基于非均勻磨削層的鋼軌砂帶磨削能力與打磨模式研究.pdf

1、鋼軌打磨作為鐵路養(yǎng)護技術中的一種重要手段，能夠消除鋼軌表面產(chǎn)生的磨耗與損傷，修復鋼軌廓形。鋼軌養(yǎng)護時，多個打磨工具按不同的角度偏轉(zhuǎn)，對病害鋼軌廓形進行包絡式打磨，多遍磨削后，消除鋼軌表面缺陷并使鋼軌的橫斷面成型。打磨工具這種按不同偏轉(zhuǎn)角度和打磨功率組合的方式稱為打磨模式。與傳統(tǒng)鋼軌砂輪打磨相比，鋼軌砂帶打磨屬于“彈性”磨削，不易損傷鋼軌表面，磨削效率高。近年來，國內(nèi)外已開始對鋼軌砂帶打磨技術展開研究，但尚未有針對砂帶打磨模式的研究，尤其

2、是針對非均勻磨削層的鋼軌砂帶打磨模式研究，一定程度上制約了砂帶打磨技術的運用。本文基于鋼軌養(yǎng)護的需求對鋼軌砂帶打磨方法展開研究，建立砂帶在鋼軌表面非均勻磨削層上的磨削能力評價模型，獲取打磨工藝參數(shù)對鋼軌廓形的影響規(guī)律，并在此基礎上對多砂帶聯(lián)合作業(yè)的打磨模式生成算法展開研究。本文涉及的主要研究內(nèi)容如下:
　　針對鋼軌病害廓形分布特征及養(yǎng)護需求，提出作業(yè)區(qū)間內(nèi)典型病害廓形篩選方法。定量表征鋼軌病害廓形與目標廓形之間的差異，獲取去除材料

3、的非均勻特征沿鋼軌橫向的分布規(guī)律，結(jié)合分布規(guī)律及打磨角度，確定鋼軌表面病害層材料去除總量。
　　利用接觸理論，得到砂帶在內(nèi)凹接觸輪下與鋼軌表面的接觸應力分布規(guī)律;結(jié)合接觸應力的分布規(guī)律，計算單顆磨粒通過接觸區(qū)域時的去除體積，并確定接觸區(qū)域內(nèi)參與切削的磨粒數(shù)，進而建立砂帶在鋼軌非均勻材料去除層上的磨削能力評價模型，獲取打磨工藝參數(shù)對鋼軌廓形的影響規(guī)律，并通過打磨實驗對砂帶磨削能力評價模型進行驗證。
　　以80頭砂帶打磨裝備為例

4、，根據(jù)病害鋼軌去除材料沿鋼軌橫向的分布規(guī)律，依據(jù)砂帶在鋼軌非均勻磨削層上的磨削能力評價模型，借助遺傳算法對多砂帶聯(lián)合作業(yè)的打磨模式生成算法展開研究，并對打磨后廓形及誤差進行預測，通過打磨誤差分析打磨模式生成算法是否合理。
　　以提高打磨車的作業(yè)效率為目的，對打磨模式進行優(yōu)化。多遍打磨中打磨模式的選擇會影響打磨車的作業(yè)效率，對打磨模式進行優(yōu)化，確定多遍打磨中的最優(yōu)砂帶打磨模式。最后，結(jié)合設計的砂帶打磨模式生成算法，開發(fā)鋼軌砂帶打磨模