随着轨道交通的迅速发展,高速铁路技术已经日益成熟,其极大的提升了人民的生活质量,促进了地区间的人文和经济交流。高铁轨道板在高铁安全、平稳运行中扮演着至关重要的作用。研究表明,在高铁轨道板中布置一定数量的钢筋,并使钢筋承受一定的预应力,可以明显的增加轨道板的使用寿命,减少轨道板的裂纹度。目前,轨道板生产中的张拉设备不仅人工操作量大,而且张拉过程复杂,生产成本较高,效率较低。因此,本文研究一种新型高铁轨道板预应力筋自动张拉机,使钢筋一次张拉就能满足规定拉力要求,主要内容如下:(1)通过查阅大量相关文献,结合现有的张拉设备,确定了张拉机的预期功能和组成,其应能自动完成对预应力钢筋旋合、张拉、锁紧;张拉台应能够自动升降以及张拉机能够在轨道上移动,以完成对不同位置钢筋的张拉。(2)设计了张拉机的液压系统,绘制了液压原理图,详细介绍了液压系统中主要参数的确定、元件的选择,采用电液比例技术,使张拉力成线性增长,改善了预应力筋的张拉效果,提高了工作效率,增加了轨道板的使用寿命。(3)对张拉机的机械结构进行了设计,包括齿轮传动、链传动、轴、轴承、联接的计算与校核,并对关键零部件进行了有限元分析,校验了结构的强度要求。(4)创建了比例溢流阀控制液压缸输出拉力系统的数学模型,运用MATLAB/Simulink建立了系统框图,设定元件的参数,完成了仿真及结果分析;加入了 PID控制器,得到了理想的仿真结果,满足了设计要求。(5)运用液压与气压传动实验室的液压比例控制试验台,进行了比例溢流阀控制液压缸输出拉力的实验研究,并分析了相关的实验结果。