城市轨道交通机械设计研究
周雨
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周雨,. 城市轨道交通机械设计研究[J]. 设计研究,2023.7. DOI:10.12721/ccn.2023.157008.
摘要: 我国经济迅猛发展,城市化进程不断加快,规模逐渐扩大,市民出行交通需求也在不断增长,对城市交通的要求不断提高。作为一种公共交通方式,城市轨道交通因其运量大、安全性强、效率高等特征普遍被人民群众所接受,并且具有节能、省地、全天候、少污染等优点,属于绿色环保交通体系,适合应用在大中城市中。2019年发布的《交通强国建设纲要》中指出,在基础设施布局方面,要推进城际铁路、干线铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通融合发展,从而构建出高质量的铁路网络和综合交通枢纽。城市轨道交通工程及其机械设计愈发受到国家有关部门的高度重视。因此在引进消化吸收先进技术的同时,加大研发投入,推动自主创新,提高企业以及研究院所的研发能力和创新能力,提高国内轨道交通机械装备生产技术水平,成为城市轨道交通工程发展的关键。在设计技术提高的同时,国内轨道交通机械设备制造企业也能刺激内需,带动技术和经济的发展。
关键词: 城市轨道交通;机械设计;研究
DOI:10.12721/ccn.2023.157008
基金资助:

城市轨道交通作为具有运输能力强、承载量大、运输快等特点的综合性公共交通工具,因其高效快捷、安全舒适并且节能环保的优势,成为城市出行、运输领域的重要支撑。随着我国各个城市范围的不断扩大,城市轨道交通的建设规模逐渐加大,但从城市发展的角度分析,当前城市轨道交通尚缺乏引导、增加以及捕捉城市出行、运输需求的能力,城市发展建设水平与城市轨道交通质量密不可分。

1智能化设计制造

智能化机械设计制造,是机械领域的重要发展方向。基于智能化模式,可以提高机械设计与制造过程的综合能力。智能化模式具有强大的学习功能,在机械设计制造数据信息支持下,可以通过数据分析和学习,使设计制造系统具有更多功能,如对机械设计制造环节中出现的问题予以自动分析和解决等,这样就大大减轻了设计制造人员的压力,同时也能够最大程度保证工作的有效开展。自动化技术作为智能技术的基础,在智能化发展中起到不可替代的重要作用。自动化技术可以支持机械设计制造过程中对于数据信息的把控,在智能化系统模拟人类思维进行学习时,可以自主调用相关的程序,并且对数据进行规律总结,从而形成智能化设计制造模式,让系统不再完全依赖于人工方式进行编程。智能化系统在自动化技术支持下,能够显著增强设计制造处理能力,在面对复杂的过程性异常情况时,能够基于智能学习模式,调用整个不同的处理程序,使之成为一个新功能。每次的机械设计制造过程,都处于这样的智能化控制状态下,大大提升了机械设计制造实践水平。

2做好设备的稳定性设计

在开展设计工作时,设计人员应将稳定性设计作为重点工作,以提高设备本身的可靠性。具体的稳定性设计工作开展中,为保障整体的设计水平,设计人员需结合机械设备的设计要求、结构特点和运行情况,分析影响设备稳定性的各种因素,在对因素加以分析的基础上开展有针对性的设计。一方面,在机械设计环节应依据机械设备本身的使用功能,预测后续可能存在的安全风险,以这些安全风险的类型和特点为前提,在设计环节制定关于设备安全问题的预备方案[5]。另一方面,综合协调机械设计中的安全性、经济性、稳定性以及环保性等,强化自动化设计,使得机械设备自动化模块能够进行相应的数据采集和分析,通过自动化调整和控制来保障机械设备的可靠运转。

3金属材料的选取

金属材料的选取对机械行业发展也具有重要意义,如何遵循可持续发展的原则,在保证材料经济性、环保性、节能性的基础上,选择不同材料应用到城市轨道交通车辆中,是值得思考的一个问题。在选材时,要考虑载荷的大小和性质、零部件的尺寸与质量、零部件的工作环境、零件结构的复杂程度及材料的加工性能等。

4虚拟化设计制造

机械设计制造过程中,自动化技术可以提供一个虚拟环境,将设计和制造过程在虚拟状态下仿真显示,这样有助于及时发现设计、制造环节中可能存在的不足。传统的机械设计制造,都是在真实制造环节才能够验证机械设计是否科学合理,但是这个阶段如果发现问题,无论是进行改进还是重新设计,都大大增加了机械设计制造成本,并且会造成较大的资源浪费。基于自动化技术的虚拟设计制造,可以利用计算机将整个过程在虚拟环境中模拟运行。虚拟化设计制造,让过程在真实发生前就可以被直接观察到。通过参数设定和模型建立,可以让机械设计和制造都仿真运行,这样仅需要观察计算机模型,就可以评价出机械设计是否存在缺陷,机械制造环节是否高效有序等。在机械行业的开发过程中,虚拟化模式可以大大降低研发和试验成本,给研发人员更多的试错机会。即便机械设计不全面,也只需要进行模拟环境的参数调整,不断进行重复试验运行。自动化技术让整个过程可以在自动控制状态下完成,计算机系统会自动记录每次的虚拟运行数据,为机械设计制造人员提供分析依据。

5机械传动

不论是多么复杂的机械设备,都是从零件到机构的组合体,这种组合体就是连接,而一个机构需要运动,这就涉及到机械传动,连接和机械传动都有不同的分类,要进行合理地选择和串联,才能更好地应用在机械设计中,这一步同时也不能离开支承零部件,传动零件必须被支承起来才能工作,这几步都是相辅相成的,最后才能共同组成一个运动的机构。了机械传动的带传动、链传动和齿轮传动,连接的螺纹连接和键连接、销连接,支承零部件的轴、轴承和联轴器和离合器,将基础的传动和连接方式,以及重要零部件都进行了详细说明,并且配合相关案例,更加深入了解城市轨道交通机械设计的相关内容。

结束语

在城市轨道交通中应用相关智能软硬件需要政府采取一定的支持措施,通过建立相关新技术、新产品的市场准入及容错机制,运用政府采购、示范工程等技术装备示范方式,推广应用相关的智能软硬件,促进城市轨道交通规模化应用智能技术,从而提高我国城市轨道交通的智能化水平。

参考文献

[1]窦兴玉.关于自动化技术在机械设计制造中的运用探讨[J].农业装备技术,2022,48(03):47-48+52.

[2]曾理.城市轨道交通机械设计研究[J].铸造,2022,71(05):674.

[3]王健.城市轨道交通电机械制动系统总体设计方案和关键技术研究[J].现代城市轨道交通,2020(11):36-40.

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