一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法技术

本发明专利技术公开一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，首先沿打磨前钢轨纵向设置测点，测量各测点处钢轨廓形；并对打磨前钢轨廓形进行重建，进一步得重建后各测点处钢轨廓形；随后多遍打磨钢轨，通过对打磨前钢轨廓形和每遍打磨后磨痕测量，结合一定的数据处理算法，能够便捷准确的计算对应工况下钢轨打磨量。本发明专利技术可准确掌握不同工况下打磨设备的打磨量参数，对现场打磨作业形成有效指导，保证打磨质量。打磨质量。打磨质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法


[0001]本专利技术属于钢轨打磨
，涉及一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法。

技术介绍

[0002]随着铁路网规模不断扩大，铁路工务养修需求也迅速增加。钢轨作为铁路重要的轨道设备，将承受列车荷载、轨道状态、线路条件等因素的综合影响，在服役过程中将逐渐劣化，产生剥离掉块、波浪形磨耗、肥边、异常磨耗等病害。如果钢轨病害不能得到及时有效处理，将会加速病害发展，严重缩短钢轨使用寿命，甚至危及行车安全。钢轨打磨为控制其病害产生和发展提供了有效途径，能够有效延长钢轨使用寿命，降低钢轨养修和换轨成本，同时提高车辆运行的安全性和平稳性。
[0003]目前国内常用的打磨设备有大型打磨列车和小型打磨机具，主要采用砂轮端面磨削的形式进行钢轨打磨。通过采用电机或液压马达驱动的高速旋转砂轮端面对钢轨轨头不同位置进行打磨，从而使钢轨保持良好的廓形状态，消除轨面病害，改善钢轨服役性能。在进行打磨作业时，砂轮材质、砂轮倾斜角度、打磨压力、砂轮转速、行进速度等因素均会对打磨量产生影响。如果不能准确掌握打磨设备的打磨量参数，钢轨打磨质量难以得到保障。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，为准确掌握不同工况下打磨设备的打磨量参数，对现场打磨作业形成有效指导，保证打磨质量，本专利技术提出一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，通过对打磨前钢轨廓形和打磨后磨痕测量，结合一定的数据处理算法，能够便捷准确的计算对应工况下钢轨打磨量。
[0005]本专利技术提出了一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，通过下述步骤实现：
[0006]步骤1：沿打磨前钢轨纵向设置测点，测量各测点处钢轨廓形。
[0007]步骤2：钢轨打磨多遍。
[0008]步骤3：对打磨前钢轨廓形进行重建，进一步得重建后各测点处钢轨廓形。
[0009]步骤4：测量每遍打磨后各测点轨面磨痕宽度。
[0010]步骤5：根据打磨前钢轨廓形和每遍打磨后磨痕宽度，计算每遍打磨的磨削面积和磨削深度。
[0011]步骤6：计算各测量点多遍磨削后的平均磨削面积和磨削深度。
[0012]本专利技术的优点在于：
[0013]1、现场测量操作方便，精确度高。采用钢轨廓形测量设备测量打磨后钢轨廓形时很难保证与打磨前位置相同，且钢轨廓形对打磨量计算结果较为敏感。由于磨削面积和磨削深度对磨痕宽度不敏感，因此每个测点只需要在打磨前测量一次钢轨廓形，每遍打磨后只需要对磨痕宽度进行测量即可进行打磨量计算，现场测量便捷且能保证较高的精度。
[0014]2、支持多遍打磨作业的打磨量计算。该方法采用循环迭代计算的方法，可根据打磨前廓形和打磨后磨痕宽度准确模拟每遍打磨后的钢轨廓形，因此适用于多遍打磨作业中的打磨量计算，适用性较强。
[0015]3、不易受轨面异物影响。通常直接采用钢轨廓形仪测量打磨前后钢轨廓形的方法计算打磨量，但由于打磨后轨面容易附着铁屑等异物，会对测量廓形产生较大干扰。该方法可用直尺等长度测量设备进行测量，测量方式较为灵活，且不易受轨面异物影响。
[0016]4、适用多种打磨机具。该方法能够适用于各种采用砂轮端面磨削钢轨的打磨设备，涵盖大型打磨列车和小型打磨机具，基本能够适用于当前铁路采用的绝大部分钢轨打磨设备。
[0017]5、适用多种作业工况。该方法对作业工况不做限制，可以根据施工需要个性化制定打磨作业工况，能够任意设置砂轮倾斜角度、打磨压力、砂轮转速、行进速度等作业条件。
[0018]6、计算结果能够对打磨作业形成有效指导。该方法可以根据不同的打磨设备和不同作业工况准确计算打磨量，结合计算机编程，在施工前根据实测廓形即可预测打磨后的钢轨廓形，为制定打磨方案和打磨计划提供依据，避免打磨作业盲目性。
附图说明
[0019]图1为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法总体流程图。
[0020]图2为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法中砂轮打磨示意图。
