一种高压水射流钢轨打磨系统及其打磨效率优化控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压水射流钢轨打磨系统，包括设置于轨道上的车体组件、前动力转向架及后动力转向架所述车体组件上设置有牵引系统、增压系统、检测系统、清洁系统、磨料供给系统、打磨系统及电气控制系统；所述牵引系统、增压系统、打磨系统、磨料供给系统及电气控制系统均设置于车体组件的中部；磨料供给系统包括设置于打磨系统上方的磨料桶、磨料管路及电控转置阀；还公开对应打磨效率优化控制方法；前期采用强度高的粗打磨，用于处理明显的波磨、肥边等；后期采用精度高的精打磨，实现打磨效率的优化；避免欠打磨或过打磨，独立实现多自由度的打磨姿态调节；实现打磨效率的优化，实现自适应、智能化打磨作业，进一步优化打磨效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高压水射流钢轨打磨系统及其打磨效率优化控制方法


[0001]本专利涉及钢轨打磨领域，具体说是高压水射流钢轨打磨系统及其打磨效率优化控制方法。

技术介绍

[0002]随着运营里程的累积，钢轨作为轮轨关系的承力部件，承受来自车辆各种复杂多变的载荷冲击及摩擦，致使其表面和内部出现波磨、裂纹、剥离、肥边等损伤和缺陷，严重影响了行车平稳性和安全性。众所周知，钢轨打磨是目前消除钢轨表面故障最为有效的措施。为了清除病害、修复廓形，延长钢轨寿命，改善轮轨关系，钢轨打磨修复作为铁路系统综合维修的主要手段被国内外普遍采用。现阶段普遍使用的钢轨打磨设备主要包括钢轨打磨车、道岔打磨车、钢轨铣磨车、小型打磨机具等。
[0003]传统钢轨打磨工艺主要依靠钢轨打磨车或工机具上安装的砂轮、磨头对钢轨廓形进行接触式打磨。目前，提出的基于高速磨料水射流的钢轨打磨工艺，区别于传统接触式钢轨打磨，可以有效避免造成粉尘、噪声污染，存在火灾隐患等问题。但当前的高速磨料水射流钢轨打磨车辆仍存在以下问题：
[0004]1)打磨工艺通常是由粗加工转为精加工。前期粗加工强度高而精度低，用于处理明显的波磨、肥边等；后期精加工强度低而精度高，精益求精。当前应用的磨料水射流钢轨打磨使用单一的磨料，打磨效率低。
[0005]2)当前的磨料水射流打磨工艺，水刀射流强度不可控。射流强度可控性差，易造成欠打磨或过打磨。
[0006]3)单驾驶室的车体布置，仅能实现单方向的打磨作业，且不利于打磨车换线，影响打磨效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的是当前应用的磨料水射流钢轨打磨使用单一的磨料，仅能实现单方向的打磨作业，打磨效率低的问题。
[0008]针对上述问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高压水射流钢轨打磨系统，包括设置于轨道上的车体组件、前动力转向架及后动力转向架所述车体组件上设置有牵引系统、增压系统、检测系统、清洁系统、磨料供给系统、打磨系统及电气控制系统；所述牵引系统、增压系统、打磨系统、磨料供给系统及电气控制系统均设置于车体组件的中部；
[0009]所述磨料供给系统包括设置于打磨系统上方的磨料桶、磨料管路，磨料桶及电控转置阀；所述磨料桶包括细磨料桶、粗磨料桶，所述细磨料桶的下方设置一号固定磨料管路、粗磨料桶的下方设置二号固定磨料管路，一号固定磨料管路及二号固定磨料管路的下方设置可左右移动的电控转置阀,电控转置阀内部设置顺流阀及交叉阀,顺流阀及交叉阀均可与一号固定磨料管路及二号固定磨料管路连通对接,电控转置阀下方设置一号活动磨料管路及二号活动磨料管路，电控转置阀通过电动切换I位和II位实现固定磨料管路和活
动磨料管路的连接组合切换；
[0010]所述打磨系统位于车体组件底部,包括多套独立的水射流打磨执行件；
