鋼軌打磨車磨削過程建模研究.pdf

1、鋼軌因車輛的頻繁行駛而產(chǎn)生的磨耗與損傷嚴(yán)重影響了行車的平穩(wěn)性與安全性，需要采用鋼軌打磨車進(jìn)行在線打磨修復(fù)。由于打磨經(jīng)驗(yàn)及工藝機(jī)理的缺乏，作業(yè)過程中難以保證打磨的效率及質(zhì)量，甚至發(fā)生過度磨削、損傷鋼軌的嚴(yán)重事故。軌道交通的快速發(fā)展使得這一問題越來越突出。為此，本文結(jié)合鋼軌打磨車的作業(yè)特點(diǎn)，建立鋼軌打磨車磨削性能與工藝參數(shù)之間的理論模型，探討鋼軌打磨的工藝規(guī)律，為鋼軌打磨作業(yè)及打磨裝備的研發(fā)提供理論支撐。
　　明確鋼軌打磨參數(shù)對(duì)鋼軌廓

2、型變化的影響規(guī)律是設(shè)定打磨關(guān)鍵參數(shù)、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)廓型的重要依據(jù)。因此，首先基于作業(yè)形式建立打磨砂輪與鋼軌的空間幾何模型，分別探討不同砂輪擺角與磨削深度對(duì)鋼軌廓型、磨削面積及打磨面寬度的影響規(guī)律。其次，進(jìn)一步分析由多個(gè)打磨砂輪構(gòu)成的打磨模式對(duì)鋼軌廓型變化的影響。最終，利用上述規(guī)律實(shí)現(xiàn)所需打磨模式的設(shè)定:依據(jù)砂輪數(shù)目、鋼軌目標(biāo)廓型及待磨廓型以確定砂輪的磨削位置、擺角及對(duì)應(yīng)的磨削深度。
　　上述分析得到不同打磨參數(shù)對(duì)鋼軌的影響規(guī)律并確定打磨

3、模式的設(shè)定準(zhǔn)則，而為了接近砂輪真實(shí)的磨削狀態(tài)，須構(gòu)造具備穩(wěn)定磨削層的砂輪模型以實(shí)現(xiàn)對(duì)打磨過程的描述。具體的，以磨削層球體磨粒截圓面積和的方差作為磨削層均勻度的判斷準(zhǔn)則，將等間距分布的球體磨?？臻g模型進(jìn)行多次振動(dòng)達(dá)到磨削層空間穩(wěn)定狀態(tài);選取具有代表性的磨削層作為打磨砂輪的磨削表面，并將其表面磨粒的形狀與位姿進(jìn)行隨機(jī)變換以構(gòu)建能夠提供穩(wěn)定切削角的表面磨粒，最終生成打磨砂輪磨削表面形貌。
　　基于磨?？臻g分布所獲得的砂輪表面形貌生成是進(jìn)

4、行磨削性能分析、獲得被磨鋼軌數(shù)據(jù)的重要基礎(chǔ)。首先，結(jié)合打磨砂輪特點(diǎn)及打磨車行車條件可獲得磨粒與鋼軌的接觸線長(zhǎng)度及切削軌跡分布等磨削要素隨切削速度的變化規(guī)律。其次，基于磨粒切削鋼軌的幾何與受力模型建立磨粒對(duì)鋼軌表面的三維切削模型并獲得被磨鋼軌的形貌變化，得到打磨砂輪設(shè)定功率與磨粒名義切削深度、砂輪磨削深度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后，利用鋼軌打磨試驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證上述規(guī)律的有效性，包括單個(gè)砂輪設(shè)定功率與磨削深度的關(guān)系驗(yàn)證以及多個(gè)砂輪順序打磨鋼軌的效果驗(yàn)證。<

5、br>　　鋼軌打磨車的打磨作業(yè)是在行駛狀態(tài)下完成的。其所具備的軌道車輛特性將影響打磨砂輪與鋼軌的磨削接觸關(guān)系，改變打磨砂輪的磨削位置或磨削深度，進(jìn)而影響磨削結(jié)果。為此，首先建立鋼軌打磨車的垂向動(dòng)態(tài)模型，分析鋼軌打磨車行駛狀態(tài)對(duì)打磨砂輪垂向位移的影響。其次，建立鋼軌打磨車三維模型以分析其行駛狀態(tài)所引起的輪對(duì)橫移現(xiàn)象，并獲得不同的輪對(duì)橫移量在橫向及垂向上對(duì)打磨砂輪磨削位置的影響。最終，獲得鋼軌打磨車行駛狀態(tài)對(duì)砂輪磨削的影響規(guī)律并對(duì)相應(yīng)的磨削