GMC-96x型钢轨打磨列车打磨功率参数求取方法探讨

通过对钢轨打磨机理及打磨列车运行参数的分析,对影响钢轨打磨的各种要素(包括打磨列车作业运行速度、打磨电机分布、打磨电机磨削功率及施工条件和线路条件等)进行探索,结合磨削原理深入解析钢轨打磨磨削量与打磨参数的关系,在此基础上给出打磨功率参数在打磨作业中的求取步骤。研究成果从2012年6月—2014年10月在武汉大型养路机械运用检修段得到应用验证,打磨效果良好。     

钢轨打磨车作业效率评估方法探讨

对影响钢轨打磨车作业效率的主要因素进行分析,然后选取有代表性的钢轨打磨车作为目标车,考虑比磨削能,提出目标车的打磨面积公式,并与现场实测数据相结合,确定目标车的工作能力。在此基础上,根据试验得出的同类别其他打磨车与目标车的相应比值,即可得出该打磨车的工作能力参数,确定该打磨车的工作效率。该方法经维护单位现场试用,效果显著,打磨效率和质量均得到有效提升。     

基于钢轨实测廓形的智能打磨策略

针对现有钢轨打磨策略存在打磨结果不可控和依赖人为经验设定打磨参数的缺点,提出基于钢轨实测廓形的智能打磨策略。首先根据实测的钢轨廓形确定钢轨的目标廓形,然后根据实测廓形与目标廓形的差异得到终止打磨的阈值;基于三角形面积法和钢轨打磨车单个砂轮的作业能力,计算打磨车的作业速度和功率;定位实测廓形与目标廓形之间差值最大的点,计算打磨该点时砂轮所需的偏转角度,进而再计算单个砂轮以固定功率打磨实测廓形之后得到的新廓形;将新廓形与目标廓形比较,定位新廓形和目标廓形之间差值最大的点,若该点的差值小于阈值则终止打磨,否则继续重复上述过程,直到打磨后得到的新廓形与目标廓形的最大差值小于阈值;从而得到将实测廓形打磨成目标廓形所需的每个打磨砂轮的偏转角度,并形成打磨方案。试验验证了基于钢轨实测廓形的智能打磨策略的有效性。     

钢轨打磨车精细作业研究

简单介绍了轨廓打磨法及评估廓形的指标,通过试验测定和理论推导确定了钢轨打磨车的作业能力,并根据打磨车应用实际情况,在给定目标轨廓情况下,实现钢轨打磨车的精细化作业,为打磨工艺改进和提高提供了一个研究方法。     

基于赫兹接触的钢轨砂带打磨功率预测模型

根据钢轨砂带打磨作业原理,将钢轨与砂带的接触状态视为2个自由曲面接触;运用赫兹接触理论建立砂带与钢轨的接触模型,计算分析接触区域的形状、面积及其上的压力分布;将砂带上的磨粒简化为球顶圆锥模型,推导出磨粒切入深度与打磨压力间的数学关系,从单颗磨粒受力分析计算整个接触区域的切向力分布,进而建立钢轨砂带打磨功率的预测模型。在综合试验平台上进行36+号陶瓷磨料砂带打磨U71Mn钢轨圆环的试验,试验结果与预测模型的预测结果对比表明,打磨功率的预测值与试验值平均仅相差2.02%,证明了打磨功率预测模型的有效性和适用性。以60kg·m~(-1)钢轨砂带打磨为例,采用预测模型分析打磨功率与砂带速度配比对打磨宽度的影响。结果表明:打磨宽度虽由接触压力直接决定,但仍受打磨功率的约束,在同样打磨功率下,曲率半径为300mm弧段可调整的打磨宽度范围最广,80mm弧段次之,13mm弧段最窄。     

基于轨道质量指数的钢轨打磨型面研究

对于高速铁路,在保证轨道线形、几何尺寸、扣件系统稳定的前提下,轮轨型面的匹配是影响行车平稳性的主要因素之一。本文通过分析武广高铁轨检车检测数据,找到与不同钢轨廓形相对应的轨道质量指数(TQI)和车辆晃车情况,获得了较优的钢轨打磨型面;利用SIMPACK软件对不同钢轨廓形的曲线段列车通过性能进行了对比分析,验证了打磨型面的合理性;制定了武广客运专线钢轨打磨参数,为后期的打磨作业、晃车整治提供了依据。     

