钢轨波浪磨耗检测系统

1 概述 钢轨波浪磨耗是钢轨顶面沿纵向分布的周期性类似波浪形状的不平顺现象,是产生噪声和引起轮轨相互作用力变化的主要原因之一.目前工务段尚无检测钢轨波浪磨耗的专门仪器,主要靠技术人员观察,凭经验判断.典型磨耗波形出现后,用平尺或塞尺测量复核,这时波浪磨耗往往已达0.3 mm以上.现场对钢轨波浪磨耗的处理方式主要是打磨,打磨车每次的打磨能力为0.1～0.2 mm.由于钢轨波浪磨耗发现时已较严重,需要多次打磨,打磨成本很高,且有时打磨不到位,并未完全消除波浪磨耗,导致以后运行中波浪磨耗会很快发展,最终只能换轨.     

钢轨波浪型磨耗对地铁车辆振动性能的影响

地铁车辆频繁的起动与制动加速了轮轨问的磨耗.特别是小半径曲线上钢轨顶面的波浪型磨耗对车辆的运行性能产生极大的影响,其结果会加速钢轨的伤损,危及行车的安全.利用仿真计算模型,分析了钢轨的波浪型磨耗对车辆各部分振动的影响.     

轨道刚度及谐振阻尼器对钢轨波浪磨耗增长和振动水平的影响

通过对我国几个具有不同轨道刚度和钢轨阻尼的地铁轨道系统进行检测分析,介绍轨道系统钢轨的振动水平和波浪磨耗增长,与轨道刚度和钢轨谐振阻尼的关系。在每一个测试线路段,对钢轨表面粗糙度(包含波浪磨耗)的测试都在一定的时段间隔对同一测试位置重复测量,测试结果提供了很有价值的数据,能够在一个中长期范围内对钢轨粗糙度的增长和轨道钢轨振动水平的变化进行对比和分析。通过测试结果可以明显看出,在刚度较高的轨道上,钢轨的粗糙度较高,而在安装了谐振式阻尼扣件的线路上,钢轨粗糙度反而有所下降。与普通扣件的轨道相比,安装低刚度谐振式钢轨扣件的轨道,其钢轨本身在垂直方向及横向振动水平均有所下降。     

轨道参数对钢轨Pinned-Pinned振动的影响

有研究认为钢轨不连续支撑造成的轮轨柔度差变是钢轨波浪磨耗产生和发展的主要原因之一。在此基础上对轨道参数对钢轨Pinned-Pinned振动的影响进行进一步分析。通过利用ANSYS软件建立轨道结构的有限元分析模型,计算分析了不连续支撑条件下轨道的支撑刚度、支撑间距和结构阻尼对钢轨柔度特性的影响,并提出了控制钢轨波磨形成与发展的建议。     

基于激光摄像技术的钢轨磨耗截面积测量方法研究

磨损后的钢轨轨头轮廓极不规整,传统钢轨磨耗计算方法无法准确表征磨损后的钢轨轮廓全貌。最新轨道检测车采用激光摄像技术,实现了钢轨轮廓连续在线检测。本文提出在现有的轨道检测车中添加钢轨磨耗截面积检测功能,以克服传统钢轨磨耗测量存在的不足。建立用于钢轨磨耗检测的激光摄像式传感器标定计算模型。对钢轨磨耗截面积测量中标准钢轨轮廓曲线解析式求解、动态钢轨轮廓基准点对齐、钢轨磨耗截面积数值计算等关键问题进行了详细的阐述。选取深圳地铁龙岗线GJ-2型轨道检测车,在六约至丹竹头区间进行试验。分别采用传统钢轨磨耗计算方法和钢轨磨耗截面积计算方法,同时对左右股钢轨磨耗进行检测,并给出采用上述不同方法在该区间2000m距离检测的数据。     

地铁曲线钢轨波浪型磨耗的测量分析

研究了钢轨波浪型磨耗(简为"波磨")的测量方法.根据该方法研制了测量仪器.应用测量仪器对某地铁曲线钢轨波磨进行了测量及分析.钢轨波磨属于短波型波磨,出现在半径小于500m的曲线内轨轨顶,也出现在道岔曲线的内轨上.该测量结果为进一步的钢轨波磨成因研究提供了关键信息.     

重载铁路综合检测车在钢轨修理方面的应用探讨

2011年5月朔黄铁路引进SF03-FFS型钢轨铣磨车,2014年世界首列用于重载铁路检测的高集成度综合检测车在朔黄铁路上线运用。钢轨铣磨车和综合检测车给朔黄铁路钢轨检养修提供了科技支撑,给优化检养修模式提出了新课题。本文探讨如何利用钢轨波浪磨耗检测系统、轨道巡检系统的检测数据指导钢轨铣磨车作业,并对其作业质量进行验收,同时总结钢轨波磨发展规律,探索钢轨修理的合理周期。     

石太线钢轨波浪磨耗机理分析

针对石太线波浪磨耗形成机理进行探讨，认为在列车荷载作用下，钢轨内残余应力变化使轨头表面产生塑性流动及接触疲劳强度不足，导致波磨的形成。     

采用PQ监测转向架以预测钢轨侧面与轮缘磨耗

车轮轮缘部与钢轨的摩擦状态明显对车辆的运行安全性,还有对钢轨侧面及轮缘的磨耗都有较大的影响。文章介绍从车上定性地把握与钢轨侧面磨耗及轮缘磨耗有关的轮缘与钢轨间的润滑状态的方法,运用本方法预测轮缘磨耗与钢轨侧面磨耗,并与实际状态作了比较,验证了本方法的有效性。在考虑钢轨润滑状态的条件下,对钢轨侧面磨耗与轮缘磨耗的维修方法(CBM-状态修)提出了建议。     

