500米焊接长轨生产系统平移装置实现与实验研究（机械部分）
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摘要
500米钢轨平移设备是沙河焊轨基地国内首条百米定尺500米钢轨焊接生产线的重要设备,国内外尚无可借鉴的成功经验。有别于传统工程起重机械,设备采用多支点底顶式平移方案。
详细分析了500米长钢轨的自然状态,提出多支点平移方案,有利于提高设备的自动化程度；根据有限元理论,使用ANSYS计算了500米长钢轨在几个不同跨距下的挠度变形,为支点合理分布提供了有效的理论依据。
考察常用工程起重机械及冶金行业的专用平移设备后,提出以目标钢轨为中心的底顶式支点设计方案,具有结构简单、自动化程度高、占地少、维护维修成本低等特点。
从平移的效率及可靠性、设备的自动化程度、生产安全等角度出发,将整个平移过程分为寻轨、初顶、顶升、后退(平移)、下降回原点五个步骤。
为进一步提高设备的可靠性,克服土建及其它相关设备给钢轨平移带来的不利影响,提出充分利用钢轨挠度弥补其它工程误差,避免了大规模的工程改造,节约大量资金。
近年我国高速铁路迅速发展,对钢轨的要求越来越高。500米钢轨平移设备的成功研制加速了沙河焊轨基地的改造速度,也为其它兄弟单位的改造工程提供了可借鉴的设计经验。
500m rail transit equipment is a very important for Shahe welded rail basement, which built the first productive line welded 100m rail into 500m, there is no successful experience around world. Compared with traditional engineering cranes, multi-pivots and lift-from-bottom solution was adopted.
The nature statement of 500m rail was analyzed in details, multi-pivots solution was emerged. This solution is very helpful for improving the equipment's automation level.
Compared with engineering cranes and transit equipment in metallurgical industry, lift-from-bottom design which takes the rail as positioning target was suggested. It has many merits, such as simple construction, higher automation level, less land occupation and low cost of maintenance and repairing.
Considering the reliability and efficiency of transit, automation level and process safety, the transit process is divided into five section: searching, first-lift, lift, transit, go-back.
The rail deflection is used to remedy other engineering error, so reliability of equipment get improved, unbeneficial effects from civil work and other device is overcame. Meanwhile, by this solution, large-scale engineering reconstruction is avoided, large funds was saved.
Presently Chinese high-speed rail get a very fast development, requirements for rail are more and more strict. The successful development of 500m rail transit equipment accelerates the reconstruction of Shahe weld rail basement, it also provides the experience of reference to other basements.
详细分析了500米长钢轨的自然状态,提出多支点平移方案,有利于提高设备的自动化程度；根据有限元理论,使用ANSYS计算了500米长钢轨在几个不同跨距下的挠度变形,为支点合理分布提供了有效的理论依据。
考察常用工程起重机械及冶金行业的专用平移设备后,提出以目标钢轨为中心的底顶式支点设计方案,具有结构简单、自动化程度高、占地少、维护维修成本低等特点。
从平移的效率及可靠性、设备的自动化程度、生产安全等角度出发,将整个平移过程分为寻轨、初顶、顶升、后退(平移)、下降回原点五个步骤。
为进一步提高设备的可靠性,克服土建及其它相关设备给钢轨平移带来的不利影响,提出充分利用钢轨挠度弥补其它工程误差,避免了大规模的工程改造,节约大量资金。
近年我国高速铁路迅速发展,对钢轨的要求越来越高。500米钢轨平移设备的成功研制加速了沙河焊轨基地的改造速度,也为其它兄弟单位的改造工程提供了可借鉴的设计经验。
500m rail transit equipment is a very important for Shahe welded rail basement, which built the first productive line welded 100m rail into 500m, there is no successful experience around world. Compared with traditional engineering cranes, multi-pivots and lift-from-bottom solution was adopted.
The nature statement of 500m rail was analyzed in details, multi-pivots solution was emerged. This solution is very helpful for improving the equipment's automation level.
Compared with engineering cranes and transit equipment in metallurgical industry, lift-from-bottom design which takes the rail as positioning target was suggested. It has many merits, such as simple construction, higher automation level, less land occupation and low cost of maintenance and repairing.
Considering the reliability and efficiency of transit, automation level and process safety, the transit process is divided into five section: searching, first-lift, lift, transit, go-back.