客运专线钢轨打磨的思考

轨道平顺分为轨道几何状态不平顺和钢轨车轮踏面不平顺。钢轨打磨作业主要消除周期性和非周期性不平顺,分为预打磨、预防性打磨、保养性（轮廓性）打磨和校正性（修理性）打磨。通过对日本、法国、德国和瑞典高速铁路钢轨打磨作业分析,根据我国铁路钢轨打磨作业实际,建议开展客运专线线路开通前的钢轨预打磨、开通后的钢轨预防性打磨及保养性打磨等研究和试验,制定钢轨打磨各种形式与参数、打磨程序、条件和验收标准。     

钢轨主动打磨磨石界面热应力分析及影响研究

为分析钢轨打磨时的摩擦、磨损及疲劳损伤,根据传热学理论,通过热机耦合方法,运用ABAQUS软件建立钢轨打磨有限元模型,以分析不同车速、打磨电机功率和打磨宽度对钢轨表面温度场和应力场的影响。钢轨与砂轮之间摩擦所产生的热量等效为一个移动热源,数值分析磨削过程中钢轨表面的温度、应力及应变状态。结果表明:钢轨打磨是一个快速升温、缓慢降温的过程;高温区温度场、等效应力场均呈以打磨轴线为中心、向四周扩散的椭圆形分布,且打磨高温区深度较浅,打磨产生的高温影响范围有限;钢轨表面最高温度随打磨车速度和打磨宽度的增加而减小,随打磨电机功率的增加而增加,仿真结果与实际打磨情况较为符合。     

客运专线钢轨打磨的思考

轨道平顺分为轨道几何状态不平顺和钢轨车轮踏面不平顺.钢轨打磨作业主要消除周期性和非周期性不平顺,分为预打磨、预防性打磨、保养性(轮廓性)打磨和校正性(修理性)打磨.通过对日本、法国、德国和瑞典高速铁路钢轨打磨作业分析,根据我国铁路钢轨打磨作业实际,建议开展客运专线线路开通前的钢轨预打磨、开通后的钢轨预防性打磨及保养性打磨等研究和试验,制定钢轨打磨各种形式与参数、打磨程序、条件和验收标准.     

考虑车体柔性的钢轨打磨车曲线通过性能研究

钢轨打磨车执行曲线打磨作业时,运行速度一般低于曲线设计速度,以过超高状态通过曲线。考虑钢轨打磨车车体柔性,使用有限元分析软件ANSYS和多体动力学仿真软件Simpack建立车辆刚柔耦合动力学模型,考虑砂轮和钢轨接触关系,研究车体弹性变形对车辆动力学性能的影响,对比分析处于打磨工况和自走行工况下曲线半径和超高对车辆动态曲线通过时的动力学响应。结果表明,车体弹性变形主要影响车轮的脱轨系数和轮重减载率,对轮轴横向力和倾覆系数影响较小,将车体考虑成柔性体后钢轨打磨车的曲线通过性能有所提高;在一定范围内,增大曲线半径,减小超高有助于提高打磨车的曲线通过性能;打磨作业会恶化打磨车的曲线通过能力,脱轨的风险有所增大。     

钢轨打磨最佳策略的制定研究

介绍钢轨打磨最佳策略制定原则和方法,根据GMC-96x型钢轨打磨车自身性能参数和钢轨打磨修理参数,结合大量实践经验和专家知识,以模拟专家的特性来解决不同程度磨损钢轨的打磨策略问题。通过分析研究钢轨打磨各控制参量的配比原则和演算关系,根据不同打磨条件制定钢轨打磨列车最佳打磨作业策略。     

高原长大隧道打磨作业研究与实践

现有内燃动力钢轨打磨车在高原长大隧道作业时,存在有毒气体、粉尘危害作业人员生命安全,发动机过热停机,发动机降功、车辆性能下降等问题。文章以GMC-48JS型双动力钢轨打磨车在关角隧道作业数据为基础,研究项目实施过程中打磨车作业质量、司机室空气质量、车辆设备状态等基础数据相关内容,验证钢轨打磨车以接触网作为动力源时在高原长大隧道连续作业能力,为开发适用高原环境的自轮运转设备提供基础数据。     

钢轨打磨列车三轴转向架功率寄生问题研究

针对不同工况下液力传动三轴转向架钢轨打磨车功率寄生问题,从功率的角度推导出寄生功率的计算公式,得出三轴驱动车辆中寄生功率的影响因素、外特性以及寄生功率与轮径变化量的函数关系。通过对GMC-96x型三轴驱动钢轨打磨列车进行试验和计算,结果表明因功率寄生现象导致的功率损失很小,可以忽略不计,从而证明采用液力传动三轴转向架的钢轨打磨车不安装轴间差速器的方案是可行的。     

