几种钢轨磨损检测方法和仪器的对比分析

对钢轨进行打磨前,必须对钢轨磨耗进行测量.针对国内钢轨磨损检测方法,从技术原理、使用情况和各自优缺点进行对比分析,并列举出相应产品,为我国钢轨磨损检测技术研究提供参考,为进一步提升我国钢轨磨损检测方法和技术奠定基础.     

钢轨波浪形磨损研究

钢轨波浪形磨损（简称钢轨波磨）是车辆与轨道结构激烈振动并产生噪声的主要因素之一，不仅影响旅客乘坐舒适度和装运货物的完好，而且缩短结构部件的使用寿命。结合试验，采用车辆一轨道耦合动力学理论、轮轨三维非赫兹滚动接触理论、材料摩擦磨损理论和塑性理论，研究钢轨波浪形磨损的形成和发展机理。主要研究内容如下。     

奥地利研究弹性元件对曲线区段钢轨磨损的影响

奥地利铁路线存在大量250～300m的小半径曲线，并伴有严重的钢轨磨损现象。为解决曲线外轨轨头的磨耗问题，奥地利铁路重点研究了弹性元件对曲线线路钢轨磨损的影响。研究包括改用R350HT材质钢轨（使磨损率降低），改进扣件扣着力以改变钢轨承受的侧向力，改用轨枕弹性垫板以减缓轨底对轨枕的冲击破坏。     

基于光栅测量的钢轨磨损检测定标方法

目前国内钢轨磨损测量主要采用接触式测量,具有测量精度高的特点,但设备探头容易磨损,需要定期矫正或更换。针对当前钢轨磨损测量的基本要求,利用基于光栅测量的非接触式钢轨磨损测量方法,采用TSAI方法进行定标,能克服接触式测量方法在使用过程中因机械磨损而带来测量误差的问题,能有效提高钢轨的测量精度。1算法设计经过大量现场调研后,利用钢轨的特征不变性,采用基于光栅测量的非接触式钢轨磨损测量方法。定义3种     

用移动式钢轨润滑器综合降低轮轨的磨损

轮缘和钢轨侧面严重磨损对列车运行安全性和铁路运营费用有着很大的影响。有效的解决方法是采用移动式钢轨润滑器。文内分析了磨损的原因,介绍了在轮轨方面所进行的研究工作、各种润滑方式的运用试验结果、移动式钢轨润滑器的效果,并得出了相应的结论。     

基于图形技术的钢轨头部磨损监测系统

基于图形技术的钢轨头部磨损监测系统代替了传统的机械式卡尺测量方式,实现了对钢轨头部磨耗的自动监测,通过两个位移传感器记录钢轨的垂直和侧面磨耗量,并自动计算出钢轨的综合磨耗,以旋转编码器记录测量部位.测量数据采用Access关系型数据库保存,通过ADO操作和SQL语言访问,提高了访问速度和数据安全性.系统能够对监测数据分析统计,预测钢轨的磨损趋势,最后以图形方式显示钢轨的磨耗量和磨损趋势.系统操作方便,消除了传统机械式卡尺测量中人为读数误差,测量结果精确,且人机交互性好,结果直观明了.     

从轮轨关系上分析大站场道岔区钢轨磨损的原因原因及防治措施

从轮轨关系上分析阜阳北编组场道岔区钢轨磨损的病害原因,阐述大站场道岔区钢轨磨损可能造成的危害以及大站场道岔区钢轨磨损的预防与整治办法。     

降低轮对和钢轨磨耗的经验

介绍了俄罗斯十月铁路局为了降低轮对和钢轨磨耗而进行的一系列检测和试验工作。查明了车轮磨损与线路状态和速度之间的关系以及轮缘磨损与轮箍截面形状的有关系。还介绍了自行设计的ＡＰＣ－Ｔ型自动钢轨润滑器及其使用情况，找出了这项工作未能继续进行的原因。     

钢轨截面曲线圆弧圆心精确求取方法

0引言铁路工务部门在对钢轨打磨过程中,首先需要通过各种测量手段获取钢轨截面的廓形,然后将该廓形与标准钢轨截面廓形进行对比,从而求取钢轨的磨损值。国产钢轨的截面廓形由3段圆弧构成,以60kg/m钢轨为例,钢轨截面廓形有R300、R80和R13等3段圆弧组成(见图1)。因此,对钢轨截面廓形上的某点而言,求取在该点的磨损值需要求取钢轨截面廓形圆弧的圆心,然后根据圆心求取钢轨截面廓形在该点处的法线,进而求得该点的磨损值。考虑到当前在求取钢轨磨损值时,采用AutoCAD作图     

滑差对贝氏体钢轨材料磨损行为的影响

通过对磨试验研究接触应力相同时贝氏体钢轨的磨损率、表面粗糙度、硬度,并结合扫描电镜观测到的磨损表面和剖面的形貌特征,分析不同滑差条件下贝氏体钢轨的磨损行为特征和变化规律.结果表明:接触应力为500 MPa条件下,贝氏体钢轨磨损率随滑差的增大而显著增大,滑差由2%增大到10%时磨损率增大了8倍;小滑差条件下的贝氏体钢轨表面较光滑,有少量疲劳裂纹,以滚动接触疲劳磨损为主;大滑差条件下表面粗糙,有疲劳裂纹、剥落坑和表面划擦痕迹,更接近滑动磨损;增大滑差可导致磨损表面加工硬化率偏大;增大滑差对贝氏体钢轨表面的滚动接触疲劳裂纹在深度方向的扩展几乎无影响,且对塑性变形层厚度影响不明显;大滑差可引发亚表面次表层裂纹.     

