[發(fā)明專利]一種恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610571156.4
• 申請日: 2016-07-19
• 公開（公告）號: CN106087619B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余高翔;楊國濤;劉潔;曾海林;謝尚;郭平;唐貴;吳磊;劉麗;祝長春
• 申請（專利權(quán)）人: 株洲時代電子技術(shù)有限公司;中國鐵路總公司
• 主分類號: E01B31/17
• 分類號: E01B31/17
• 代理公司: 株洲市奇美專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)43105
• 代理人: 張繼綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵路軌道測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于鋼軌打磨車的恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)。

背景技術(shù)

軌道交通線路開通運(yùn)營之后，作為線路基礎(chǔ)部件的鋼軌將長期處于惡劣、復(fù)雜的環(huán)境中，由于列車的動力作用、自然環(huán)境，以及鋼軌本身質(zhì)量的差異等因素，鋼軌產(chǎn)生傷損的情況時有發(fā)生。典型的鋼軌傷損，如：裂紋、磨耗等現(xiàn)象，將直接造成鋼軌壽命的減少，同時鋼軌養(yǎng)護(hù)工作量和養(yǎng)護(hù)成本都將大幅增加，甚至可能會嚴(yán)重影響到軌道交通行車運(yùn)營的安全性。因此，必須及時對鋼軌的傷損進(jìn)行消除或修復(fù)，才能最大限度地避免影響軌道交通安全運(yùn)行的事故發(fā)生。

在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，針對不同類型的鋼軌缺陷采取了各種不同的模式對高速鐵路鋼軌的波浪型磨耗(鋼軌頂面高低不平的波浪形磨耗，簡稱波磨)、鋼軌肥邊、馬鞍型磨耗、焊縫凹陷及魚鱗裂紋等病害實施快速打磨，以消除鋼軌表面不平順、軌頭表面缺陷。同時，將軌頭輪廓恢復(fù)至設(shè)計要求，從而減緩鋼軌表面缺陷的進(jìn)一步發(fā)展，提高鋼軌表面的平滑度，以進(jìn)一步達(dá)到改善旅客乘車舒適度、降低輪軌噪音和延長鋼軌使用壽命的目的。

鋼軌打磨車是鋼軌維護(hù)的重要鐵路工程機(jī)械設(shè)備，主要用于對鋼軌的各種缺陷進(jìn)行打磨。自上世紀(jì)90年代從國外引進(jìn)，其控制系統(tǒng)全部為進(jìn)口，進(jìn)口系統(tǒng)成本非常高，且控制算法技術(shù)對國內(nèi)完全封鎖，同時配件昂貴且維護(hù)響應(yīng)慢。而在現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中，針對鋼軌打磨車的打磨控制方法大致有恒定壓力控制方法和下壓行程控制方法兩種類型。這兩種方法在小型打磨裝置中使用廣泛，但是對于大型打磨車輛來說，由于液壓系統(tǒng)響應(yīng)速度、執(zhí)行部件結(jié)構(gòu)影響等因素，其打磨控制方式還完全不能符合實際鐵路鋼軌打磨的標(biāo)準(zhǔn)和要求。同時，恒定壓力控制方法和下壓行程控制方法在打磨過程中極易形成小波長波磨，由于鋼軌具體線路磨耗的區(qū)別，采用恒壓打磨控制方式后的鋼軌軌面不平整度不能很好地得到消除。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有打磨系統(tǒng)在鋼軌打磨過程中易形成小波長波磨，由于鋼軌具體線路磨耗的區(qū)別，導(dǎo)致鋼軌軌面的不平整度不能得到很好消除的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)的技術(shù)實現(xiàn)方案，一種恒功率鋼軌打磨系統(tǒng)，包括：設(shè)置在鋼軌打磨車上的控制單元、比例閥、液壓系統(tǒng)、打磨電機(jī)和磨石。

所述打磨電機(jī)在所述液壓系統(tǒng)的控制下帶動所述磨石下壓至所述鋼軌上，所述磨石接觸到鋼軌后使得所述打磨電機(jī)的輸出功率發(fā)生變化，所述控制單元通過控制液壓系統(tǒng)施加至所述打磨電機(jī)的下壓力來控制所述打磨電機(jī)的輸出功率。

所述打磨電機(jī)的輸出功率反饋至所述控制單元，所述控制單元根據(jù)給定的目標(biāo)功率，以及所述打磨電機(jī)的輸出功率，通過調(diào)整所述比例閥的電流控制所述液壓系統(tǒng)施加至所述打磨電機(jī)的下壓力，以實現(xiàn)所述打磨電機(jī)在所述鋼軌打磨車移動打磨過程中的輸出功率恒定。

優(yōu)選的，所述控制單元包括依次相連的功率PID控制環(huán)節(jié)、下壓力計算環(huán)節(jié)和下壓力PID控制環(huán)節(jié)。所述功率PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)打磨控制計算機(jī)給定的目標(biāo)功率與所述打磨電機(jī)實際反饋的輸出功率進(jìn)行PID計算，所述下壓力計算環(huán)節(jié)根據(jù)所述功率PID控制環(huán)節(jié)輸出的計算結(jié)果計算出給定下壓力。所述下壓力PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)所述下壓力計算環(huán)節(jié)輸出的給定下壓力，以及下壓力的實際反饋值進(jìn)行PID計算，得到輸出至所述比例閥的電流，通過調(diào)整所述比例閥的電流控制所述液壓系統(tǒng)施加至所述打磨電機(jī)的下壓力，以此調(diào)節(jié)所述打磨電機(jī)的輸出功率。

優(yōu)選的，所述功率PID控制環(huán)節(jié)根據(jù)以下公式進(jìn)行PID計算：

ΔP_n＝K_P1*ΔP_n+K_I1*ΔP_n-1+K_D1*ΔP_n-2；

ΔP_n＝P^*_n-P_n-1；

ΔP_n-1＝P^*_n-1-P_n-2；

ΔP_n-2＝P^*_n-2-P_n-3；