钢轨打磨车单个砂轮打磨量研究

针对目前钢轨打磨车不能精确作业的问题,设计并搭建了钢轨打磨车单个砂轮打磨试验台,并在试验台上进行了大量试验,获取了大批试验数据,通过分析单个砂轮打磨能力与打磨车作业速度、电流值之间的量化关系,验证试验台数据的有效性。同时,单个砂轮打磨量数据的积累,为打磨车实现精确化、智能化打磨奠定了基础。     

钢轨打磨小车振动特性及其对打磨质量影响的研究

钢轨打磨小车是打磨列车进行打磨作业的主要执行机构,钢轨打磨小车工作时的振动状态会直接影响打磨质量。本文为探究钢轨打磨小车的振动特性及其对打磨质量的影响,分别在不同打磨速度和不同轨道波磨条件下进行了钢轨打磨小车的打磨实验,并对钢轨打磨小车在不同工况下的振动特性及打磨对钢轨不平顺质量的改善进行了现场测试。测试结果表明打磨小车在作业时的主要振动激励来源于砂轮与钢轨相互作用产生的振动,其频率与电机转子的旋转频率相同;随着打磨速度的增加,打磨小车各主要结构的振动幅值降低,且打磨后的钢轨不平顺质量有所提高;在具有波磨的轨道上进行打磨作业时,打磨小车各主要结构的振动幅值均高于在无波磨的轨道上打磨的幅值;当波磨的通过频率与打磨电机的激振频率吻合时,对钢轨打磨小车的振动和打磨后的钢轨不平顺质量均不利。     

道岔钢轨打磨对轮轨动力学影响分析

以道岔钢轨为研究对象,对线路钢轨实施个性化廓形打磨,采用Simpack建立车辆系统动力学模型,分析钢轨打磨前后轮轨动力学性能变化。实验结果表明,钢轨实施打磨后轮轨接触几何分布较打磨前均匀,车轮横向力、磨耗系数、脱轨系数等指标均有所改善,分别下降了16.95%、11.61%、10.26%,通过道岔钢轨打磨可以有效提升车辆运行稳定性,同时对延长轮轨服役时间具有积极作用。     

混运模式下钢轨打磨廓形对客货车车轮磨耗的影响研究

针对当前铁路既有线通常采用客货混运模式的现状,以LM踏面客货车车轮分别与CHN60钢轨和打磨后钢轨进行匹配,分析不同匹配下的轮轨接触几何关系;考虑材料弹塑性以及车轮的惯性力,采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立三维轮轨滚动接触有限元模型;基于2种不同的磨耗模型,研究混运模式下钢轨打磨对客货车车轮磨耗的影响。结果表明：钢轨打磨使得客货车的轮轨接触几何关系发生改变,打磨后的钢轨与客车车轮接触Mises应力减小,而与货车车轮接触Mises应力变化不大;同一钢轨分别与客货车车轮接触时,货车车轮的磨耗比客车车轮磨耗大;钢轨的打磨会降低轮轨接触斑内的牵引力从而降低车轮磨耗,这对于延长轮轨的使用寿命非常有利。     

关于钢轨打磨列车打磨作业装置的研究

钢轨打磨列车作业装置是钢轨打磨列车打磨系统的核心部件,该装置通过液压系统、气动系统及电气系统,完成钢轨轨廓和波磨打磨工作,修整出满足列车运行的轨型,并延长钢轨使用寿命。     

钢轨砂带打磨与砂轮打磨综合性能对比实验研究

基于自主研发的锂电驱动钢轨砂带打磨机和砂轮打磨机,以60N型钢轨廓形作为实验对象,全面对比了新型钢轨砂带打磨技术和传统砂轮打磨技术的性能。结果表明：当打磨压力在45～75 N范围内时,砂带打磨的材料去除率约为砂轮打磨的15～30倍,而当压力增大到90 N时,砂带打磨的材料去除率高达砂轮打磨的102倍;砂带打磨的振动加速度、噪声和能耗均小于砂轮打磨;砂带打磨切屑为带状,而砂轮打磨则表现为高温熔融状,同时当打磨压力增大到105 N时,砂轮打磨后钢轨表面会出现发蓝现象,而砂带打磨不会;此外,砂带打磨的横向表面粗糙度大于砂轮打磨,最高可达8μm,但满足中国铁路钢轨养护要求的最大值10μm。综上,钢轨砂带打磨技术在材料去除率、振动、噪声、能耗和温度等方面显著优于传统砂轮打磨技术,预期将成为工程实际中解决钢轨严重病害问题的有效方法之一。     