[0011]所述增压系统包括用于储存水和对水的加压的增压水箱及为打磨系统提供磨料传输动力、清洁动力的空压机；空压机通过空气管路连接磨料桶、前清洁系统及后清洁系统，增压水箱通过水管路连接多套打磨执行件，连接多套打磨执行件与水管路连接的支路上均设置有电控流量阀；
[0012]所述检测系统包括分别设置于车体组件的车身底弟弟部的前端、后端的前检测系统、后检测系统，检测系统通过结构光三维成像对轨道开展数据采集，并传输至电气控制系统；
[0013]所述电气控制系统，位于车体组件中部，内置计算模块、控制模块，配备打磨系统分析、控制等功能所需的软硬件设备；其中，计算模块分析检测系统采集的数据，明确打磨模式后，基于控制模块调整牵引系统行驶状态、打磨系统打磨姿态以及电控流量阀的水刀射流强度。
[0014]进一步的，所述车体组件包括由多类梁组成的底盘、固定设置于底盘上部的车身、车身隔墙、驾驶室、司机位及工作室；
[0015]整个车身包括前驾驶室、前车身隔墙、工作室、后车身隔墙、后驾驶室，车身采用内走廊式，车身隔墙包括用于分隔前驾驶室和工作室的前车身隔墙、用于分隔后驾驶室和工作室的后车身隔墙；驾驶室包括前驾驶室及后驾驶室，司机位包括设置于前驾驶室内的前司机位及设置于后驾驶室内后司机位；工作室由前车身隔墙和后车身隔墙之间的空间构成。
[0016]进一步的，所述牵引系统包括设置于工作室内的柴油箱、柴油机、发电机组、液力传动箱、蓄电池及冷却系统，为打磨车提供牵引动力。
[0017]进一步的，所述打磨执行件包括液压缸、升降连接杆、打磨安装座、打磨安装座、大机械臂、小机械臂及水刀，基于上述构件的动态调节，使打磨系统呈现不同的打磨姿态；液压缸，安装于底盘，实现打磨执行件的升降，工作时下降，非工作时上升；升降连接杆与液压缸呈导轨滑块配合，连接液压缸与打磨安装座；打磨安装座与升降连接杆固定，与大机械臂呈旋转副连接；大机械臂，一端连接打磨安装座，另一端与小机械臂呈旋转副连接；小机械臂，一端连接大机械臂，另一端与水刀呈旋转副连接；水刀为打磨执行件的末端构件，连接有活动磨料管路和水管路；在水刀处磨料混入水射流。
[0018]进一步的，所述清洁系统包括前清洁系统及后清洁系统，前清洁系统及后清洁系统均与与空压机连接，通过吹扫实现轨道在打磨前后的清洁工作。
[0019]进一步的，所述车身上还设置车钩组件，所述车钩组件包括前车钩及后车钩，前车钩含缓冲装置，设置在打磨车前端，实现与其他轨道车之间的联挂；后车钩，含缓冲装置，设置在打磨车后端，实现与其他轨道车之间的联挂。
[0020]进一步的，所述前驾驶室下方设置有前排障器、后驾驶室下方设置有后排障器，所述前排障器、后排障器均为弹性橡胶材质，用于排除打磨车行驶方向上的障碍物。
[0021]进一步的，所述车体组件的前端和后端分别设置前车钩和后车钩。
[0022]本专利技术还提供了一种高压水射流钢轨打磨系统的打磨效率优化控制方法，包括：
[0023]A：当打磨车需要对前方的轨道进行检测及水射流打磨时，高压水射流钢轨打磨车
向前行驶，包括如下步骤：
[0024](1)使用前驾驶室驾驶打磨车；
[0025](2)前动力转向架和后动力转向架向前驱动；
[0026](3)判断打磨车行驶方向，电控转置阀切换至I位，一号固定磨料管路和二号活动磨料管路连接，即粗磨料桶连接前端两侧的水刀；二号固定磨料管路和二号活动磨料管路连接，即细磨料桶连接后端两侧的水刀；
[0027](4)前检测系统，对未打磨的钢轨进行状态检测，提供采集数据用于判断打磨模式；后检测系统，对已打磨的钢轨进行状态校验，判断经水射流打磨的轨道是否达标，若不达标，打磨车反向行驶；
[0028](5)前清洁系统和后清洁系统，通过空气管路连接空压机，通过吹扫实现轨道在打磨前后的清洁工作；
[0029](6)空压机的高压空气将粗磨料桶的磨料传输至前端两侧的水刀；将细号磨料桶的磨料传输至后端两侧的水刀；在水刀处将磨料混入水射流，实现前端两侧水刀粗加工，后端两侧的水刀精加工；
