CN115452438A - 能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置及试验方法，试验装置包括工作台，工作台上水平布置钢轨轮盘驱动机构、两组打磨单元、两组磨石测速单元；钢轨轮盘用以模拟轨道交通钢轨，可拆卸钢轨销沿钢轨轮盘圆周面均匀分布；两组打磨单元水平、对称布置于钢轨轮盘轴线两侧；试验时，首先独立调整两个磨石冲角，检测打磨前后高速磨石、钢轨轮盘廓形、打磨过程磨石/钢轨界面摩擦力、正压力、横向力以及磨石实际转速，分析钢轨销表面质量。本发明可模拟钢轨高速打磨技术磨石交叉打磨过程、磨石实际转速监测、钢轨表面质量精细分析，为钢轨高速打磨技术的研究及磨石性能评价提供装备支撑。

Description

能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及轨道交通钢轨打磨技术领域，特别地涉及一种能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置及试验方法。

背景技术

铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程，是综合交通运输体系的骨干和主要运输方式之一。广域服役环境与车轮周期载荷的耦合作用下，钢轨不可避免会产生腐蚀、磨损、疲劳等损伤问题。目前，轨道交通领域主要采用“以磨代换”的方式对钢轨进行维护，去除钢轨损伤、延长钢轨服役寿命，进而保障列车运行的舒适性、安全性和稳定性。

高速打磨技术是钢轨打磨维护的重要技术手段之一。高速打磨过程中，杯状磨石(砂轮)圆周面在一定载荷作用下与钢轨轨头接触，磨石轴线与钢轨纵向呈一定的夹角α。打磨过程中磨石不带动力，依靠打磨列车高速运行拖拽磨石在钢轨轨头做非纯滚动运动(滚动-滑动复合)，进而去除钢轨轨头滚动接触疲劳层。高速打磨车现场打磨作业工况下，打磨单元同侧的12个磨石一般按照“3-6-3”的模式进行编排(前3个与后3个磨石α角为-45°，中间6个磨石α角为+45°)。高速打磨技术作业速度快(60～80km/h)，打磨效率高(三遍0.1mm)，打磨后钢轨表面质量好，特别适合线路(尤其是高速铁路)钢轨预防性打磨的开展。

虽然高速打磨技术在轨道交通系统获广泛应用，但是关于滚-滑复合运动模式下钢轨高速打磨材料去除机理仍不清晰。同时，磨石作为钢轨高速打磨车的“牙齿”，关键技术被德国VOSSLOH等少数企业所掌握，磨石的开发急需能真实模拟现场钢轨打磨工况的试验设备。目前，已有相关机构报道了钢轨高速打磨试验设备。如申请号201320113425.4公开了一种被动打磨钢轨的试验台，申请号201911000576.7公开了一种钢轨被动打磨方式的测试平台，西南交通大学研制了高速打磨试验台(许孝堂.钢轨高速打磨机理研究[D].成都：西南交通大学.)。目前报道的钢轨高速打磨试验装置存在如下弊端：(1)均采用单磨石开展钢轨打磨试验，打磨完成后钢轨表面为单向纹理，而现场钢轨高速打磨过程中磨石呈交叉布置，打磨后钢轨表面为“网状”纹理；并且，在磨削领域中，磨料运动路径与工件表面纹理方向的角度与材料去除效率密切相关。(2)以上报道的钢轨打磨试验设备钢轨试样尺寸较大，不便于打磨后钢轨表面质量(表面织构、金相结构等)的微观分析；(3)无法测量磨石的实际转速。高速过程中，磨石的在打磨车的拖拽作用下在钢轨轨头做非纯滚动运动，磨石受迫旋转的实际转速与磨石冲角、磨石结构(磨料粒度、磨石组织、硬度、直径等)密切相关，且磨石实际转速直接影响磨石的材料去除效率、钢轨表面质量。综上，现有的钢轨高速打磨试验装置在模拟实际钢轨高速打磨行为方面存在诸多弊端与局限性。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中所存在的不足之处，提供一种能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置及试验方法，实现双磨头交叉打磨、磨石实际转速监测、钢轨表面质量精细分析，进而为现场钢轨高速打磨行为的研究以及高速磨石性能的评价提供装备支撑。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

一种能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于，包括

工作台，作为整个试验装置的操作平台；

钢轨轮盘，通过轴承座安装于工作台上，并通过钢轨轮盘驱动机构驱动高速旋转，用于模拟轨道交通钢轨的打磨状态；

两组被动打磨单元，以钢轨轮盘轴线对称的方式安装在钢轨轮盘两侧的工作台上；所述被动打磨单元包括磨石夹具、磨石基座、三维力传感器和载荷装置；所述磨石夹具用于夹紧磨石，并通过角度调节机构安装在磨石基座上，通过角度调节机构调整磨石冲角；所述磨石基座通过三维力传感器安装在载荷装置上，所述载荷装置用于提供将磨石压紧在钢轨轮盘圆周面上的接触载荷，所述三维力传感器用于监测该接触载荷以及钢轨轮盘高速旋转过程中对磨石产生的扭力；以及

磨石测速单元，分别用于测量两个磨石的转数。

进一步地，所述载荷装置包括滑动本体、载荷杆和线性驱动装置，所述滑动本体通过滑动导向机构支撑安装在工作台上，所述载荷杆前端与滑动本体之间通过滑动副相连，滑动杆后端与线性驱动装置相连，所述线性驱动装置的运动方向、载荷杆轴向、滑动副方向以及滑动导向机构的滑动方向均相同，并且与钢轨轮盘的轴线垂直。

