[發(fā)明專利]一種鐵路鋼軌打磨廓形設(shè)計方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010833630.2
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112131678A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔繼軍;崔容義;王軍平;蔣俊;鐘浩;李密
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵物總運維科技有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F111/10;G06F119/14
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 周長琪

本發(fā)明公開一種鐵路鋼軌打磨廓形設(shè)計方法，考慮了實際車輛車體模態(tài)特征，打磨目標(biāo)廓形以及打磨偏差限制均是通過剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)仿真分析并計算獲取。在打磨廓形設(shè)計過程中針對線路上所有車型特別是異常振動運行的動車組車輛建立了符合實際情況的仿真模型。充分考慮了該區(qū)段運行的所有車型包括異常振動車輛在新輪以及不同磨耗狀態(tài)下的車輪廓形，設(shè)計出的鋼軌打磨目標(biāo)廓形能夠與該區(qū)段運行的所有車型不同磨耗狀態(tài)下的車輪廓形均能實現(xiàn)較好的輪匹配關(guān)系。考慮了符合實際情況的動車組車體剛?cè)狁詈蟿恿W(xué)模型，結(jié)合了動車組異常振動區(qū)段的鋼軌廓形、發(fā)生異常振動的動車組車輪踏面情況，得到的目標(biāo)廓形可以有效的解決動車組異常振動問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鐵路線路工程技術(shù)領(lǐng)域，是一種鐵路鋼軌打磨廓形設(shè)計方法。

背景技術(shù)

鋼軌廓形打磨是指依據(jù)線路及運行車輛實際情況，從改善輪軌接觸力學(xué)特性，輪軌匹配時車輛動力學(xué)性能入手設(shè)計出打磨廓形，依據(jù)現(xiàn)場實測廓形，結(jié)合實施打磨任務(wù)打磨車作業(yè)性能，設(shè)計出有針對性的打磨模式，對鋼軌廓形進行修正，從而改善輪軌接觸關(guān)系，消除由于鋼軌廓形不良引起動車組異常振動、提高列車運行安全性的目的。

世界上最早的鋼軌打磨技術(shù)源于20世紀(jì)50年代，主要是對存在缺陷的鋼軌進行打磨，即當(dāng)鋼軌軌面出現(xiàn)傷損后才進行所謂的恢復(fù)鋼軌軌頭斷面尺寸的修復(fù)性打磨或表面打磨，經(jīng)過近70年的發(fā)展已經(jīng)成為世界各國鐵路運維一項重要的鋼軌保護技術(shù)。

1989年，我國引進第一臺鋼軌打磨設(shè)備，主要依據(jù)打磨車自帶打磨模式進行鋼軌打磨，旨在消除、緩解鋼軌表面病害。不同鋼軌病害方式、不同類型線路、曲線上下股往往均采用相同模式進行作業(yè)，導(dǎo)致打磨效果不佳，甚至出現(xiàn)打磨后引起鋼軌病害加劇的現(xiàn)象。2008年，我國從北美引入鋼軌廓形打磨理念在大秦線上進行試驗，有效的延長的鋼軌的使用壽命。2012年召開了中國鐵路總公司組織召開了“全路延長鋼軌使用壽命技術(shù)推廣場會”，標(biāo)志著中國鐵路總公司下屬18個鐵路集團公司的鋼軌打磨步入廓形打磨的階段。

廓形打磨與傳統(tǒng)打磨相比最大特點是目標(biāo)廓形的設(shè)計考慮了線路情況以及運行車輛實際情況，特別是動車組運行相鄰對設(shè)計適用的鋼軌打磨目標(biāo)廓形需要充分考慮不同線路、曲線半徑、運行車型對應(yīng)的目標(biāo)廓形，在設(shè)計中充分考慮了動車組自身的性能包括懸掛參數(shù)、模態(tài)匹配等，還要結(jié)合動車組運行過程中存在的異常振動、噪聲等問題，并且要結(jié)合線路上自身的病害特點例如波磨、裂紋、光帶異常等問題，所以打磨區(qū)段按此方法設(shè)計的目標(biāo)廓形打磨后能夠有有利于實現(xiàn)最佳輪軌相互作用。

目前常用的鋼軌打磨目標(biāo)廓形獲取的方法主要由經(jīng)驗法、修復(fù)至出廠廓形的方法、打磨模板法、個性化廓形設(shè)計等，經(jīng)驗法、修復(fù)至出廠廓形的方法、打磨模板法三種方法打磨精度不高，個性化廓形設(shè)計經(jīng)過數(shù)值方法進行驗證，考慮了我國車輛型號較多，踏面類型較多的實際情況。但這些方法均沒有針對特定線路由于鋼軌廓形偏差引起的鐵道車輛異常振動進行獨立設(shè)計，對應(yīng)車輛異常振動區(qū)段鋼軌打磨目標(biāo)廓形以及驗收偏差具體的限值沒有進行詳細(xì)闡釋。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種鐵路鋼軌打磨廓形設(shè)計方法，能夠解決現(xiàn)有的車輛異常振動區(qū)段鋼軌打磨目標(biāo)廓形，并且同時還解決了驗收偏差的問題。

本發(fā)明鐵路鋼軌打磨廓形設(shè)計方法，具體步驟如下：

步驟1：確定高速鐵路動車組列車異常抖動區(qū)段的鋼軌廓形、鋼軌表面狀態(tài)、是否發(fā)生異常光帶、鋼軌表面粗糙度水平、鋼軌表面不平順?biāo)剑⒉杉惓６秳訁^(qū)段內(nèi)不同曲線半徑以及直線區(qū)段鋼軌的基本信息；

步驟2：采集發(fā)生異常振動動車組列車的車輪踏面廓形進行采集，并采集異常抖動區(qū)段的軌距、軌底坡、左右車輪滾動圓半徑信息，根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)確定車輪踏面滾動圓磨耗、輪緣磨耗、QR值、踏面凹陷量、輪緣厚度的分布特點；同時采集動車組車輪踏面不圓度；

步驟3：對步驟2中采集數(shù)據(jù)與步驟1中數(shù)據(jù)進行輪軌關(guān)系匹配計算，得到包括輪徑差、簡化法等效錐度、UIC519等效錐度、接觸角、輪軌接觸光帶寬度分布結(jié)果；