[0030](7)增压水箱通过水管路将高压水传输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压水射流钢轨打磨系统，包括设置于轨道上的车体组件、前动力转向架及后动力转向架所述车体组件上设置有牵引系统、增压系统、检测系统、清洁系统、磨料供给系统、打磨系统及电气控制系统；所述牵引系统、增压系统、打磨系统、磨料供给系统及电气控制系统均设置于车体组件的中部；所述磨料供给系统包括设置于打磨系统上方的磨料桶、磨料管路及电控转置阀；所述磨料桶包括细磨料桶、粗磨料桶，所述细磨料桶的下方设置一号固定磨料管路、粗磨料桶的下方设置二号固定磨料管路，一号固定磨料管路及二号固定磨料管路的下方设置可左右移动的电控转置阀,电控转置阀内部设置顺流阀及交叉阀,顺流阀及交叉阀均可与一号固定磨料管路及二号固定磨料管路连通对接,电控转置阀下方设置一号活动磨料管路及二号活动磨料管路，电控转置阀通过电动切换I位和II位实现固定磨料管路和活动磨料管路的连接组合切换；所述打磨系统位于车体组件底部,包括多套独立的水射流打磨执行件；所述增压系统包括用于储存水和对水的加压的增压水箱及为打磨系统提供磨料传输动力、清洁动力的空压机；空压机通过空气管路连接磨料桶、前清洁系统及后清洁系统，增压水箱通过水管路连接多套打磨执行件，连接多套打磨执行件与水管路连接的支路上均设置有电控流量阀；所述检测系统包括分别设置于车体组件的车身底弟弟部的前端、后端的前检测系统、后检测系统，检测系统通过结构光三维成像对轨道开展数据采集，并传输至电气控制系统；所述电气控制系统，位于车体组件中部，内置计算模块、控制模块，配备打磨系统分析、控制等功能所需的软硬件设备；其中，计算模块分析检测系统采集的数据，明确打磨模式后，基于控制模块调整牵引系统行驶状态、打磨系统打磨姿态以及电控流量阀的水刀射流强度。2.根据权利要求1所述的高压水射流钢轨打磨系统，其特征在于：所述车体组件包括由多类梁组成的底盘、固定设置于底盘上部的车身、车身隔墙、驾驶室、司机位及工作室；整个车身包括前驾驶室、前车身隔墙、工作室、后车身隔墙、后驾驶室，车身采用内走廊式，车身隔墙包括用于分隔前驾驶室和工作室的前车身隔墙、用于分隔后驾驶室和工作室的后车身隔墙；驾驶室包括前驾驶室及后驾驶室，司机位包括设置于前驾驶室内的前司机位及设置于后驾驶室内后司机位；工作室由前车身隔墙和后车身隔墙之间的空间构成。3.根据权利要求1所述的高压水射流钢轨打磨系统，其特征在于：所述牵引系统包括设置于工作室内的柴油箱、柴油机、发电机组、液力传动箱、蓄电池及冷却系统，为打磨车提供牵引动力。4.根据权利要求1所述的高压水射流钢轨打磨系统，其特征在于,所述打磨执行件包括液压缸、升降连接杆、打磨安装座、打磨安装座、大机械臂、小机械臂及水刀，基于上述构件的动态调节，使打磨系统呈现不同的打磨姿态；液压缸，安装于底盘，实现打磨执行件的升降，工作时下降，非工作时上升；升降连接杆与液压缸呈导轨滑块配合，连接液压缸与打磨安装座；打磨安装座与升降连接杆固定，与大机械臂呈旋转副连接；大机械臂，一端连接打磨安装座，另一端与小机械臂呈旋转副连接；小机械臂，一端连接大机械臂，另一端与水刀呈旋转副连接；水刀为打磨执行件的末端构件，连接有活动磨料管路和水管路；在水刀处磨料混入水射流。
5.根据权利要求1所述的高压水射流钢轨打磨系...

【专利技术属性】
技术研发人员：何翔，张琨，张浩，光振雄，董云松，殷勤，巫世晶，邱绍峰，周明翔，李加祺，龙新平，陈平，刘辉，张俊岭，彭方进，李成洋，游鹏辉，李登，赵磊，李硕，杨柳，
申请(专利权)人：武汉大学沈阳奥拓福科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：