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生的磨耗與損傷嚴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行在線打磨修復。由于打磨經驗及工藝機理的缺乏，作業(yè)過程中難以保證打磨的效率及質量，甚至發(fā)生過度磨削、損傷鋼軌的嚴重事故。軌道交通的快速發(fā)展使得這一問題越來越突出。為此，本文結合鋼軌打磨車的作業(yè)特點，建立鋼軌打磨車磨削性能與工藝參數之間的理論模型，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。
　　明確鋼軌打磨參數對鋼軌廓

2、型變化的影響規(guī)律是設定打磨關鍵參數、實現目標廓型的重要依據。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鋼軌廓型、磨削面積及打磨面寬度的影響規(guī)律。其次，進一步分析由多個打磨砂輪構成的打磨模式對鋼軌廓型變化的影響。最終，利用上述規(guī)律實現所需打磨模式的設定:依據砂輪數目、鋼軌目標廓型及待磨廓型以確定砂輪的磨削位置、擺角及對應的磨削深度。
　　上述分析得到不同打磨參數對鋼軌的影響規(guī)律并確定打磨

3、模式的設定準則，而為了接近砂輪真實的磨削狀態(tài)，須構造具備穩(wěn)定磨削層的砂輪模型以實現對打磨過程的描述。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則，將等間距分布的球體磨?？臻g模型進行多次振動達到磨削層空間穩(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行隨機變換以構建能夠提供穩(wěn)定切削角的表面磨粒，最終生成打磨砂輪磨削表面形貌。
　　基于磨粒空間分布所獲得的砂輪表面形貌生成是進

4、行磨削性能分析、獲得被磨鋼軌數據的重要基礎。首先，結合打磨砂輪特點及打磨車行車條件可獲得磨粒與鋼軌的接觸線長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，得到打磨砂輪設定功率與磨粒名義切削深度、砂輪磨削深度的對應關系。最后，利用鋼軌打磨試驗臺驗證上述規(guī)律的有效性，包括單個砂輪設定功率與磨削深度的關系驗證以及多個砂輪順序打磨鋼軌的效果驗證。<

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系，改變打磨砂輪的磨削位置或磨削深度，進而影響磨削結果。為此，首先建立鋼軌打磨車的垂向動態(tài)模型，分析鋼軌打磨車行駛狀態(tài)對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)所引起的輪對橫移現象，并獲得不同的輪對橫移量在橫向及垂向上對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)對砂輪磨削的影響規(guī)律并對相應的磨削