混运模式下钢轨打磨廓形对客货车车轮磨耗的影响

针对当前铁路既有线通常采用客货混运模式的现状,以LM踏面客货车车轮分别与CHN60钢轨和打磨后钢轨进行匹配,分析不同匹配下的轮轨接触几何关系;考虑材料弹塑性以及车轮的惯性力,采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立三维轮轨滚动接触有限元模型;基于2种不同的磨耗模型,研究混运模式下钢轨打磨对客货车车轮磨耗的影响。结果表明:钢轨打磨使得客货车的轮轨接触几何关系发生改变,打磨后的钢轨与客车车轮接触Mises应力减小,而与货车车轮接触Mises应力变化不大;同一钢轨分别与客货车车轮接触时,货车车轮的磨耗比客车车轮磨耗大;钢轨的打磨会降低轮轨接触斑内的牵引力从而降低车轮磨耗,这对于延长轮轨的使用寿命非常有利。     

水介质对钢轨高速被动式打磨影响的试验研究

利用高速打磨试验台开展有水介质和无水介质条件下的钢轨高速打磨试验,研究水介质对磨石受力、钢轨打磨量、磨石磨损率、钢轨表面粗糙度等的影响。结果表明:在水介质存在的条件下,磨石所受横向力的波动明显降低,有利于打磨车作业的安全性;水介质的存在使钢轨打磨量略有降低,但不影响正常打磨作业;水介质的存在有利于降低磨石磨损速率和提高钢轨表面打磨后的光洁度,有利于钢轨的高速打磨作业。     

钢轨打磨过程打磨力波动机理分析

钢轨打磨车在作业过程中,由于车体和钢轨的弹性振动以及钢轨本身的不平顺等原因,引起砂轮打磨力出现不稳定波动问题,从而导致打磨质量不佳,甚至产生新的波磨等问题。为了研究抑制打磨力波动问题的解决方法,对钢轨打磨车打磨过程进行分析,并建立打磨车与轨道的耦合动力学模型,通过模型分析钢轨打磨过程中打磨力波动的机理,并通过数值仿真研究钢轨的垂向振动、打磨速度以及打磨质量对打磨力波动的影响。     

高速铁路钢轨打磨偏差对车辆动力学性能的影响

针对我国高速铁路存在的两种典型的钢轨打磨偏差,建立了我国某型动车组车辆多体动力学模型,仿真分析了轨肩过度打磨和轨头过度打磨对轮轨接触匹配关系、车辆稳定性及车辆运行品质的影响。结果表明:当轨肩过度打磨时,轮轨接触点位置会偏向于踏面外端和轨头部分,导致等效锥度变小,容易诱发一次蛇行(即"晃车")现象,在一次蛇行对应的速度区间,车辆横向加速度增大,平稳性更差;而当轨头过度打磨时,轮轨接触点位置会集中在踏面喉根圆部分和轨肩部分,引起等效锥度异常增大,引发车辆二次蛇行失稳,容易触发动车组构架横向加速度"报警"。因此,为了提高动车组稳定性,改善运营品质,在钢轨打磨过程中,应该严格控制打磨精度,以标准廓形为目标廓形。     

支撑条件对钢轨模态参数影响研究

钢轨的振动形态直接影响着铁路轮轨的接触状态,不同的支撑条件对钢轨的振动有着较大的影响.本文应用模态分析和有限元理论研究了钢轨不同支撑条件对钢轨固有频率和振型的影响.应用环境激励下模态参数识别方法对钢轨在不同支撑条件下的模态参数进行了识别.针对四种支撑方式,分别得到了模态参数,通过理论和试验分析表明,不同的支撑方式对轨道模态参数有较大影响.这一结论为合理铺设轨道提供依据.     

钢轨打磨列车专用砂轮

由郑州白鸽（集团）股份有限公司近期试制成功的钢轨打磨列车专用砂轮,通过了河南省科技厅组织的专家鉴定。鉴定认为该产品已达到国内领先水平。 钢轨打磨列车专用砂轮的成功研制,将改变我国从２０世纪９０年代以来一直采用由美国独家生产该产品的状况,克服铁路钢轨经过火车反复碾压后产生的磨损、肥边、表面不平等缺陷,为我国在此类产品方面替代进口,节约外汇打下了良好基础。钢轨打磨列车专用砂轮     

钢轨打磨车辆曲线通过性能研究

由于钢轨打磨列车作业时运行速度低于一般曲线的设计速度,因此车辆在曲线上作业时会出现过超高现象。采用多体系统动力学软件Simpack建立钢轨打磨车辆的非线性模型,研究高速大半径和山区小半径两种线路工况下,曲线超高、半径和曲线通过速度对打磨车辆曲线通过性能的影响。结果表明:打磨车辆在曲线上作业时各项动力学指标均符合国家标准规定的限值;高速大半径线路工况下,曲线超高是影响打磨车辆曲线通过性能的主要因素;山区小半径线路工况下,曲线半径成为主要因素;打磨车辆作业速度对曲线通过性能影响不明显。     

