钢轨打磨工艺试验台载轨小车的设计Word格式.docx

钢轨打磨工艺试验台载轨小车的设计Word格式.docx

《钢轨打磨工艺试验台载轨小车的设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢轨打磨工艺试验台载轨小车的设计Word格式.docx（43页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

关键词：

养路机械，钢轨打磨，载轨小车。

英文题目：

TheDesignedofDailCarContaining

ofTechnologyTestBedRailGrinding

Abstract:

Intherailtransportsystem,thelifeofrailmainlydecidedbythewearandrollingcontactfatigue.Toextendthelifeofrail,needtoconsiderthemanufactureandmaintenanceofrailaspects.Specifically,istoproducehigh-qualityrailandeffectivelubricationoftherailwheel-railinterfaceandthepolishedcross-sectionofscientific.Whenworntoalesserextentbutthenormalrunningofthelocomotive,thedirectreplacementoftherailisclearlyuneconomical,therefore,ontherailgrindingbecomesverynecessary.Ontherailgrindingtrainusingarailgrinding.Railgrindingtrainisusedtoremoverailsurfacedefects,cephalicandverticalcrossingrailgrindingmilloflargeroadmaintenancemachinery.Atpresent,Chinaisdevelopgraduallydomesticallyonthebasisoftheintroduction,digestionandabsorptionofforeignadvancedtechnology.Thispaperdescribesthebackgroundabouttherailgrinding,theory,technologyandapplicationoftheresults,andtest-bedbasedonthefunctionalrequirementstobeaccomplishedbydesigningasetalongthetrackrailcarmovement,throughtheanalysisofallpossibleoptions,selecttheoptimumProgramcontainsthecompletedesignofrailcars.

Keywords:

maintenancemachinery，railgrinding，railcarcontaining，gear.

