CN112647375A

CN112647375A - 振动磨削钢轨打磨方法

Info

Publication number: CN112647375A
Application number: CN202010926931.XA
Authority: CN
Inventors: 吴耀; 金滩; 谢莫颖; 王兴中
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2021-04-13

Abstract

本发明公开了一种振动磨削钢轨打磨方法，属于磨削技术领域，包括以下步骤：步骤a、打磨砂轮在对钢轨进行磨削时产生振动，形成振动磨削；步骤b、振动发生器在砂轮——主轴系统任意位置设置振动发生器，振动形式、振动功率、振幅频率等根据磨削工艺要求调整；步骤c、振动方向可以是沿钢轨纵向、横向、垂直、倾斜等任意方向或复合无序的振动方向。本发明中，通过设计的振动磨削方法，给砂轮提供振动，提高了钢轨磨削效率以及进给速度，并加大磨削深度，从而提高了打磨效率，缩短维修时间，磨削振动效应，减小了磨削力，同时也减小磨削表面的残余应力，减小或避免表面磨削裂纹，避免磨削烧伤，提高了钢轨表面的质量，延长了钢轨的使用寿命。

Description

振动磨削钢轨打磨方法

技术领域

本发明属于磨削技术领域，尤其涉及一种振动磨削钢轨打磨方法。

背景技术

轨道交通运输是我国交通运输体系的重要组成和主要运输方式之一，钢轨为运行列车提供导向和传递载荷的作用，在列车运行的过程中会受到来自多个方向的的交变载荷的冲击作用，钢轨在承受长时间反复的碾压后使轨面出现了各种各样的损伤，这些损伤不仅增加了铁路运营成本，而且影响到列车的运行安全。

目前我国轨道交通运输向“高速”和“重载”、城市轨道交通等方向发展，轨道修磨养护的效率、质量要求日益提高，养护工作量也日益增加，因此有效提升轨道修磨的效率及质量成为制约轨道交通发展的瓶颈之一。

现有技术中，普通的钢轨打磨方法效率低下，打磨后表面粗糙度差，易产生新的磨削裂纹和磨削烧伤，严重影响轨道使用寿命，且对应的打磨设备开发造价高昂，结构复杂，设备维护不方便，而振动磨削技术可使砂轮不容易堵塞，更易自然脱粒，保持砂轮的自锐性，降低了磨削力、残余应力以及磨削温度，避免或减少磨削烧伤，大大提高磨削效率，改善轨道加工表面质量，延长钢轨寿命，振动磨削钢轨打磨方法是解决上述问题的有效方法，因此，现阶段市场上亟需一种振动磨削钢轨打磨方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术中，普通的钢轨打磨方法效率低下，打磨后表面粗糙度差，易产生新的磨削裂纹和磨削烧伤，严重影响轨道使用寿命，且对应的打磨设备开发造价高昂，结构复杂，设备维护不方便，而振动磨削技术可使砂轮不容易堵塞，更易自然脱粒，保持砂轮的自锐性，降低了磨削力、残余应力以及磨削温度，避免或减少磨削烧伤，大大提高磨削效率，改善轨道加工表面质量，延长钢轨寿命，振动磨削钢轨打磨方法是解决上述问题有效方法的问题，而提出的一种振动磨削钢轨打磨方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种振动磨削钢轨打磨方法，包括以下步骤：

步骤a、打磨砂轮接触钢轨；

步骤b、设置打磨参数和振动参数；

步骤c、启动打磨装置和振动装置，开始对钢轨进行振动打磨，同时对打磨参数和振动参数进行实时监测；

步骤d、对比监测参数与设置参数，实时调整打磨装置的打磨参数和振动装置的振动参数。

通过设计的振动发生器，给砂轮提供振动，提高了钢轨磨削效率以及进给速度，并加大磨削深度，从而提高了打磨效率，缩短维修时间减小了磨削力，同时也减小磨削表面的残余应力，减小或避免表面磨削裂纹，避免磨削烧伤，提高了钢轨表面的质量，延长了钢轨的使用寿命。

优选的，如图2、3、4、5、6所示，步骤a中打磨砂轮的圆周面、端面或任何倾斜角度面与钢轨需要打磨的表面相切或相贴合。

优选的，如图2、3、4所示，步骤a中打磨砂轮可以是普通平面砂轮也可以是成形砂轮。

优选的，如图2、3所示，步骤a中打磨砂轮——主轴系统的任意位置都可以安装振动发生器。

优选的，如图7所示，步骤a中钢轨所需要打磨的表面区域为钢轨作用边轨面下到钢轨外侧的范围。

优选的，步骤b中打磨参数包括砂轮转速、主轴功率、磨削深度、进给速度等和振动频率、方向、振幅、振动方式等振动参数。

优选的，步骤b中设置的振动方向可以是沿钢轨纵向、横向、垂直、倾斜等任意方向或复合无序的振动方向。

优选的，步骤c中监测的参数与步骤b中设置的参数类型是一样的。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过设计的振动磨削方法，给砂轮提供振动，提高了钢轨磨削效率以及进给速度，并加大磨削深度，从而提高了打磨效率，缩短维修时间。

2、本发明中，通过设计的磨削振动效应，减小了磨削力，同时也减小磨削表面的残余应力，减小或避免表面磨削裂纹，避免磨削烧伤，提高了钢轨表面的质量，延长了钢轨的使用寿命。

3、本发明中，通过设计的振动磨削方法和磨削振动效应，振动高效磨削钢轨打磨方法既可以应用于现有钢轨打磨车，又可以应用于钢轨铣磨车等各种轨道交通修护装备上，具有普遍的适用性和显著的经济效益，广泛适用于地铁和铁路等轨道交通钢轨的维护配套使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法的流程图；