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗特征分析

钢轨的波浪形磨耗已成为城市轨道交通钢轨伤损的主要形式之一。基于对上海轨道交通1号线钢轨波浪形磨耗的连续布点观测,采用频谱分析方法提取波浪形磨耗的波长,并对波深进行统计与分析,初步了解了上海轨道交通钢轨波浪形磨耗的一些基本特征,为进一步研究城市轨道交通钢轨波浪形磨耗生成机理及防治措施提供了依据。     

重载铁路曲线上钢轨磨耗和剥离原因及整治措施

朔黄铁路自开行重载列车以来,部分平纵断面复杂的路段尤其是曲线地段,钢轨伤损情况日趋严重,集中表现为侧面磨耗、剥离掉块、轨头压宽及波纹磨耗等。通过对曲线地段钢轨病害的现场调查与观测,从轮轨接触应力与钢轨轨底坡的变化、钢轨磨耗的机理及现有养护维修方法存在的问题等方面对曲线地段钢轨磨耗和剥离掉块的原因进行了分析,并结合朔黄铁路设备实际情况,提出了朔黄铁路钢轨磨耗和剥离整治措施。     

曲线钢轨侧面磨耗研究

减缓曲线钢轨侧面磨耗是当前铁道工程急待解决的技术关键。本文对试验段曲线钢轨侧面磨耗实测和轨道动力测试结果进行了总结,得出调整轨道几何参数、改善钢轨材质以及涂油措施等都能起到减缓钢轨侧面磨耗速率的结论。     

浅析重载条件下的钢轨磨耗和剥离问题

对重载条件下钢轨磨耗和剥离掉块进行分析，阐述了轮轨作用力与钢轨磨耗、塑性变形、剥离之间的关系，并对防止钢轨磨耗和剥离提出建议。     

钢轨侧面磨耗的影响因素及减缓措施

根据调查资料显示,我国小半径曲线上的钢轨有98%是由于侧面磨耗超限而报废的。严重的钢轨侧面磨耗削弱了钢轨强度,加剧了钢轨伤损,缩短了钢轨的使用寿命,不仅浪费了大量的资金,而且还影响运输任务的完成。本文对钢轨磨耗影响因素进行了分析、阐述,并针对影响因素提出了整治措施。     

PD3余热淬火钢轨接触焊焊后热处理研究

淬火钢轨接触焊后存在接头晶粒粗化,塑性、韧性大幅度下降,硬度不均匀等现象,使用中钢轨焊接接头的脆性增大,产生接头低塌并导致马鞍形磨耗和波浪磨耗。为解决上述问题,PD3余热淬火钢轨接触焊后必须对焊接接头进行焊后热处理。焊后热处理采用中频感应加热,加热温度为845℃～920℃,然后喷风冷却接头全断面,喷风压力0 25MPa～0 30MPa,喷风冷却时间120s。结果表明,接头经热处理后的硬度、韧塑性能接近或超过原淬火轨水平,落锤、静弯、实物疲劳性能有较大的提高,满足了无缝线路钢轨的使用要求。     

基于二维激光位移传感器和遗传算法的钢轨磨耗动态检测系统

介绍钢轨磨耗动态检测原理,提出基于二维激光位移传感器的钢轨磨耗动态检测方法。钢轨磨耗动态检测系统采用车载形式安装在检测车构架上,车辆走行过程中实时检测钢轨磨耗参数;在数据后处理中,利用遗传算法对轨腰和轨底之间的特征圆进行拟合,减小了由于车辆振动引入的拟合误差。钢轨磨耗动态检测系统已在国内地铁检测车中得到应用,检测精度满足用户要求。     

京包线小半径曲线钢轨减磨技术

对京包线钢轨侧面磨耗进行现场观测,结合车辆通过曲线时的受力情况,分析在该线路上由于轨道结构、车体运行及人为因素引起曲线上股钢轨磨耗的成因。针对该段曲线磨耗特点提出了减少小半径曲线上股钢轨侧面磨耗的一些措施。     

减缓曲线钢轨侧面磨耗的方法

分析了曲线钢轨侧面磨耗的原因,提出了减缓曲线钢轨侧面磨耗的方法。     

曲线区段磨耗后轮轨型面匹配分析

车轮与钢轨在运用中相互作用引起磨耗,在曲线区段轮轨磨耗尤为严重。本文以大量现场检修数据为基础,经过统计整理,得出机车轮缘及曲线区段钢轨型面磨耗演变规律。基于现场实测轮轨型面数据,建立了有限元模型,对曲线区段磨耗后车轮及钢轨进行弹塑性接触计算,有限元计算结果与现场检修数据相互验证。经过分析可得:机车车轮磨耗按轮缘磨耗速率不同可分为5个阶段,其中第3个阶段磨耗速率最低;圆曲线区段钢轨磨耗稳定期型面与磨耗后车轮型面接触性能最好,根据接触斑的变化可以得出曲线区段钢轨磨耗后型面演变规律。     

基于几何特征的钢轨磨耗检测系统的研究

为解决高速动态条件下车体振动对钢轨磨耗检测带来的问题,在大量调研国内外利用激光技术进行钢轨磨耗检测的基础上,提出一种基于标准钢轨轨廓固有曲线曲率的钢轨磨耗检测方法,首先利用基于激光三角测距原理的传感器得到组成钢轨全断面轮廓一系列点的空间坐标;其次利用L-M优化算法进行数据处理,采用Hough变换方法检测钢轨轮廓固有几何特性;最后进行钢轨轮廓匹配后实现钢轨磨耗高精度检测。该方法已经运用在轨道检测小车上,试验数据表明:钢轨磨耗检测系统的重复性精度能到达0.005 mm,其高精度性和快速性能满足铁路部门对钢轨磨耗检测的要求。