The rail deflection is used to remedy other engineering error, so reliability of equipment get improved, unbeneficial effects from civil work and other device is overcame. Meanwhile, by this solution, large-scale engineering reconstruction is avoided, large funds was saved.
Presently Chinese high-speed rail get a very fast development, requirements for rail are more and more strict. The successful development of 500m rail transit equipment accelerates the reconstruction of Shahe weld rail basement, it also provides the experience of reference to other basements.
引文
[1]平野卫.修建京沪高速铁路的意义[J].中国铁路,2001年,第三期
[2]International Union of Railways, High speed Department. Design of New Lines for Speed of 300—350km/h, State of the art [R]. First Report. Version Date 25 October 2001
[3]何邦模.高速铁路的技术经济优势[J].世界轨道交通,2004.8
[4]袁元豪.减小日本高速铁路噪声的开发研究[J].世界轨道交通,2009.12
[5]裴彰.浅谈高速铁路电力节能措施[J].科技论坛
[6]李向国,高速铁路技术[M],中国铁道出版社,2005年9月
[7]谢贤良.世界高速铁路现状及其社会经济效益[J].世界铁路,2003.11
[8]David D. Davis, et al. Track Steels, Past, Prestent and Future, Railway Track & Structures[J],1998,11
[9]李炜.重轨的高精度轧制技术现状.钢铁钒钛.1995.9
[10]颜东.攀钢钢轨性能及实物尺寸评价[J].钢铁钒钛,1990.2
[11]郭介平.广深线气压焊接头外观质量探讨铁道工务.1997.1
[12]Jean Bouley, Feature:30 Years of High-Speed Railways A Short History of "High-Speed" Railway in France Before the TGV[J], Japan Railway & Transport Review, No.3,2000
[13]ZhouQingyue. ZhuangYinghua. ChenZhaoyang. Some Problems of Rails For High-speed Railway of China. Engineering Sciences [J]. vol.2 no.1 (2004):35-39
[14]H. Ni jmei jer. A dynamical control view on synchronization. Physica D[J].154 (2001) 219-228
[15]Johan Ahlstrom, Birger Karlsson. Microstructural evaluation and interpretation of the mechanically and thermally affected zone under railway wheel flats. Wear.232(1999):1-14
[16]K. Knothe, S. Liebelt. Determination of temperatures for sliding contact with applications for wheel-rail systems. Wear,189 (1995):91-99
[17]Johan Ahlstrom, Birger Karlsson. Modelling of heat conduction and phase transformations during sliding of railway wheels. Wear,253 (2002):291-300
[18]F. J. Franklin, G.-J. Weedab, A. Kapoor, E. J. M. Hiensch. Rolling contact fatigue and wear behaviour of the infrastar two-material rail. Wear,258 (2005):1048-1054
[19]G. Donzella, M. Faccoli, A. Ghidini, A. Mazzu, R. Roberti. The competitive role of wear and RCF in a rail steel. Engineering Fracture Mechanics,72 (2005):287-308
[20]唐廷辉.常用铁路无缝线路钢轨焊接方法探讨[J].科技信息,2008年,第16期
[21]刘鸿文.材料力学[M].高等教育出版社
[22]刘建涛,杜平安,黄明镜,肖耀兵.连续体简谐基础振动有限元计算方法电子科技大学学报[J].Nov.2009Vol.38 No.6
[23]牛艳伟,石雪飞,阮欣.混凝土结构三维徐变的有限元计算方法同济大学学报(自然科学版)[J].Apr.2009Vol.37 No.4
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[25]DUC T, NGUYEN, SIROJ TUNGkAHOTARA. Parallel finite element domain decomposition for structurallacoustic[J]. Journal of Computational and Applied Mechanics,2003,4 (2):189-201.