图2为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法中应用于砂轮端面磨削的示意图；

图3为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法中应用于砂轮圆周磨削的示意图；

图4为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法中应用于成型砂轮磨削的示意图；

图5为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法中应用于砂轮端面偏置磨削的示意图；

图6为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法中应用于任意角度倾斜磨削的示意图；

图7为本发明提出的一种振动磨削钢轨打磨方法中钢轨磨削区域示意图，图中阴影部分为需打磨去除部分。

图例说明：

1、砂轮；2、钢轨；3、振动发生器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种振动磨削钢轨打磨方法，包括以下步骤：

步骤a、打磨砂轮1接触钢轨；

步骤b、设置打磨参数和振动参数；

步骤c、启动打磨装置1和振动装置3，开始对钢轨2进行振动打磨，同时对打磨参数和振动参数进行实时监测；

步骤d、对比监测参数与设置参数，实时调整打磨装置1的打磨参数和振动装置3的振动参数。

通过设计的振动发生器3，给砂轮1提供振动，提高了钢轨2磨削效率以及进给速度，并加大磨削深度，从而提高了打磨效率，缩短维修时间减小了磨削力，同时也减小磨削表面的残余应力，减小或避免表面磨削裂纹，避免磨削烧伤，提高了钢轨2表面的质量，延长了钢轨2的使用寿命。

具体的，如图2、3、4、5、6所示，步骤a中打磨砂轮1的圆周面、端面或任何倾斜角度面与钢轨2需要打磨的表面相切或相贴合。

具体的，如图2、3、4所示，步骤a中打磨砂轮1可以是普通平面砂轮也可以是成形砂轮。

具体的，如图2、3所示，步骤a中打磨砂轮1——主轴系统的任意位置都可以安装振动发生器3，

具体的，如图7所示，步骤a中钢轨2所需要打磨的表面区域为钢轨2作用边轨面下到钢轨2外侧的范围。

具体的，步骤b中打磨参数包括砂轮1转速、主轴功率、磨削深度、进给速度等和振动频率、方向、振幅、振动方式等振动参数。

具体的，步骤b中设置的振动方向可以是沿钢轨纵向、横向、垂直、倾斜等任意方向或复合无序的振动方向。

具体的，步骤c中监测的参数与步骤b中设置的参数类型是一样的。

工作原理：使用时，先将打磨装备移动到需要打磨修复的指定钢轨2线路，并调节打磨机构使得打磨砂轮1接触到钢轨2，接着输入需要打磨的轨型、打磨要求和振动的振动频率、振幅以及振动方向等振动参数，设定打磨速度、进给速度、磨削深度，完成上述参数的设定后，启动打磨机构，砂轮1开始磨削钢轨2，打磨机构沿钢轨2长度方向进给，传感器检测各项打磨参数，控制中心根据检测到的信号调整打磨机构的各项打磨参数，使其与设定打磨参数一致，形成闭环控制，并启动振动器，开始进行振动磨削，同时传感器时刻检测各项打磨参数和振动参数传输到控制中心。

实施例一：如图2及图3所示，本发明的高效振动磨削钢轨打磨方法可适用于普通打磨机构，既适用于端面磨削也适用于圆周磨削，振动发生器3可以放置在砂轮1——主轴系统的任意位置，砂轮1振动方向可以是竖直方向、水平方向、倾斜等任意方向或是多个方向的无序组合。

实施例二：如图4所示，本发明的高效振动磨削钢轨打磨方法可适用于铣磨装置的成形磨，振动发生装置可以放置在砂轮1——主轴系统的任意位置，砂轮 1振动方向可以是竖直方向、水平方向、沿线路方向或是多个方向的无序组合。

实施例三：如图5所示，本发明的高效振动磨削钢轨打磨方法应用于端面磨削时，砂轮1——主轴轴线与钢轨2轴线可以呈任意距离l。

实施例四：如图6所示，本发明的高效振动磨削钢轨打磨方法可适用于任意角度的倾斜磨削，例如：在端面磨削时，砂轮1——主轴中轴线与钢轨2中轴线呈一定角度；在圆周磨削或成形磨削时，砂轮1——主轴中轴线与钢轨2线路方向呈一定角度。

实施例五：如图7所示，例如：铁路线路常用的钢轨2需要打磨修复的区域为钢轨2作用边轨面下到钢轨2外侧的范围。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种振动磨削钢轨打磨方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、打磨砂轮(1)在对钢轨(2)进行磨削时产生振动，形成振动磨削；

步骤b、振动发生器(3)在砂轮(1)——主轴系统任意位置设置振动发生器(3)，振动形式、振动功率、振幅频率等根据磨削工艺要求调整；

步骤c、振动方向可以是沿钢轨(2)纵向、横向、垂直、倾斜等任意方向或复合无序的振动方向；

步骤d、根据磨削钢轨(2)的轨型、材料、要求不同结合其他磨削参数设置不同的振动方向、频率、振幅。

2.根据权利要求1所述的振动磨削钢轨打磨方法，其特征在于，所述步骤a中打磨砂轮(1)的圆周面、端面或任何倾斜角度面与钢轨(2)需要打磨的表面相切或相贴合。

3.根据权利要求1所述的振动磨削钢轨打磨方法，其特征在于，所述步骤a中钢轨(2)所需要打磨的表面区域为钢轨(2)作用边轨面下到钢轨(2)外侧的范围。

4.根据权利要求1所述的振动磨削钢轨打磨方法，其特征在于，所述步骤b中打磨参数包括砂轮(1)转速、主轴功率、磨削深度、进给速度等磨削参数及振动振幅、频率、方向等振动加工参数。