CN112458804A - 一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法 - Google Patents

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李应平
王军平
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Abstract

本发明公开一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,根据确定的大小机作业分工以及道岔钢轨廓形设计,设计道岔大小机作业打磨方案;其中,大机打磨方案需给定大机的功率百分比、速度、角度,细化至每一组道岔的轨枕号范围;根据大机打磨区域钢轨廓形与设计廓形的偏差,进行打磨方案设计,计算打磨遍数;小机打磨方案设计为小机优先打磨方案和正常打磨方案两部分。大小机打磨过程中,对现场作业质量控制、以及方案优化。本发明深入分析了道岔大小机作业性能,充分发挥了道岔大小机作业优势,实现了道岔全覆盖廓形打磨,提高了岔区整体平顺性,改善了车辆通过性能。

Description

一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法
技术领域
本发明属于工程技术领域,具体来说,是一种全新的大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法。
背景技术
道岔在铁路线路中起到转向的作用,其结构设计复杂、维修养护工作量大。道岔在使用维修过程中存在滚动接触疲劳病害、波磨、肥边等钢轨病害,此外也存在晃车、抖车等综合性病害。道岔区滚动接触疲劳病害最初表现形式为疲劳裂纹,如不加以控制,疲劳裂纹在轮轨力的作用下将进一步发展为剥离掉块或者核伤,降低了岔区钢轨的使用寿命,增加了道岔维修工作量,增加了线路运营的安全风险。岔区存在波磨时轮轨动作用力将成倍增加,如果不及时对波磨进行处理,岔区线性、道床保持周期将大幅降低,岔区维修工作量将急剧增加,同时车辆平稳性、舒适度也将急剧恶化。
铁路工务部门对道岔的维修养护措施包括几何尺寸调整、捣固、大机打磨、小机打磨等,打磨是提高岔区平顺性、改善轮轨接触关系的主要措施。道岔打磨大机采用参数控制,切削量、打磨角度比较好控制,打磨后整体平顺性较好。但是由于控制精度、操作手熟练程度等因素,不能较好的处理空间狭小的区域,如道岔尖轨50mm宽度以下断面、心轨50mm以下断面等。道岔小型打磨机械操作灵活,可用于处理钢轨局部病害、不平顺等问题。此外,道岔小型打磨机械使用方便,路局可灵活安排施工,弥补道岔打磨大机的不足。但是,目前道岔小型打磨机械大多采用人工推进式打磨,切削力、平顺度受人工推进速度影响较大,因此对操作手要求较高,不适用于长距离打磨。
目前,全路道岔打磨主要以道岔大机打磨为主,辅助小机修理焊缝、擦伤等局部病害。大机打磨通常仅对整个钢轨(基本轨)横断面进行打磨,对于尖、心轨等关键位置一般跳开不打,从而导致岔区过渡不良,尖、心轨位置病害频发。此外道岔大机打磨模式陈旧,未考虑岔区钢轨廓形、轮轨接触关系,因此打磨效果较差。因此有必要研究一种新的道岔打磨工艺,实现道岔区的全覆盖廓形打磨,提高岔区整体平顺性、改善轮轨接触关系、延长岔区轨件使用寿命。
发明内容
针对上述工程实践问题,本发明提出一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法。
本发明提出一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,通过下述步骤实现:
步骤1:获取道岔运行车辆车轮踏面磨耗情况、轮缘磨耗情况、等效锥度值信息。
步骤2:测量道岔钢轨廓形,包括大机打磨非受限区与大机打磨受限区钢轨廓形测量。
步骤3:道岔大小机全覆盖作业分工。
步骤4:进行道岔钢轨廓形设计。
步骤5:根据步骤3与步骤4确定的大小机作业分工以及道岔钢轨廓形设计,设计道岔大小机作业打磨方案:
A、大机打磨方案
大机打磨方法需给定大机的功率百分比、速度、角度,细化至每一组道岔的轨枕号范围;大机打磨常用功率百分比为60%-70%,作业速度6-7km/h,打磨角度-10°~45°。钢轨表面道岔大机平均切削量分别为:作用边0.2mm/遍,轨顶0.03mm/遍,非作用边0.07mm/遍。根据大机打磨区域钢轨廓形与设计廓形的偏差,进行打磨方案设计,计算打磨遍数。
B、小机打磨方案
小机打磨方案包含小机优先打磨方案和正常打磨方案两部分。
其中,优先打磨方案为:采用小机对岔区局部钢轨病害、廓形差异进行处理。
正常打磨方案为:采用小机对大机打磨受限区域进行打磨,通过小机分别对转辙区、辙叉区进行打磨。转辙区、辙岔区以关键断面廓形作为基准廓形,计算转辙区、辙岔区测量廓形与基准廓形的偏差,制定打磨角度和打磨量。此外,需对轨顶进行贯通打磨,以提高轨面平顺性,轨顶打磨量按消除轨面病害的基础上增加0.05mm。
步骤6:现场作业质量控制、方案优化。
本发明的优点在于:
