利用大机打磨钢轨提高设备质量..doc

科学组织线路打磨提高线路设备质量 铁路运输是以轮轨接触为基础的运输系统,钢轨在其中扮演了重要的角色。由于其上要支撑相当大的重量,无可避免的会出现各种损耗和破坏。而钢轨打磨是一种对钢轨进行维护的重要手段。通过对钢轨进行科学打磨,不仅能恢复钢轨的断面形状,还能有目的的改变其形状,达到预防钢轨伤损的发生与发展、改善轮轨接触性能的目的。 钢轨打磨主要是通过打磨机械或打磨列车对钢轨头部滚动表面的打磨，以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷及将轨头轮廓恢复到原始设计要求，从而实现减缓钢轨表面缺陷的发展、提高钢轨表面平滑度，进一步达到改善旅客乘车舒适度、降低轮/轨噪音、延长钢轨使用寿命的目的。钢轨打磨技术的最初应用是为了控制波磨的发展，以及改善钢轨头部断面形状，满足轮/轨接触特性（即所谓的最佳断面），从而减少钢轨及车轮的磨耗率。随着钢轨打磨技术的发展和推广，越来越多的高速铁路、重载铁路和城市轨道交通都采用该项技术来延长钢轨寿命。总的来说，钢轨打磨的目的通过修正钢轨断面形状，改善轮/轨接触关系，从而减少轮/轨接触应力和磨耗；修正/控制钢轨波磨以及低接头。这些缺陷会增加轮轨噪音、加快车辆部件和轨道部件的恶化率，甚至造成列车限速；修正/控制滚动接触疲劳缺陷。这些缺陷会增加钢轨损伤的风险，甚至降低超声波钢轨探伤的效果；　　修正/控制其他钢轨缺陷（如车轮滚伤、压溃、轨头垂向及纵向裂纹）；减少车轮和转向架运动的不利影响，这种情况下，会加剧钢轨磨耗和缺陷的恶化；　　减少噪音和振动，减少普通接头和焊接接头的垂向不平顺，控制钢轨波磨；　　缓和大轴重车轮作用的不利影响，改善轮/轨接触条件；减少车辆横向不稳定性（蛇行运动）。打磨的目标对打磨的策略和工序有很大的影响。　　4种类型的策略：　　1）矫正性打磨（缺陷打磨）该打磨策略的主要目的是消除或减少在线钢轨的缺陷，一般采用积极打磨的工序，预先设计好打磨量（0.5mm到4-6mm之间），并且，作业间隔相对较长，通常由缺陷的严重程度来决定。　　矫正性打磨并不是非常经济，主要是因为需要除去钢轨表面的大量金属，还要求使用大量的打磨过程，减少了钢轨的潜在使用寿命。但是，为了确保钢轨不会在短期内失效，矫正性打磨是非常必要的，特别是在更换钢轨的预算较为紧张的时期。不过这种条件的钢轨可能会导致列车限速。　　2）过渡性打磨该打磨策略是钢轨长期使用策略，目的是将矫正性打磨制度转变成预防性或者周期性的打磨制度。这种策略需要经历数次打磨周期，特别是钢轨不是很规范地养护的时候。然而，从预防性打磨或周期性打磨策略的成本效果来看，过渡性打磨是一个较好的选择，可以保证有限资源的合理利用过渡性打磨策略的作用必须具有：a)减少某种钢轨伤损的严重性，如钢轨波磨和滚动接触疲劳；b)实现预期的钢轨断面形状，从而减少伤损的发展率；c)逐步实现最佳的钢轨断面形状。过渡性打磨移除的钢轨金属量要少于矫正性打磨，例如，打磨量在0.3mm~1.0mm之间，且每个打磨周期的钢轨打磨量均逐步减少。　　3）预防性打磨或周期性打磨由于主要的钢轨表面缺陷已经被矫正性打磨或过渡性打磨所消除，接下来，就可以执行预防性打磨。这种打磨策略的目的是消除或控制钢轨表面缺陷、保证钢轨表面状态和良好的外形。通常需要移除少量金属（0.2~0.3mm），且打磨时期更为频繁或可控。预防性打磨非常经济，特别是只需要去除少量金属，减少了打磨工具的使用量，最大化地延长了钢轨的使用寿命。打磨周期依靠影响钢轨恶化率的因素：a)通过吨数；b)主要列车类型及货物类型，即静轮载和动轮载；c)钢轨类型；d)轨道特征，特别是曲线曲率、超高、钢轨支承条件；e)运营特征，特别是运行速度。　　4）特殊性打磨这种打磨策略是为实现上述三种目的之外的某种特殊目的而进行的打磨。例如：a)实现特殊的钢轨断面形状，通过打磨量超过钢轨头部允许磨耗限度，从而延长钢轨短期使用寿命。例如，当轮/轨接触区接近20~30mm宽时，接触区过于集中，可以采用这种打磨策略移除车轮和钢轨的相应金属量，并打磨钢轨轨距内侧面。钢轨打磨量必须与通过线路的主要列车车轮断面相配合。b)实现特殊的钢轨断面形状从而减少车轮悬空的概率。经过这种打磨策略，为了将钢轨接触区沿车轮踏面横移，可以沿着轨道线路的方向将钢轨断面形状进行变化。如轮轨接触区宽度为20~30mm，经过数公里后，轮轨接触区可能从钢轨头部中间移至靠近轨距内侧面。c)实现一个非常平滑的钢轨接触表面，从而减少轮轨接触区噪音的发生。这种打磨策略在高速线路和城市轨道交通线路上的应用越来越普遍。经过特殊打磨工序，钢轨表面的粗糙度少于12.5μmRA，但最好的钢轨表面粗糙度是4~6μmRA，这时的最大钢轨打磨宽度为4~6mm。这种作业情况下，钢轨类型尤为重要，因为对于低硬度的钢轨，打磨的效果很快会被车轮所清除，而高硬度的钢轨