钢轨打磨过程中打磨压力波动行为分析

钢轨打磨列车作业时存在一定打磨压力波动,从而影响打磨钢轨的表面不平顺。在考虑加载机构的运动行为及砂轮-钢轨接触行为的基础上,建立了打磨小车动力学分析模型,利用该模型研究了钢轨高低不平顺、打磨速度、钢轨波磨、打磨小车结构参数等因素对钢轨打磨压力波动的影响。结果表明:轨道高低不平顺是打磨压力产生波动的主要原因;提高打磨速度,打磨压力波动减小;特定的钢轨波磨波长会使打磨机构产生共振,导致打磨压力波动出现峰值;优化打磨小车一系定位刚度和打磨单元的轻量化有利于减小打磨压力波动,提高钢轨打磨作业的稳定性。     

双动力钢轨打磨车打磨提升装置同步性分析及研究

介绍了双动力打磨车打磨提升装置组成及工作原理,以及控制打磨装置提升的液压系统原理,并针对打磨提升装置的问题现状,分析、研究打磨提升装置同步误差存在的原因,重新优化设计方案,并在试验中实施验证,结果证实打磨车打磨提升装置同步性、稳定性、可靠性均满足设计的规定和需求。     

钢轨CBN砂轮高速打磨试验台设计与试验研究

研制一种可模拟高速打磨实际工况的高速CBN砂轮打磨试验平台、该试验台可模拟砂轮纵向、垂向进给,并且可以实现±50°偏转,实现钢轨的正向、侧向的打磨。通过试验台模拟打磨试验验证了CBN砂轮高速打磨钢轨的可行性,并得出3#复合结合剂砂轮最适合高速打磨,最优打磨砂轮线速度70m/s^80m/s,最优下压力800N^1000N。     

96头钢轨打磨列车动力车设计研究

针对96头钢轨打磨列车的运用特点,研究提出了一种具有液力传动和液压传动双模式牵引功能的动力车。该动力车既能提供高速运行的牵引力,满足打磨列车快速高效到达作业现场的需要,又能提供打磨作业运行时所需的低恒速牵引力,保证打磨列车的打磨质量和精度。     

基于虚拟砂轮的钢轨打磨温度场研究

基于现场钢轨打磨作业方式,建立符合真实砂轮特征的虚拟砂轮,进而建立钢轨打磨过程砂轮-钢轨模型。运用有限元软件DEFORM仿真打磨过程中的钢轨温度场变化,分析钢轨上节点温度的变化规律,并研究不同打磨参数(包括打磨深度、进给速度、砂轮转速)对打磨温度的影响。研究结果表明:钢轨打磨过程中,钢轨经历砂轮的两次打磨作用,磨削区域温度继续升高,热影响区会进一步扩大。钢轨节点温度迅速升高过程中会经历一个小幅降低,然后继续升高达到温度最高点之后再逐渐降低。打磨参数对打磨温度有明显影响,当打磨深度从10μm增加到70μm时,钢轨最高温度从330℃升高至529℃;当进给速度从5 km/h增加至20 km/h时,钢轨最高温度从663℃降低至407℃;当砂轮转速从2000 r/min增加至3800 r/min时,钢轨最高温度从353℃升高至445℃。     

地铁线路控制钢轨波磨的钢轨打磨技术应用研究

介绍了国内轨道交通工具轮轨形面匹配的情况和存在的问题.基于多体动力学软件( SIMPACK)建立了地铁车辆的动力学模型.首先,利用SIMPACK的前处理功能导入标准的钢轨型面和设计后的钢轨型面,及实测的现场线路数据,作为仿真计算的输入.然后以轮轨横向力、垂向力以及脱轨系数为例,对打磨前后钢轨对车辆动力学响应进行了分析....     

钢轨打磨机理研究进展及展望

综述了钢轨打磨过程中材料的去除机理,主要包括钢轨打磨时材料的去除模型、钢轨打磨温度场,并在此基础上介绍了不同打磨参数、打磨磨石与打磨工况下钢轨材料的去除行为,提出了钢轨打磨效率和打磨质量相互作用机制,总结了钢轨打磨对轮轨滚动接触疲劳的影响因素。提出了未来重点研究方向建议:开展针对磨石特性(如磨料成分、结合剂、粒度、硬度、气孔等)的研究,研发适合我国钢轨的打磨磨石,以提高打磨作业效率和质量,降低打磨作业成本;进一步开展其他特殊工况下的钢轨打磨试验;将钢轨打磨与其他铁路维护作业相结合,在保证轮轨接触状态良好的条件下延长钢轨使用寿命。