料小车 10

第4章 关键零部件设计与校核及有限元分析 12

4.1 U型滑块插板 12

4.1.1 U型滑块插板设计与校核 12

4.1.2 型滑块插板有限元分析 13

4.2滑块油缸 16

4.2.1 滑块油缸的设计与校核 16

4.2.2 活塞杆稳定性有限元分析 17

4.3 升降装置 21

4.3.1 升降装置的设计与校核 21

4.3.2 托臂有限元分析 23

4.4 活动梁装置 27

4.4.1 活动梁装置的设计与校核 27

4.4.2 活动梁装置有限元分析 29

第5章 动车轮对组装工艺的设计 32

5.1 送料小车上料 32

5.2 制动盘压装 33

5.3 车轮压装 34

5.4 送料小车卸料 35

第6章 结论 36

参考文献 37

附录 39

致谢 44

第1章 绪论

1.1 背景及意义

自1978年实行改革开放以来，依靠“三驾马车”牵引，我国经济实现了三十多年的持续高速增长，经济总量以跃升世界第二。如今，随着经济侧结构改革的深化和一路一带的提出，国民经济的大动脉——铁路运输迎来了新的发展机遇。从数据来看,到2016年,我国铁路运输里程达到12.4万公里,其中高铁2.2万公里以上,全年完成发货量33.3亿吨、旅客发送量28.1亿次,其中单日最高达1442.7万人次,创历史新高^[1]。《“十三五”现代综合交通运输发展规划》提出“十三五”期间构建“十纵十横”综合运输铁路大通道,加密交通网络覆盖,基本建成现代综合交通运输体系^[2]。在此大背景下，我国现代综合交通运输体系建设将入黄金发展时期，而作为现代综合交通运输体系的主要一环、在我国运输业占据主要地位的铁路运输业在新机遇面前也必将展现出新的活力，呈现出蓬勃的发展趋势，这将带动整个轨道交通设备业的高速发展。作为动车运行的关键--轮对，其组装生产工艺也必将面临越来越严格的要求，以提高轮对组装质量与可靠性,保证动车的运行安全。

轮对是由一根轮轴与两个完整车轮(车轮包括整体车轮和轮筛车轮，轮心与轮箍的组装件为轮筛车轮)和用户所需的齿轮、滚动抱轴承箱系统或空心轴传动系统、制动盘等通过过盈配合而组装成的完整装置^[3]。轮对的组装质量直接影响着动车运行的安全^[4]，动车运行的速度越高，对轮对组装质量的要求越严格；特别是7.23温州动车事故之后，轨道交通业的各项指标要求都提高了。轮对组装作为轮对生产的一个重要环节，其组装工艺也将随着轮对市场需求的变化而进行改善与提高。目前，国产轮对组装机组装工艺水平相对落后，功能结构单一，自动化程度低，轮对组装质量低；而从国外引进的轮对组装机，虽然组装工艺高，但由于在技术标准上与国内的标准有所差别，而且价格昂贵，售后服务麻烦，难以满足我国铁路运输高速蓬勃发展的需求。因此，研制新型国产轮对组装机，提高轮对组装的精度和可靠性，降低生产成本，顺应发展需求，是铁路运输面临的紧要任务。