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《西南交通大学》 2013年
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钢轨精磨机床测控系统的设计与开发

于建波  
【摘要】:铁路运输无缝线路技术的提出,对客运高速和货运重载铁路建设起到巨大的推动作用。随着高速铁路的快速发展,对无缝线路的质量要求越来越高,对线路平顺性也提出了更严格的指标。而无缝线路是由一段或几段长尺钢轨焊接构成,在钢轨焊接接头处的几何尺寸保持能力较薄弱,其轨顶面以及轨头侧面工作边的平顺性直接关系到整条无缝线路的质量。因此,在无缝钢轨的加工过程中,对钢轨焊接接头处的平直度修磨是一道重点工序。作为专用的修磨设备,钢轨精磨机床用于钢轨焊接接头的平直度修磨加工,其自主研发需求十分迫切。 本文从高速铁路用钢轨的生产实际情况出发,针对目前长尺钢轨焊接接头的精磨加工设备使用情况,结合长尺钢轨生产加工工艺,提出了对钢轨焊接接头精磨机床的总体设计。由于修磨后应保持钢轨轨头轮廓形状,不能损伤焊接接头以及钢轨表面,实现磨削表面与非磨削表面间自然过渡,因此需要确定一个磨削基准使磨削装置与钢轨表面保持平行。由于焊接后的钢轨有数百米长,而磨削的范围只是焊接接头处的几小段,找到一个统一的磨削基准较困难,为此提出了对钢轨精磨机床测控系统的设计与开发。 钢轨精磨机床测控系统以NI公司的PCI-6023E多功能数据采集卡为硬件控制核心,利用高灵敏度的振动传感器和伺服电机自带的旋转编码器进行磨削基准确定;采用激光测距传感器检测钢轨表面的平直度,确定修磨加工磨削量,从而减小由磨头砂轮磨损带来的磨削误差。利用虚拟仪器技术,采用LabVIEW软件作为测控系统开发平台,设计了测控系统的控制前面板,利用图形化编程语言完成控制程序的编写。最后,采用DAQmx仿真设备,对PCI-6023E数据采集卡进行仿真检验,通过模拟信号输入完成对控制面板功能测试。 作为高速铁路建设必不可少的关键设备,钢轨精磨机床的自主研发不仅对提高我国铁道装备国产化水平有着重大的经济价值,而且对提升我国重大装备制造业的核心技术竞争力具有积极的意义。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:U216.65;TG584

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