[0021]图3为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法中每遍打磨后磨痕宽度测量示意图。
[0022]图4为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法中打磨量计算流程图。
[0023]图5为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法中磨削参数计算示意图。
[0024]图6为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法中不同工况磨削面积曲线示意图。
[0025]图7为本专利技术基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法中不同工况磨削深度曲线示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0027]一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0028]步骤1：测量打磨前钢轨廓形。
[0029]在进行打磨作业前，沿钢轨纵向不同位置，选择N处测点，并对各测点位置做上标记，采用钢轨廓形测量设备对打磨前钢轨廓形进行测量，第i个测点处钢轨廓形离散点数据记为RB
i
(i＝1、2、3
…
N)。
[0030]步骤2：开展钢轨打磨作业。
[0031]设定打磨设备作业工况(砂轮倾斜角度、打磨压力、砂轮转速、行进速度等)，采用打磨设备中的单个砂轮对钢轨进行M遍磨削，每遍打磨过程中各测点处的作业工况相同。第j遍打磨作业时砂轮打磨倾斜角度记为A
j
(j＝1、2、3
…
M)，表示砂轮轴向与竖直线的夹角，如图2所示。
[0032]步骤3：对打磨前钢轨廓形进行重建。
[0033]分别将打磨前各测点钢轨廓形离散点数据RB
i
作为插值样本点，采用三次样条插值方法进行数据插值，重构打磨前钢轨廓形，进一步得到各测点打磨前重构后的钢轨廓形，记为RB_Q
i
。
[0034]步骤4：测量每遍打磨后各测点轨面磨痕宽度。
[0035]采用砂轮端面磨削钢轨时，砂轮与钢轨接触面为平面，因此打磨后钢轨表面的磨痕也为平面。采用长度测量设备(如直尺)分别测量每遍打磨后各测点磨痕宽度，第i个测点处第j遍打磨后轨面磨痕宽度记为L
ij
，如图3所示。磨痕宽度测量时应注意与打磨前钢轨廓形测点位置保持一致。
[0036]步骤5：计算各测点每遍的磨削面积和磨削深度。
[0037]根据打磨前钢轨廓形和每遍打磨后磨痕宽度，计算每遍打磨的磨削面积和磨削深度，如图4所示，任一测点每遍打磨量计算步骤说明如下：
[0038]A、获取第i个测点处第j遍打磨前钢轨廓形RB_H
ij
。
[0039]从第1遍依次计算到第M遍的钢轨打磨量。在进行第1遍磨削量计算时，打磨前钢轨廓形为步骤3中重建后的钢轨廓形，即为RB_Q
i
；在进行第2遍至第M遍磨削量计算时，打磨前钢轨廓形即为前一遍打磨后的钢轨廓形。
[0040]B、确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，包括以下步骤：步骤1：沿打磨前钢轨纵向设置测点，测量各测点处钢轨廓形；步骤2：钢轨打磨多遍；步骤3：对打磨前钢轨廓形进行重建，进一步得重建后各测点处钢轨廓形；步骤4：测量每遍打磨后各测点轨面磨痕宽度；步骤5：根据打磨前钢轨廓形和每遍打磨后磨痕宽度，计算每遍打磨的磨削面积和磨削深度；步骤6：计算各测量点多遍磨削后的平均磨削面积和磨削深度。2.如权利要求1所述一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，包括以下步骤：步骤2中，对钢轨进行M遍磨削，每遍打磨过程中各测点处的作业工况相同。第i个测点处钢轨廓形离散点数据记为RB
i
(i＝1、2、3
…
N)。3.如权利要求1所述一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，包括以下步骤：步骤3中，打磨前钢轨廓形进行重建方式为：将打磨前各测点钢轨廓形离散点数据作为插值样本点，采用三次样条插值方法进行数据插值，重构打磨前钢轨廓形。4.如权利要求1所述一种基于砂轮端面磨削钢轨的打磨量分析方法，其特征在于：步骤5中每遍打磨后各任一测点每遍打磨量计算步骤如下：A、获取第i个测点处第j遍打磨前钢轨廓形RB_Hij；从第1遍依次计算到第M遍的钢轨打磨量。在进行第1遍磨削量计算时，打磨前钢轨廓形为重建后的钢轨廓形，即为RB_Q
i
；在进行第2遍至第M遍磨削量计算时，打磨前钢轨廓形即为前一遍打磨后的钢轨廓形。B、确定第i个测点处第j遍打磨后磨痕直线表达式；设第i个测点处第j遍打磨后磨痕直线表达式...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦彬洋，马德礼，李应平，王军平，蒋俊，吴朋朋，苗倩，孙小军，吴宵，刘永乾，李金良，龚继军，
申请(专利权)人：中铁物总运维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：