一种钢轨打磨用砂轮及其制备方法技术

本发明专利技术属于砂轮制作技术领域，具体涉及一种钢轨打磨用砂轮及其制备方法，其中一种钢轨打磨用砂轮，包括基体和磨削体，所述基体中心为安装孔，所述基体正面围绕安装孔同轴设置有侧壁槽，所述磨削体上设于与侧壁槽匹配的凸起，所述磨削体与基体通过凸起和侧壁槽匹配连接经过压制、烧结后制得，所述磨削体由以下重量份数的成分组成：磨料100份、陶瓷树脂复合结合剂15‑35份、酚醛树脂液4‑10份、填料10‑30份，所述磨料由以下重量百分比成分组成：锆刚玉30‑70％、碳化硅3‑10％、其余为白刚玉，提出了一种综合性能好、能承受重负荷的强力振动打磨和安全性能高的钢轨打磨砂轮。

Grinding wheel for rail grinding and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of grinding wheel manufacturing, particularly relates to a preparation method of rail grinding wheel and its preparation, including a rail grinding wheel, comprising a substrate and a grinding body, the body center mounting hole, the front of the base around the mounting hole is arranged coaxially with the side wall groove, and the convex body is arranged on the ground and the side wall of the groove, the grinding body, and the substrate connection after pressing and sintering after prepared by bulge and side wall groove matching, the grinding body consists of the following parts by weight: 100, abrasive composition of ceramic resin bonded 15 35 copies, 4 copies of 10 liquid phenolic resin and filler 10 30 copies, the abrasive is composed of the following components: the weight percentage of 70%, 30 zirconia corundum silicon carbide 3 10%, the rest is white jade, gives strong vibration a good performance and can bear heavy load grinding Rail grinding wheel with high safety performance.

【技术实现步骤摘要】
一种钢轨打磨用砂轮及其制备方法
本专利技术属于属于砂轮制作
，具体涉及一种钢轨打磨用砂轮及其制备方法。
技术介绍
根据2008年调整的《中长期铁路网规划》，到2020年，我国新建高速铁路将达到1.6万公里，加上其他新建铁路和既有线提速线路，我国铁路快速客运网将达到5万公里以上，将连接所有省会城市和人口在50万以上的城市，覆盖全国90％以上人口。高速铁路、客运专线对轨道结构、钢轨表面的平顺性要求极高，轨道状态对列车运行安全性、平稳性具有十分重要影响。目前国际上公认钢轨打磨对保证线路质量，提高安全系数，降低运营成本起关键作用。高铁线路在开通前进行钢轨预打磨、开通后进行钢轨预防性打磨及保养性打磨是保证高铁运行的重要手段。钢轨打磨列车是一种结构复杂，控制先进，集机、电、液、气及计算机技术于一体的施工设备，主要用于消除钢轨波纹、擦伤、肥边和剥离等钢轨损害及新线钢轨的预防性打磨。这种设备的投入使用能大幅度提高钢轨利用率，延长使用寿命，改善旅客舒适度，缓解设备病害。