混合动力地铁钢轨打磨车

为改善地铁线路钢轨打磨作业环境,实现接触网供电和内燃混合动力利用而开发了混合动力地铁钢轨打磨车。详细介绍了打磨车的基本组成和各子系统功能及原理。在隧道内采用接触网供电进行打磨作业可有效解决隧道内废气无法排出和噪声污染的问题。经长沙地铁实际应用表明,采用接触网供电进行钢轨打磨具有零排放、噪声低等优点。     

LRG型地铁钢轨打磨车设计

LRG型地铁钢轨打磨车设计最高运行速度为100 km/h。文章对该车的总体布局、主要性能参数、车体、动力系统、走行系统、牵引动力传动系统、电气控制系统、轨道打磨系统等设计进行系统阐述。应用实践表明,LRG型地铁钢轨打磨车3~15 km/h的低恒速和高速旋转砂轮设计,可有效消除钢轨轨头表面病害,满足线路钢轨打磨作业要求。     

基于MATLAB的60kg/m钢轨预打磨模式设计研究

考虑到钢轨打磨列车磨石对60kg/m钢轨轨头不同区域打磨能力的差异,建立轨头不同弧段打磨量与打磨功率的线性关系,采用三次样条曲线对钢轨轨头型面进行精确拟合;针对GMC-96打磨列车,考虑到轨头不同弧段对打磨精度的影响、轨头各个区域打磨面积不同,采用MATLAB编程优化得到预打磨磨石的最终排布角度;基于打磨深度一致性提出磨石打磨功率的制定方法,设计较优的钢轨预打磨模式;根据磨石角度及打磨面积确定轨头上每个磨石的具体位置,获得钢轨打磨后型面。基于打磨前后钢轨型面的对比分析,提出评价钢轨打磨质量的方法;磨石打磨功率能否自由设定对钢轨打磨深度一致性有重要影响。     

基于磨粒切削模型的钢轨打磨机理研究

基于砂轮打磨钢轨的原理建立磨粒与钢轨接触的几何模型和受力模型,分析磨粒切削深度与打磨设定功率即钢轨打磨车电机输出功率的理论关系;依据磨粒分布及其突出高度的统计规律和磨粒切削深度与参与切削磨粒数目及电机输出功率的关系,仿真研究被测区域的钢轨打磨效果,并与试验结果进行对比。结果表明:切削深度的增加会引起参与切削磨粒数目的增加,而参与切削磨粒数目的增加亦会增加测试区域中打磨区域的重叠;受钢轨本身廓形曲率变化的影响,在电机输出功率相同而砂轮摆角不同时,钢轨的打磨结果也不相同;砂轮在钢轨轨顶部位的打磨会形成最宽的打磨带以及最大的打磨横断面面积,而轨肩部位的打磨带则较窄且打磨横断面面积较小;仿真与试验结果吻合,说明基于磨粒模型预测打磨砂轮的实际打磨性能是可行的。     

钢轨打磨技术发展现状及打磨策略探讨

综述了钢轨打磨技术国内外起源以及发展现状,对现阶段钢轨打磨技术的分类进行了介绍,重点介绍了曲线和直线钢轨的打磨策略制定原则;对钢轨廓形设计的主要原则进行了归纳总结;分析研究了打磨作业中打磨量的主要影响因素;提出了钢轨打磨应根据打磨前实际钢轨使用状态,在满足目标廓形、保证打磨深度和消除病害的前提下,使打磨切削量最小;最后对今后钢轨打磨技术研究重点进行了展望。     

钢轨预防性打磨技术的运用及效果分析

应用钢轨快速打磨车在工作运行中对钢轨进行在线预防性打磨,能及时有效消除钢轨表面的接触疲劳层、波磨以及焊接不平顺等初生缺陷,预防钢轨病害的发展,最大程度延长钢轨的服役寿命,同时能够保证列车运行的舒适性、安全性和平稳性。分析了钢轨快速打磨车的运用及效果,充分发挥其作业性能、降低作业成本,以带来更大的社会、经济及技术效益。     

高速重载线钢轨打磨策略研究初探

基于国内外钢轨打磨现状 ,分析研究高速重载线钢轨打磨策略 ,从打磨限值标准、打磨车工作参数标准、打磨质量控制标准等方面论述高速重载线钢轨打磨策略的研究思路、研究方法和关键技术。重点就轮轨系统动力学与接触状态进行初步探讨