(1)本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,深入分析了道岔大小机作业性能,充分发挥了道岔大小机作业优势。
(2)本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,实现了道岔全覆盖廓形打磨,提高了岔区整体平顺性,改善了车辆通过性能。
(3)本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,改善了岔区轮轨接触关系,控制了岔区钢轨病害的产生和发展,延长了道岔轨件使用寿命。
附图说明
图1为本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法流程图。
图2为本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法中道岔大机打磨受限区示意图。
图3为钢轨道岔结构示意图。
图4为本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法中道岔大小机作业分工示意图。
图5为本发明大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法中道岔钢轨设计廓形示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,如图1所示,具体步骤如下:
步骤1:道岔运行车辆车轮参数分析。
根据道岔运行车辆情况,对车轮廓形进行抽检,单次抽检数量不少于500个,抽检车轮廓形数据。根据抽检数据对车轮踏面磨耗、轮缘磨耗、等效锥度等参数进行分析,得到的是车轮踏面磨耗情况、轮缘磨耗情况、等效锥度值。
步骤2:测量道岔钢轨廓形;
针对大小机结合打磨方法,道岔钢轨廓形测量位置选择如下:
(1)大机打磨非受限区道岔钢轨廓形测量位置选择
大机打磨非受限区如图2所示,按岔前部分、转辙部分、连接部分、辙叉部分和岔后部分安排测量位置,如图3所示。每组道岔以焊缝为基准,测量位置须覆盖每一根(分段更换或状态存在差异的)钢轨的廓形及表面状态。
(2)大机打磨受限区廓形测量位置选择如下:
测量点为对应道岔的关键断面,测量时需要同步调查尖轨和滑床板间的空吊值。例如表1中专线4249道岔关键断面测量点位置要求。
表1专线4249道岔关键断面参考测量点位置
Figure BDA0002777261610000031
步骤3:大小机全覆盖作业分工。
分析道岔打磨大小机作业效率、切削量、作业特点、控制精度,进行道岔大小机全覆盖作业分工。根据附图4中的标记点位置对大小机作业区域进行分工,如下:
设定小机打磨区域为:标记2-4非作用边,标记2-3作用边;标记5-7非作用边,标记5-6作用边;
大机打磨区域为:除去以上小机打磨的区域;
Figure BDA0002777261610000041
步骤4:道岔钢轨廓型设计。
根据车轮、道岔测量廓形数据进行轮轨接触关系、动力学分析,参考轮轨接触动静态指标进行道岔钢轨廓形设计。道岔钢轨设计廓形包括基本轨部分和组合廓形部分,其外形如附图5所示。
步骤5:大小机作业打磨方案设计。
根据确定的大小机道岔钢轨打磨作业分工以及岔区钢轨设计廓形,设计道岔大小机作业打磨方案。
(1)大机打磨方案
大机打磨方案需给定大机的功率百分比、速度、角度,细化至每一组道岔的轨枕号范围。大机打磨常用功率百分比为60%-70%,作业速度6-7km/h,打磨角度-10°~45°。钢轨表面道岔大机平均切削量分别为:作用边0.2mm/遍,轨顶0.03mm/遍,非作用边0.07mm/遍。最终根据大机打磨区域钢轨廓形与设计廓形的偏差,进行大机打磨方案设计,计算打磨遍数。对廓形差异相对较大区域,采取先分段打磨后再进行整体打磨的方式。
(2)小机打磨方案
小机打磨方案包含小机优先打磨方案和正常打磨方案两部分。
其中,优先打磨方案为:采用小机对岔区局部钢轨病害(焊缝高低、擦伤)、廓形差异进行处理;
对于岔区焊缝高低、擦伤等局部伤损的处理方法,既要确保打磨后原有伤损基本消除,又要确保伤损处钢轨廓形的一致性、对称性偏差满足要求。因此小机打磨方案中需要同时考虑轨顶打磨量以及廓形一致性、对称性偏差,打磨时采用轨面全覆盖的方式从非作用边向作用边进行打磨。
对于廓形差异处理方法,需对岔区廓形差异较大的钢轨进行优先处理,包括大机打磨非受限区与大机打磨受限区钢轨廓形差异打磨,确保岔区钢轨廓形差异控制在0.3mm以内。其中,大机打磨非受限区钢轨廓形差异打磨方法应以整根钢轨为单元进行设计,采用轨枕号进行定位;大机打磨受限区钢轨廓形差异应综合考虑廓形偏差大小、长度进行方案设计。
正常打磨方案为采用小机对大机打磨受限区域进行打磨。
正常打磨方案设计采用单元化设计思路,通过小机分别对转辙区、辙叉区进行打磨。转辙区、辙岔区以关键断面廓形作为基准廓形(关键断面位置参考表1),计算转辙区、辙岔区测量廓形与基准廓形的偏差,制定打磨角度和打磨量。此外,需对轨顶进行贯通打磨,以提高轨面平顺性,轨顶打磨量按消除轨面病害的基础上增加0.05mm。
步骤6:现场作业质量控制、方案优化。参考岔区平直度、廓形质量、病害情况对现场作业质量进行控制,并根据打磨方案实施结果对方案进行优化和调整。