[26]Khalid L Sorensen, William Singhose, Stephen Dickerson. A controller enabling precise positioning and sway reduction in bridge and gantry cranes[J]. Control Engineering Practice,15(2007)825-837
[27]唐际辉.框架结构考虑楼梯侧向支撑作用的ANSYS分析[J].山西建筑,2010年2期
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[32]GB／T 7920.1-1996. 《建筑机械与设备通用术语》[S].1996
[33]GB 6974.1-1986.《起重机械名称术语—起重机械类型》[S].1986
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[44]Christian Bierwirth, Frank Meisel A survey of berth allocation and quay crane scheduling problems in container terminals European Journal of Operational Research, Volume 202, Issue 3,1 May 2010, Pages 615-627
[45]Canrong Zhang, Li Zheng, Zhihai Zhang, Leyuan Shi, Aaron J. Armstrong. The allocation of berths and quay cranes by using a sub-gradient optimization technique Computers & Industrial Engineering, Volume 58, Issue 1, February 2010, Pages 40-50
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[49]张静[1]王占英[1]王永利[2]郝昭[3].平面低副四杆机构极位夹角的研究[J].机械设计,2009年7期
[50]孟祥龙,李静,高英敏.气液四杆机构的运动分析及仿真[J].科技资讯,2009年20期
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[58]高菊玲.交流伺服电机驱动控制器单元电路的设计分析[J].农业装备技术,2008年34卷3期
[59]焦志勇,杨春宏.盐池塑苫系统研究及力矩电机应用性分析[J].天津科技大学学报,2009年24卷6期
[60]张文海,徐丽.永磁直流力矩电动机机械时间常数测试分析[J].微电机,2009年1期
[61]张文海,谭宏松.永磁直流力矩电机反转制动法可行性分析[J].微电机,2009年42卷2期
[62]朱春林,李志羿.YLJ力矩电机在拉丝技术中的应用[J].江西煤炭科技,2008年3期
[63]庞新良[1],赵薇薇[2],范大鹏[1],李忱刚[3],刘一民[2],彭廷海[2].直流力矩电机在机载光电伺服系统中的应用研究[J].红外技术,2007年29卷10期
[64]张文海,徐丽,李家会.永磁直流力矩电机设计计算中的一些问题[J].微电机,2006年39卷3期
[65]张文海.高压大电流直流力矩电机的试验电源[J].微电机,2004年37卷1期
[66]于炜.低量程高精度应变式压力传感器研制[J].实验流体力学,2009年23卷4期
[67]王仕超,张晓霞,周勇,王祥斌,陈沛然,冷洁.基于MZI光波导的MOEMS压力传感器[J].仪表技术与传感器,2009年12期
[68]和云敏[1],任重[2].自动颈椎牵引椅的压力反馈电子控制电路设计[J].长江工程职业技术学院学报,2009年26卷4期
[69]徐淑霞,王彤,胡竞,马文龙,常伟.OEM压力传感器零点输出失效原因分析[J].仪表技术与传感器,2009年B11期
[70]滕建财.压阻式压力传感器中的信号调整[J].仪表技术与传感器,2009年B11期
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[28]王哲平[1]童伟伟[2].基于ANSYS的龙门起重机刚性腿加固设计[J].山西建筑,2010年36卷1期
[29]吴万忠,肖汝诚.大跨度异型斜拉桥塔柱后锚点空间应力分析[J].计算机辅助工程,2009年4期
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[32]GB／T 7920.1-1996. 《建筑机械与设备通用术语》[S].1996
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[42]Jacek Kosiski. Swing-free stop control of the slewing motion of a mobile crane[J]. Control Engineering Practice, Volume 13, Issue 4, April 2005, Pages 451-460
[43]Junliang He, Daofang Chang, Weijian Mi, Wei Yan A hybrid parallel genetic algorithm for yard crane scheduling Transportation Research Part E:Logistics and Transportation Review, Volume 46, Issue 1, January 2010, Pages 136-155
[44]Christian Bierwirth, Frank Meisel A survey of berth allocation and quay crane scheduling problems in container terminals European Journal of Operational Research, Volume 202, Issue 3,1 May 2010, Pages 615-627
[45]Canrong Zhang, Li Zheng, Zhihai Zhang, Leyuan Shi, Aaron J. Armstrong. The allocation of berths and quay cranes by using a sub-gradient optimization technique Computers & Industrial Engineering, Volume 58, Issue 1, February 2010, Pages 40-50
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[64]张文海,徐丽,李家会.永磁直流力矩电机设计计算中的一些问题[J].微电机,2006年39卷3期
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[66]于炜.低量程高精度应变式压力传感器研制[J].实验流体力学,2009年23卷4期
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[68]和云敏[1],任重[2].自动颈椎牵引椅的压力反馈电子控制电路设计[J].长江工程职业技术学院学报,2009年26卷4期
[69]徐淑霞,王彤,胡竞,马文龙,常伟.OEM压力传感器零点输出失效原因分析[J].仪表技术与传感器,2009年B11期
[70]滕建财.压阻式压力传感器中的信号调整[J].仪表技术与传感器,2009年B11期