上世纪60年代Speno公司制成了世界上第一列钢轨打磨列车。普遍应用于铁路干线钢轨打磨和使在用再生钢轨铺设的次要线路上。当前国外主要的打磨列车为：美国RotraLR系列钢轨打磨机，砂轮的偏转角度为零度、二十度和四十度，打磨机长10米，由电动机驱动，主要用于城市公共交通系统。RG301型钢轨打磨列车。砂轮的偏转角度可达四十五度，它装备了30.9Kw和22.1Kw2种打磨电机，84个砂轮。打磨的灵活性和精度都较高。PGM－48/3、PGM－48/4型钢轨打磨列车，此车同时使用48片树脂砂轮，每根铁轨由24片砂轮打磨，在计算机控制下，按12修磨面同时打磨钢轨，另外它装备了横向轮廓激光检测装置，检测钢轨的轨头横断面由8个激光束来完成。由Jackson公司制造的钢轨打磨列车有20个砂轮，打磨电机的功率为441.3Kw，它主要用于轨距1676mm的钢轨打磨。加拿大BCTransit所采用的由Jackson公司制造的钢轨打磨列车，有8个砂轮，打磨电机的功率为294.2Kw，它主要是满足大坡度和小半径等特殊线路条件下的需要。还有SPENO生产的打磨机车主要是GWM110、210、320、440多用途钢轨打磨车，SBM200型钢轨打磨车；SBM111型刨平和打磨钢轨两用车等。在高速铁路运营过程中，铁路的钢轨接触疲劳损伤主要表现为轨面剥离、波浪形磨损、轨头压馈、裂纹和钢轨断裂等，严重影响铁路运输的安全性和经济性。很多高铁线路曲线钢轨分别出现了斜线状裂纹，裂纹发展到一定程度后便快速扩展，形成大尺寸横向疲劳裂纹,直至断裂，对行车安全形成巨大的隐患。在运营过程中，由于疲劳伤损的增加，钢轨的维修和养护就显得愈来愈重要。钢轨打磨技术作为铁路工务部门在线路养护维修中的一种重要方法，能消除和抑制住轨面伤损，延长钢轨使用寿命，因此在国内外已得到广泛的应用，产生了巨大的经济效益，已成为世界范围内铁路线路的常规养护维修技术。高速铁路钢轨打磨过程中最重要的工作部件是砂轮，钢轨打磨砂轮是一种要求非常高的专用磨具，打磨时使用砂轮的端面进行振动修磨，垂直方向的压力采用液压调节加压，因此，砂轮承受的负荷非常大，就需要砂轮具有强度高、耐磨性好、磨削比高、耐候性好等特点。砂轮使用的磨料必须结构致密、热物理性能好。所选择得结合剂必须强度高、耐磨性好，自锐性优良，这样才能保证砂轮能够承受重负荷的强力振动打磨，打磨过程中形状保持完好，满足钢轨打磨的要求。目前，关于铁轨打磨砂轮的技术已有报道，市售的砂轮或者使用磨料种类比较单一，或者结合剂选择不合理，或者填料成分的选择不很恰当，或者磨料与填料、结合剂之间的配比不合理，这些砂轮并不能够圆满完成重负荷下的强力振动打磨任务。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种综合性能好、能承受重负荷的强力振动打磨和安全性能高的钢轨打磨砂轮。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种钢轨打磨用砂轮，包括基体和磨削体，所述基体中心为安装孔，所述基体正面围绕安装孔同轴设置有侧壁槽，所述磨削体上设于与侧壁槽匹配的凸起，所述磨削体与基体通过凸起和侧壁槽匹配连接经过压制、烧结后制得，所述磨削体由以下重量份数的成分组成：磨料100份、陶瓷树脂复合结合剂15-35份、酚醛树脂液4-10份、填料10-30份。进一步限定，所述磨料由以下重量百分比成分组成：所述磨料由以下重量百分比成分组成：锆刚玉：30-70％、碳化硅：3-10％、其余为白刚玉，这样的设计，结合各自的优点，能使砂轮的性能达到最优状态，以满足高强度的磨削要求。其中所述锆刚玉是以铝矾土(或铝氧粉)、锆英砂、无烟煤和铁屑为原料，在电弧炉内经2000℃以上高温熔炼，熔液经急冷，破碎制粒而成，是α-Al2O3和Al2O3-ZrO2的共晶体化合物，锆刚玉的韧性大、强度高、耐磨性好。在对钢轨的强力震动磨削过程中，表现出极高的磨削效率。还具有不易烧伤工件、砂轮表面不易堵塞等优点，完全适用于本专利技术磨削钢轨的需求；在磨料中还添加了少量的碳化硅，碳化硅虽然磨削适用性与刚玉相反，它会与钢轨发生如下反应：SiC+4Fe→FeSi+Fe3C，不宜用于磨削钢轨。研究也发现，砂轮中含有少量的碳化硅时，在磨削过程中与钢轨间歇性发生反应，有提高磨削效率的效果。