1绪论

1.1钢轨打磨的必要性

在铁路运输系统中，钢轨的使用寿命主要由磨耗和滚动接触疲劳两方面决定。

要延长钢轨的使用寿命，需要考虑钢轨制造和养护维修两个因素。

相对而言，钢轨制造的成本要比养护维修高出许多，所以，提高钢轨的使用寿命主要以养护维修为主，而钢轨打磨则是线路养护维修中的重要手段。

1.2钢轨打磨在国内外的研究现状

在国外，钢轨打磨已有50多年的历史，到目前已达到比较完善的应用阶段。

钢轨打磨的目的在于消除钢轨的波形磨耗和控制钢轨的接触疲劳，防止因接触疲劳而产生片状剥落、开裂等病害。

在钢轨打磨的早期发展阶段，主要对钢轨采用矫正性打磨，而目前，较多地采用预防性打磨。

随着打磨设备和技术的不断改进，以及优质钢材和先进润滑技术的应用，已经基本上能够消除钢轨的波形磨耗，有效地控制剥落现象，大幅度提高钢轨寿命。

实践证明，采用打磨的方法来预防钢轨波磨、控制接触疲劳、裂纹扩展和磨耗有较好的效果，并可获得巨大的效益。

主要表现在以下方面：

（1）打磨消除了轨道不平顺，减少了轮轨间的振动，提高轨道的稳定性，降低了线路与机车车辆的维修费用；

（2）打磨与钢轨涂油相结合，可延长钢轨寿命50％～300％；

（3）改善轮轨粘着，减小滚动阻力，提高了行车安全；

（4）降低了噪声与振动，提高了旅客的舒适度。

我国的钢轨打磨起步较晚，从1989年才开始在工务维修中使用钢轨打磨列车。

所以，我国的钢轨维修设备水平和打磨技术远远落后于铁路发达国家，如加拿大、美国、澳大利亚、瑞典和印度等国的铁路维护。

下图1-1为瑞士斯比诺打磨列车的照片。

目前，在北京铁路局、郑州铁路局和广深准高速铁路都采用了钢轨打磨技术。

下图1-2是用于北京铁路局机械段使用的打磨列车，是由二七厂引进国外技术生产的。

过去,由于对钢轨打磨技术重视不够，铁路维修中所使用的打磨列车均为引进，并且数量有限，很难对钢轨进行预防性打磨。

随着铁道部提速战略的实施和全国大中城市轨道交通的兴起，钢轨不平顺、剥落、接触疲劳和噪声等病害成为轨道交通工程师们所面临的一个重要问题。

同时，由于轮轨磨损，需要频繁地旋修轮对和更换钢轨，造成了大量的能源浪费。

据广铁集团介绍，在广深准高速铁路开通后，钢轨很快就出现了轨面不平顺，且发展迅速，主要表现为波浪轨面、马鞍接头和轨头肥边。

因此，工务段在线路维修中增加了全面打磨钢轨轨面作业项目，专门成立了以保养钢轨平顺度为主的钢轨修理班，负责打磨和焊补工作。

为达到既提速又降低成本的目的，必须改进传统的维修方式，引进先进的维修理念和养路机械。

1.3钢轨打磨列车的主要研究内容

钢轨打磨列车是用于消除钢轨踏面缺陷、轨头侧磨以及纵向打磨的大

型养路机械。

打磨列车带动打磨机构以某个走行速度在钢轨上行进，形成打磨头与钢轨之间的相对进给运动；

打磨机构上的打磨电机竖直立放，直接驱动打磨砂轮旋转，并由液压油缸或气缸对打磨头施加一定的向下压力，实现对钢轨的施压打磨磨削；

调节磨头对钢轨顶面廓形的偏转角度及横向位移，可对钢轨顶面廓形的各个位置进行打磨，以获得理想的钢轨顶面廓形。

一般来说，钢轨打磨列车主要研究内容及需解决的关键技术如下：

（1）总体方案的研究设计。

其中包括动力装置的功率分配及选型；

动力传动系统主要零部件的国产化配套及选型；

承载式车体与打磨小车车架结构的国产材料代用、优化设计及试验；

通讯、空压系统的配套选型；

列车火灾监控与电控灭火装置的研究列车的动力学性能计算等。

因此，总体方案的设计研究是关键技术之一。

（2）打磨工艺参数的试验与研究。

该参数是打磨作业质量的重要措施，根据我国钢轨材质及钢轨损伤特点，结合进口机组在我国线路上使用情况，研究合理的打磨工艺参数是非常必要的。

这些参数如：

打磨功率、打磨压力、打磨电机转速、打磨摆动角度、打磨单元的横向调节量、波浪磨耗的打磨起始值、打磨送给量及打磨效率等。

因此，打磨工艺参数的试验与研究是关键技术之二。

（3）打磨装置的研耐。

打磨装置是机组打磨作业的执行机构，其机构的灵活、可靠性是研究的关键技术之三。

（4）检测、控制及其显示系统的研制。

检测、控制及其显示系统，相当于钢轨打磨列车的中枢神经。

它包括波浪磨耗检测系统、轮廓形状测量系统、打磨作业系统、走行系统、电气控制系统及计算机处理系统的试验与研制。

上述系统的研制是关键技术之四。

（5）液压系统的研究与设计。

液压系统包括走行液压系统有护轨板，保证碎石不能覆盖轨面。

另外，当车速过慢或停止时，由于碎石互相堆积挤压，向线路上倾卸的速度也减慢或停止。

随着车速和旅客乘车舒适度的不断提高，钢轨打磨作业在工务养修作业中所占份额将日渐增加。

同时，随着状态修体系的日趋完善，钢轨打磨良好的经济性决定了它具有广阔的发展前景。

所以，提高钢轨打磨技术的效率和质量也变得越来越重要。

目前，我国正在引进、消化、吸收国外钢轨打磨列车先进技术的基础上逐步进行国产化研制。

为此，需要研制钢轨打磨试验台，结合我国铁路钢轨材质性能与损伤特点，开展钢轨打磨参数的试验研究，来指导国产化钢轨打磨列车的研制。

具体研制内容如下：

（1）通过在试验台上做打磨工艺参数的试验研究，结合进V口打磨列车在国内线路上的实际应用情况，来确定符合我国铁路特点的合理的打磨工艺参数，提高国产化钢轨打磨列车的打磨效率。

（2）另外，还可通过在试验台上做打磨电机和打磨砂轮的性能研究与参数分析，实现其国产化选型和参数确定以及国产化试制产品的检验验收因此，要求试验台能够模拟打磨列车上打磨装置的各种动作，其电机功率、电机转速、打磨施压压力、磨头摆角、打磨速度等工艺参数都应能连续无级调整。

2方案分析

2.1课题的主要研究内容

针对钢轨打磨工艺试验台对载轨小车的要求进行结构设计与计算。

打磨工艺试验台，主要用于打磨列车打磨控制系统研发过程中，为研究打磨工艺和打磨模式、确定相关参数提供试验支撑，同时为兼顾控制系统研发、调试提供一定的硬件条件。

载轨小车主要是为试验台实现钢轨和打磨头沿纵向的相对运动而设计，它主要依据总体方案来确定其结构和控制。

本论文将依据试验台要完成的功能要求设计一沿轨道运动的载轨小车，通过对各种可能的方案进行分析，选择较优方案进行完整的载轨小车设计。

2.2课题的设计要求

1.小车上载有6.25m长的60kg/m的打磨钢轨，且钢轨与小车的固定可靠、方便；

2.小车运行的轨长约23.5m，采用60kg/m；

3.钢轨平移进给最大速度16km/h，达最大速度用时应不超过5s，且该运行速度能够向下调整；

4.小车运行过程中，需检测其到达固定点的位置和运行速度；

5.小车在中间段6.5m运行过程中，要受到与竖直方向成-75～20°

角、且不超过2kN打磨压力的作用；

6.小车重复通过激光检测头的横向变动量小于±

8mm；

7.需对小车其动力和重要部位进行防护处理。

2.3课题技术要求的初步分析

小车的最大速度

小车的加速度

小车加速过程中所走的路程

打磨钢轨的长度

1．钢轨采用来回打磨的方式

优点：

提高了钢轨的打磨效率；

缺点：

增大了设备的占地面积。

因为钢轨采用来回打磨的方式，所以小车在加速和减速的过程中走过的路程是相同的，即。

所以，小车运行的轨道长度最小应为

所以，小车的运行轨道的长度应该选择为。

2.小钢轨采用单向打磨的方式

减小了设备的占地面积；

降低了钢轨的打磨效率。

因为钢轨采用单向