[發(fā)明專利]鋼軌打磨模板的處理方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910239801.6
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN111749060B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司道林;楊東升;王璞;錢坤;趙振華;王樹國;王猛;葛晶;楊亮;許良善
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司;中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所
• 主分類號: E01B31/17
• 分類號: E01B31/17
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 趙囡囡

本申請公開了一種鋼軌打磨模板的處理方法和裝置。該方法包括：根據(jù)目標(biāo)鋼軌的外形輪廓數(shù)據(jù)，以及與目標(biāo)鋼軌匹配的多組車輪的外形輪廓數(shù)據(jù)，計(jì)算出目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)；判斷目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)是否分布于預(yù)設(shè)參數(shù)值區(qū)間內(nèi)；在目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)未分布于預(yù)設(shè)參數(shù)值區(qū)間內(nèi)的情況下，調(diào)整目標(biāo)鋼軌的外形輪廓數(shù)據(jù)，直至目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)分布在預(yù)設(shè)參數(shù)值區(qū)間內(nèi)；基于調(diào)整后的目標(biāo)鋼軌的外形輪廓數(shù)據(jù)設(shè)置目標(biāo)鋼軌的鋼軌打磨模板。通過本申請，解決了相關(guān)技術(shù)中以理論車輪型面為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)鋼軌打磨模板，得到的鋼軌打磨模板與車輪型面的適應(yīng)性差的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及鋼軌打磨技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鋼軌打磨模板的處理方法和裝置。

背景技術(shù)

普速鐵路是我國鐵路網(wǎng)中的重要組成部分，截至2016年，普速鐵路運(yùn)營里程超過12萬公里，占我國線路運(yùn)營總里程的80％以上，其不僅運(yùn)營時速160公里以下的旅客列車，而且也是軸重21t、23t貨車的主要行走通道。近年來，隨著貨車軸重的增加、客車速度的提高，養(yǎng)護(hù)維修時間不足，使得普速鐵路面臨的問題不斷凸顯，以輪軌接觸界面的病害最為顯著。不良的輪軌接觸狀態(tài)，不僅惡化輪軌動力學(xué)響應(yīng)，產(chǎn)生大幅值的輪軌荷載，促使輪軌接觸疲勞傷損的萌生和發(fā)展，如圖1所示，為直線區(qū)段典型的鋼軌接觸傷損示意圖，如圖2所示，為小半徑曲線區(qū)段典型的鋼軌接觸傷損示意圖，此類傷損的發(fā)展不穩(wěn)定，存在較高的安全風(fēng)險，而且降低鋼軌內(nèi)部探傷精度。

為了去除鋼軌表面?zhèn)麚p、提高動力學(xué)性能、優(yōu)化輪軌關(guān)系，需要進(jìn)行鋼軌打磨。而普速鐵路面臨復(fù)雜的運(yùn)營環(huán)境，車輛類型多樣、運(yùn)營速度不統(tǒng)一、編組模式不固定，采取合理的打磨模板進(jìn)行科學(xué)的鋼軌打磨，才能改善輪軌動力學(xué)性能、降低輪軌的接觸應(yīng)力，取得良好的打磨效果，而不合理的打磨模板可能加劇輪軌動力學(xué)作用，增加鋼軌傷損萌生和發(fā)展速率，加劇鋼軌磨耗。

相關(guān)技術(shù)中存在多種鋼軌打磨模板設(shè)計(jì)理念和方法，主要有目標(biāo)函數(shù)逆推法、法向間隙法、多目標(biāo)優(yōu)化法。目標(biāo)函數(shù)逆推法首先確定目標(biāo)函數(shù)，確定輪徑差和接觸角差為目標(biāo)函數(shù)，再根據(jù)已知的車輪型面反推得到鋼軌型面，進(jìn)而高效地確定鋼軌打磨模板。法向間隙法是根據(jù)輪軌法向間隙構(gòu)造函數(shù)，通過優(yōu)化鋼軌型面參數(shù)實(shí)現(xiàn)最小的輪軌法向間隙，使得輪軌間具有較好的共形接觸，降低輪軌間的接觸應(yīng)力，從而達(dá)到降低接觸疲勞的目的。多目標(biāo)優(yōu)化方法是將鋼軌型面參數(shù)化，考慮車輛穩(wěn)定性、曲線通過性、平穩(wěn)性以及安全性、輪軌接觸應(yīng)力、接觸疲勞等多項(xiàng)目標(biāo)，通過改變鋼軌型面參數(shù)，實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)目標(biāo)的綜合最優(yōu)，從而獲得最佳的鋼軌打磨模板。

雖然相關(guān)技術(shù)中的鋼軌打磨模板設(shè)計(jì)方法均可對鋼軌型面進(jìn)行改進(jìn)，但這些方法需通過建立相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，通過相應(yīng)算法求解得到結(jié)果，具有較強(qiáng)的理論特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)難度較大。此外，鋼軌打磨模板合理與否依賴于所構(gòu)建的目標(biāo)函數(shù)，而目標(biāo)函數(shù)與實(shí)際運(yùn)用環(huán)境的關(guān)聯(lián)性尚需進(jìn)一步研究，而且，輪軌型面匹配時通常以理論車輪型面為基準(zhǔn)進(jìn)行鋼軌打磨模板的設(shè)計(jì)，得到的鋼軌打磨模板對磨耗后車輪型面的適應(yīng)性仍需進(jìn)一步研究。

針對相關(guān)技術(shù)中以理論車輪型面為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)鋼軌打磨模板，得到的鋼軌打磨模板與車輪型面的適應(yīng)性差的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N鋼軌打磨模板的處理方法和裝置，以解決相關(guān)技術(shù)中以理論車輪型面為基準(zhǔn)設(shè)計(jì)鋼軌打磨模板，得到的鋼軌打磨模板與車輪型面的適應(yīng)性差的問題。

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種鋼軌打磨模板的處理方法。該方法包括：根據(jù)目標(biāo)鋼軌的外形輪廓數(shù)據(jù)，以及與目標(biāo)鋼軌匹配的多組車輪的外形輪廓數(shù)據(jù)，計(jì)算出目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)，其中，多組車輪的外形輪廓數(shù)據(jù)為規(guī)格相同磨損程度不同的多組車輪的外形輪廓數(shù)據(jù)；判斷目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)是否分布于預(yù)設(shè)參數(shù)值區(qū)間內(nèi)；在目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)未分布于預(yù)設(shè)參數(shù)值區(qū)間內(nèi)的情況下，調(diào)整目標(biāo)鋼軌的外形輪廓數(shù)據(jù)，直至目標(biāo)鋼軌的多組接觸參數(shù)分布在預(yù)設(shè)參數(shù)值區(qū)間內(nèi)；基于調(diào)整后的目標(biāo)鋼軌的外形輪廓數(shù)據(jù)設(shè)置目標(biāo)鋼軌的鋼軌打磨模板。