Claims (6)

1.一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,其特征在于:具体步骤如下:
步骤1:获取道岔运行车辆车轮踏面磨耗情况、轮缘磨耗情况、等效锥度值信息;
步骤2:测量道岔钢轨廓形,包括大机打磨非受限区与大机打磨受限区钢轨廓形测量;
步骤3:道岔大小机全覆盖作业分工;
步骤4:进行道岔钢轨廓形设计;
步骤5:步骤3:根据步骤3与步骤4确定的大小机作业分工以及道岔钢轨廓形设计,设计道岔大小机作业打磨方案:
A、大机打磨方案
大机打磨方法需给定大机的功率百分比、速度、角度,细化至每一组道岔的轨枕号范围;钢轨表面道岔大机平均切削量分别为:作用边0.2mm/遍,轨顶0.03mm/遍,非作用边0.07mm/遍;根据大机打磨区域钢轨廓形与设计廓形的偏差,进行打磨方案设计,计算打磨遍数;
B、小机打磨方案
小机打磨方案包含小机优先打磨方案和正常打磨方案两部分;
其中,优先打磨方案为:采用小机对岔区局部钢轨病害、廓形差异进行处理;
正常打磨方案为:采用小机对大机打磨受限区域进行打磨,通过小机分别对转辙区、辙叉区进行打磨;转辙区、辙岔区以关键断面廓形作为基准廓形,计算转辙区、辙岔区测量廓形与基准廓形的偏差,制定打磨角度和打磨量;此外,需对轨顶进行贯通打磨,以提高轨面平顺性,轨顶打磨量按消除轨面病害的基础上增加0.05mm;
步骤6:现场作业质量控制、方案优化。
2.如权利要求1所述一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,其特征在于:大机打磨非受限区钢轨廓形测量按岔前部分、转辙部分、连接部分、辙叉部分和岔后部分安排测量位置;
(2)大机打磨受限区钢轨廓形测量点为对应道岔的关键断面,测量时需要同步获取尖轨和滑床板间的空吊值。
3.如权利要求1所述一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,其特征在于:道岔大小机全覆盖作业分工方式为:
小机打磨区域为:尖轨尖端、尖轨50断面处以及尖轨处大机打磨受限区尾端的非作用边,尖轨尖端与尖轨50断面处的作用边;心轨处大机打磨受限区前端、心轨处大机打磨受限区尾端与道岔尾端的非作用边;心轨处大机打磨受限区前端、心轨处大机打磨受限区尾端的作用边;
大机打磨区域为:除去以上小机打磨的区域。
4.如权利要求1所述一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,其特征在于:步骤5所述的大机打磨方案中,对廓形差异相对较大区域,采取先分段打磨后再进行整体打磨的方式。
5.如权利要求1所述一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,其特征在于:小机打磨方案中,对岔区局部钢轨病害处理方式,需确保打磨后原有伤损基本消除,同时确保伤损处钢轨廓形的一致性、对称性偏差满足要求;采用轨面全覆盖的方式从非作用边向作用边进行打磨。
6.如权利要求1所述一种大小机结合的铁路道岔全覆盖廓形打磨方法,其特征在于:小机打磨方案中,廓形差异处理方法,需对岔区廓形差异较大的钢轨进行优先处理,包括大机打磨非受限区与大机打磨受限区钢轨廓形差异打磨,确保岔区钢轨廓形差异控制在0.3mm以内;其中,大机打磨非受限区钢轨廓形差异打磨方法应以整根钢轨为单元进行设计,采用轨枕号进行定位。
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