槽型钢轨磨损方式及焊补修复技术

通过观测苏州高新区有轨电车1号线槽型钢轨未使用和使用1年后的轮廓曲线发现,槽型钢轨磨损主要出现在小半径曲线段,且磨损部位稳定的出现在工作踏面与凹槽之间的过渡弧线区域。针对槽型钢轨磨损特点,选用埋弧焊方法进行了钢轨焊补工艺试验,并对焊补后各区域金相组织及硬度、冲击、拉伸等性能进行了测试和分析。结果表明:采用合适的焊丝及埋弧焊工艺对磨损槽型钢轨进行焊补修复,所获得焊补层具有优良的综合性能,可满足相关标准规定,且工艺方法适合于现场操作。     

钢轨打磨量的求取方法

我国于20世纪80年代引入钢轨打磨技术,目前一些主要铁路局已配备钢轨打磨车,钢轨打磨技术也逐渐成为一项基本的线路维护技术。在进行钢轨打磨时,首先需要精确测量钢轨磨耗量,然后计算成打磨量,以指导打磨车采取适当的打磨方式对钢轨进行廓形修复。1钢轨打磨量求取方法分析求取钢轨打磨量首先需检测出实际钢轨磨损状态。目前,钢轨磨损检测的主要手段有机械卡尺检测、位移传感器     

钢轨磨损检测卡规

目前，在俄罗斯测量钢轨垂直和侧向磨损使用的是通用的ПШВ型线路卡尺。但这种卡尺有很大缺点：钢轨垂直磨损取决于轨底平面。Ｐ６５型钢轨高度为１８０±０．８ｍｍ，因此，原始误差可为０．８ｍｍ；测量前必须清除轨底平面的碎石和脏物，而这是一项很劳神费力的工作，...     

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。     

支撑铁路稳定运输的钢轨探伤技术

列车提速与铁路重载运输提高了铁路运输效率,但迫切需要解决列车安全和稳定运行的问题。例如钢轨的磨损、轮轨接触疲劳损伤等都需要运用探伤技术及时检测出来。文章介绍了应用于钢轨及钢轨焊接接头的无损检测技术以及新开发的钢轨探伤技术。     

轨道结构横向刚度改变对轮轨动力性能影响

根据城市轨道交通轮轨相互作用特点，以小半径曲线为研究对象，建立了冲击荷载作用下轨道结构横向振动简化模型。在一系列假定的基础上，利用MATLAB的Simulink语言编制轮轨动力作用程序，通过改变钢轨扣件横向刚度，观察其对轮轨系统横向振动特性及钢轨磨损的影响，结果表明：对曲线地段轨道结构横向刚度进行合理取值，能有效地降低轮轨相互作用以及延缓钢轨磨损。     

瑞典研制可更换磨损表面的新型钢轨

如果维修时可以对钢轨的磨损部位进行更换，就可延长整个钢轨的使用寿命。根据这一理念生产的新型钢轨ReRail由两部分组成，即在钢轨主体的顶端安装了一种材质坚硬的轨帽，由于这种轨帽的碳含量很低，可以很好地杜绝低温时出现裂纹。维修时只需要更换钢轨顶端15％的部分。与一般钢轨的材料相比，这种材料的耐磨性可以明显延长打磨等维护工作的作业周期，同时也具有一定的摩擦力。钢轨的损坏多由表面裂纹扩散而造成，但这种新型钢轨由于接触层的阻隔，可以完全避免这一情况的发生。     

应用三维结构光和小波分析进行钢轨波磨检测

为了有效检测钢轨波浪形磨损,解决钢轨检测精度要求高、形成原因复杂而导致检测难的问题,提出利用三维结构光获取钢轨波磨数据,再利用小波分析来检测钢轨波磨的新方法。首先利用三维结构光扫描仪扫描一段钢轨,然后配准检测点云与标准模型并提取检测钢轨顶端纵向的波浪磨损数据,利用小波分析方法对该段数据进行分析,根据铁路检测标准将所得数据分为两类,从而得到有效的波磨数据。现场实验表明,将结构光和小波分析方法结合,既发挥了结构光数据量丰富准确的优势,又通过小波分析得到波磨的各个频率成分,能够准确地检测钢轨波浪形磨损。     

用简化模型分析轮轨系统横向动力响应

根据轨道结构轮轨相互作用特点，建立了冲击荷载作用下轨道结构横向振动简化模型，在一系列假定的基础上，利用MATLAB的Simulink语言编制轮轨动力作用程序，通过改变钢轨扣件横向刚度和道床横向刚度，观察其对轮轨系统横向振动特性及钢轨磨损的影响。结果表明：对曲线地段轨道结构横向刚度进行合理取值，能有效地降低轮轨相互作用以及延缓轮轨磨损。     

钢轨滚动疲劳裂纹与磨损耦合关系研究

随着高速、重载铁路的发展,轮轨滚动磨损与疲劳损伤严重影响列车的运行安全.本文在JD-1型轮轨模拟试验机上研究干态工况下2种钢轨材料在2种处理工艺下4种试样的滚动磨损及疲劳损伤性能,利用显微硬度计和扫描电子显微镜(SEM)对试样表面硬度变化、磨损量及疲劳裂纹形成情况等进行对比分析.结果表明,由于加工硬化作用试验后所有试样的硬度均有提高;热处理工艺对钢轨材料的磨损和疲劳性能具有明显影响;钢轨的抗磨损与抗疲劳性能是两种不同的材料特性,两者表现为相互竞争与制约的耦合关系,即磨损严重时疲劳损伤表现相对轻微;适当降低材料含碳量,增加钢轨的磨损率有利于延长钢轨的疲劳寿命.