而且碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、显微硬度高、导热性能良好、抗冲击等特性，加入适量的碳化硅不仅有助于砂轮的磨削效率，还可以提高砂轮的强度、耐候性、抗疲劳等性能，延长砂轮的使用寿命。由于碳化硅与钢轨会发生反应，碳化硅的添加量需要控制，因此，本专利技术将碳化硅的含量控制在磨料的3-10％范围内。白刚玉以工业氧化铝粉为原料，于电炉中经2000℃以上高温熔炼后冷却制成，经粉碎、整形、磁选去铁，筛分成多种粒度，白刚玉磨料的质地致密、硬度高，粒形成尖角状，适用于制造陶瓷、树脂固结磨具以及研磨、抛光、喷砂、精密铸造(精铸专用刚玉)等，还可用于制造高级耐火材料。进一步限定，所述磨料的粒度为F8-F120，这样的设计，使对钢轨磨削加工更平顺、精度更好。进一步限定，所述陶瓷树脂复合结合剂由以下重量百分比的原料组成：陶瓷结合剂30～70％、树脂结合剂30～70％，所述陶瓷结合剂的组成是：SiO2：25-40％，B2O3：15-30％，Al2O3：1-5％，CaO：1-4％，BaO：2-5％，ZnO：7-16％，Na2O：15-24％，K2O：1-3，这样的设计，陶瓷结合剂的强度高，耐高温，使用寿命长，缺点是陶瓷是脆性材料，抗折强度低，树脂结合剂的耐高温性能差，磨削锋利。陶瓷结合剂和树脂结合剂的自锐性都很好。将两种结合剂混合使用，可以发挥二者的长处，有效克服树脂结合剂难耐高温和陶瓷结合剂脆性大的缺点。进一步限定，所述陶瓷树脂复合结合剂中树脂结合剂是酚醛树脂粉，所述酚醛树脂粉的粒径为100#-320#，这样的设计，酚醛树脂弹性好、抛光能力优良、强度高、硬度大、耐热性好、磨削消耗小、磨削效率高、磨削精度好等特点，且具有优异的黏附性能、独特的抗烧蚀性能、阻燃性能。进一步限定，所述陶瓷树脂复合结合剂中陶瓷结合剂粒径为100#-320#，这样的设计，磨轮磨削时有利于排屑容屑和散热，磨耗比非常小，不易烧伤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢轨打磨用砂轮，其特征在于：包括基体和磨削体，所述基体中心为安装孔，所述基体正面围绕安装孔同轴设置有侧壁槽，所述磨削体上设于与侧壁槽匹配的凸起，所述磨削体与基体通过凸起和侧壁槽匹配连接经过压制、烧结后制得，所述磨削体由以下重量份数的成分组成：磨料100份、陶瓷树脂复合结合剂15‑35份、酚醛树脂液4‑10份、填料10‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种钢轨打磨用砂轮，其特征在于：包括基体和磨削体，所述基体中心为安装孔，所述基体正面围绕安装孔同轴设置有侧壁槽，所述磨削体上设于与侧壁槽匹配的凸起，所述磨削体与基体通过凸起和侧壁槽匹配连接经过压制、烧结后制得，所述磨削体由以下重量份数的成分组成：磨料100份、陶瓷树脂复合结合剂15-35份、酚醛树脂液4-10份、填料10-30份。2.根据权利要求1所述一种钢轨打磨用砂轮，其特征在于：所述磨料由以下重量百分比成分组成：锆刚玉30-70％、碳化硅3-10％、其余为白刚玉。3.根据权利要求2所述一种钢轨打磨用砂轮，其特征在于：所述磨料的粒度为F8-F120。4.根据权利要求3所述的一种钢轨打磨砂轮，其特征在于：所述陶瓷树脂复合结合剂由以下重量百分比的原料组成：陶瓷结合剂30～70％、树脂结合剂30～70％，所述陶瓷结合剂的组成是：SiO2：25-40％，B2O3：15-30％，Al2O3：1-5％，CaO：1-4％，BaO：2-5％，ZnO：7-16％，Na2O：15-24％，K2O：1-3％。5.根据权利要求4所述的一种钢轨打磨砂轮，其特征在于，所述陶瓷树脂复合结合剂中树脂结合剂是酚醛树脂粉，所述酚醛树脂粉粒径为100#-320#。6.根据权利要求5所述的一种钢轨打磨砂轮，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝俊杰，纪振晖，陈文，王俊姿，邓成明，张晓东，李国平，袁娇娇，
申请(专利权)人：山东振辉新型磨具有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37