鋼軌打磨技術及其應用

1、鋼軌打磨技術及其應用鋼軌打磨技術及其應用主要類容主要類容1、鋼軌打磨及原理2、鋼軌打磨技術分類及其作用3、鋼軌打磨技術應用中注意的問題4、鋼軌打磨技術在國內(nèi)外的應用及發(fā)展1 1、鋼軌打磨及其原理、鋼軌打磨及其原理1.1、什么是鋼軌打磨？ 圖3 鋼軌在軌頭肩部產(chǎn)生剝離掉塊圖 1 鋼軌磨合后的軌面狀態(tài) 圖 2 鋼軌磨合后的軌面產(chǎn)生波磨 圖 4 鋼軌磨合后的軌面產(chǎn)生裂紋 鋼軌打磨主要是通過打磨機械或打磨列車對鋼軌頭部滾動表面的打磨，以消除鋼軌表面不平順、軌頭表面缺陷及將軌頭輪廓恢復到原始設計要求，從而實現(xiàn)減緩鋼軌表面缺陷的發(fā)展、提高鋼軌表面平滑度，進一步達到改善旅客乘車舒適度、降低輪軌噪音、延長鋼軌

2、使用壽命的目的。 圖 5 隴海線下行軌道鋼軌(打磨前) 圖6 隴海線下行軌道鋼軌打磨后（第1遍） 圖7 打磨好后的鋼軌車輪走行光帶居中 1.2、鋼軌打磨的基本原理 鋼軌打磨的基本原理是把鋼軌輪廓修成理想形狀，改善輪軌橫向耦合斷面接觸，改善輪軌接觸縱向平順性，把接觸應力減至最小化以減小磨損。 圖8 PMG-48型鋼軌打磨車 圖9 作業(yè)中的鋼軌打磨車 圖 10 打磨小車平面圖 圖11 打磨小車的主要組成部件 圖12 工作中打磨電機角度調(diào)整 2 2、鋼軌打磨技術分類及其作用、鋼軌打磨技術分類及其作用2.1 鋼軌打磨分類方法有很多，按照采用的方法和 欲達到的目的可分為：(1)表面打磨,也叫修復性打磨；

3、 (2)外形打磨,也叫預防性打磨。2.2 表面打磨(修復性打磨) 表面打磨是控制和清除鋼軌表面已有的缺陷。表面打磨通常是在鋼軌表面形成缺陷以后才進行。傳統(tǒng)的表面打磨只是簡單地將軌頭磨平，如圖13 (a) 所示。軌面缺陷直接與輪軌豎向動力作用有關，表面打磨可以控制表面缺陷，從而起到減小垂向振動、垂向沖擊力和噪聲、提高旅客舒適性的作用。 圖13表面打磨與外形打磨2.3 外形打磨(預防性打磨) 通過對軌頭打磨成各種形狀以改善輪軌接觸狀態(tài) 而達到控制病害發(fā)生和發(fā)展的目的稱為外形打磨。外形打磨是根據(jù)需要將軌頭打磨成一特殊形狀, 如圖13 (b) , 而不同于傳統(tǒng)的表面打磨只是簡單地將軌頭磨平。 外形打磨

4、有以下作用：(1) 控制鋼軌側磨和側向輪軌作用力；(2) 控制鋼軌疲勞； (3) 控制波磨。 圖16打磨與未打磨鋼軌磨耗比較圖15 打磨后車輪走行光帶居中圖14 直線區(qū)段輪軌接觸光帶 表表1兩類打磨方法簡況兩類打磨方法簡況 3 3、鋼軌打磨技術應用中注意的問題、鋼軌打磨技術應用中注意的問題 一種特定的打磨外形只適合一類問題, 即不同的問題需要不同的打磨外形, 不存在一種適合所有問題的打磨外形。實際應用中要針對線路的鋼軌病害發(fā)展規(guī)律及運營條件，針對具體的現(xiàn)場環(huán)境，結合對打磨車工作性能的分析，初步確定打磨類型。要注意的問題有： （1 1）外形打磨相對于表面打磨，在每次打磨過后，保留的是表面沒有裂紋

5、的、良好的、有硬化層的表面。而表面打磨，經(jīng)過多遍的、大打磨量的打磨后，原來的有裂紋的、變形的表面把硬化層完全消除掉了，只剩下相對軟的金屬層和一些殘余裂紋(最深的裂紋不會完全被消除)，這些導致更容易發(fā)生磨損以及裂紋的繼續(xù)擴展，所以，應大力提倡外形打磨； (2)打磨周期的確定，合適的鋼軌打磨間隔的確定與鋼軌冶金、線路曲線半徑大小、車輛軸重和扣件類型等有關，NRC(美國科學研究委員會)推薦一般的外形打磨與表面打磨周期的對比如下：表表2 (3)打磨限值的確定，主要考慮的因素是線路的外觀平順性要求(主要是波磨)、疲勞裂紋發(fā)展情況和通過總重等；對于不同標準的線路，波形磨耗達到某一限值時，就必須進行打磨；

6、(4)打磨量的控制，鋼軌打磨是控制磨損而且通過精心調(diào)整可以恢復到理想形狀，在最小的打磨量和鋼軌損失下達到要求的去除量，即自然和人工作用而形成的鋼軌磨耗量組合起來要求正好能夠消除僅在金屬表面出現(xiàn)的裂紋； (5)實際作業(yè)中的其他各項要求(線路要求、速度要求、安全要求等)。4 4、鋼軌打磨技術在國內(nèi)外的應用及發(fā)展、鋼軌打磨技術在國內(nèi)外的應用及發(fā)展 鋼軌打磨工藝的提出最先是為了控制鋼軌波磨，后來逐漸認識到鋼軌打磨還能控制鋼軌的接觸疲勞，防止因接觸疲勞而產(chǎn)生片狀剝落、開裂等病害。隨著打磨設備和技術的不斷改進，以及優(yōu)質鋼材和先進潤滑技術的應用，已經(jīng)基本上能夠消除鋼軌的波磨，有效地控制剝落現(xiàn)象，大幅度提高鋼

7、軌壽命。 在鋼軌打磨的早期發(fā)展階段，主要對鋼軌采用修復性打磨，而目前較多地采用預防性打磨，各個國家也總結了相當豐富的經(jīng)驗，在鋼軌打磨的工藝、 要求的外形輪廓、質量標準方面形成了一系列的規(guī)范的制度和施工措施。而且能夠達成的共識是鋼軌打磨是實現(xiàn)最佳輪軌相互作用的關鍵，幾乎所有的 鐵路公司都把鋼軌打磨看作解決鋼軌波形磨耗、剝落、開裂問題的有效方法。俄羅斯、日本、法國和德國的國家鐵路上，鋼軌打磨也被認為是延長鋼軌使用壽命和降低噪聲的最有效手段之一。 早期我國鋼軌打磨設備主要靠進口, 1989 年我國引進第一臺鋼軌打磨設備，我國鋼軌打磨技術遠落后于鐵路發(fā)達國家。如今，我國一些鐵路局已經(jīng)配備鋼軌打磨列車，打磨技術也正在逐步成為一項基本的維修技術。近幾年來，實際