进一步地，所述滑动本体为筒状壳体，所述筒状壳体内设有能自由滑动的加载压头，所述载荷杆前端从筒状壳体后端自由伸入与加载压头固定相连；所述加载压头前端与筒状壳体之间设有用于提供恒定载荷的减震弹簧。

进一步地，所述滑动导向机构包括固定设于滑动本体两侧工作台上的支撑件、设于两个支撑件内侧上的直线导轨和分别设于两个直线导轨上的滑块，所述滑动本体两侧分别通过连接件与相应侧直线导轨上的滑块固定相连。

进一步地，所述线性驱动装置为气缸，所述气缸通过浮动接头与载荷杆相连。

进一步地，所述角度调节机构包括设于磨石夹具上沿圆周阵列分布的第一装配孔和设于磨石基座上圆周阵列分布的第二装配孔，通过选择不同的第一装配孔和第二装配孔将磨石夹具与磨石基座固定，来调整磨石夹具与磨石基座的相对旋转角度，从而调整磨石冲角。

进一步地，所述钢轨轮盘的外圆周面上设有若干通过螺纹孔可拆卸安装的钢轨销。

进一步地，所述磨石测速单元包括贴附于磨石上的磁片和通过万向调节杆安装于工作台上的磁力计数器。

进一步地，所述钢轨轮盘驱动机构包括变频电机和减速器，所述变频电机的输出与减速器的输入轴相连，所述减速器的输出轴通过扭矩传感器与所述钢轨轮盘相连。

本发明还保护一种双磨头钢轨高速打磨试验方法，采用上述双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将磁片粘贴于磨石端面；采用电子天平称量高速磨石的初始重量；采用轮廓仪测量磨石初始外形轮廓；采用光学显微镜记录指定区域磨石表面初始形貌；

S2.将钢轨销安装在钢轨轮盘上，并采用打磨机将钢轨销端面打磨至与钢轨盘外圆面高度一致；采用轮廓仪检测钢轨轮盘指定位置钢轨廓形；

S3.将高速磨石安装于磨石夹具中，通过角度调节机构调节磨石夹具与磨石基座的相对安装位置，从而独立的调整两个高速磨石的磨石冲角；

S4.结合三维力传感器正压力检测结果，通过载荷装置设置钢轨打磨过程的试验载荷；

S5.调节变频电机转速，使钢轨轮盘以一定的线速度稳定运转；打开两侧气缸的电磁阀开关，气缸推杆推出，使高速磨石在一定的载荷下与钢轨轮盘接触；完成打磨后，气缸电磁阀开关断开，气缸推杆缩回，高速磨石与钢轨轮盘脱开接触，打磨停止；

S6.打磨试验结束后，将高速磨石拆卸，称取磨石重量，测量指定位置磨石轮廓，计算磨石质量损失与体积损失；并检测打磨后磨石表面形貌，分析磨石磨损行为；

S7.测量打磨后钢轨轮盘指定位置钢轨廓形，并与初始状态进行对比，计算打磨前后钢轨厚度，计算钢轨打磨量；取下钢轨销，分析钢轨销表面质量(表面织构、金相结构等微观分析)；

S8.结合打磨过程扭矩传感器、磁力计数器、三维力传感器的检测数据，计算打磨过程磨石/钢轨界面摩擦力、正压力、横向力，以及磨石实际转速；

S9.结合磨石磨损行为、钢轨打磨量、磨石打磨过程受力分析、磨石实际转速、钢轨表面质量信息，开展钢轨高速打磨过程材料去除机制研究及高速磨石综合性能评价。

本发明提供的一种双磨头钢轨高速打磨试验装置及试验方法，具有以下有益效果：

(1)本发明可真实模拟出钢轨高速打磨过程磨石交叉打磨行为，克服现有高速打磨试验台单磨头打磨与现实作业模式不一致的问题，从而为钢轨高速打磨过程打磨机理以及磨石性能的评价提供更贴近实际工况与作业模式的试验条件。

(2)本发明采用三维力传感器、扭矩传感器、磁力计数器等对打磨过程的摩擦力、正压力、横向力、磨石实际转速等参数进行测量，为钢轨高速打磨技术的研究提供更全面的数据支撑。

(3)本发明在钢轨轮盘外圆面设计了可拆卸的钢轨销试样，解决了现有试验台因钢轨试样尺寸过大无法开展打磨后钢轨表面质量精细分析的问题，为钢轨高速打磨过程材料去除机制、打磨参数优化、磨石评价与优化等研究的开展提供理论指导。

附图说明

图1为本发明双磨头钢轨高速打磨试验装置的总体结构示意图。

图2为本发明双磨头钢轨高速打磨试验装置的钢轨轮盘驱动机构结构示意图。

图3为本发明双磨头钢轨高速打磨试验装置的被动打磨单元结构示意图。

图4为本发明双磨头钢轨高速打磨试验装置的载荷装置结构示意图。

图5为本发明双磨头钢轨高速打磨试验装置的被动打磨单元磨头结构示意图。

图6为本发明双磨头钢轨高速打磨试验装置的磨石测速单元部分结构示意图。

图7为本发明高速磨石的磨石冲角示意图。

1-工作台；2-钢轨轮盘驱动机构，201-变频电机；202-第一联轴器；203-减速器；204-第二联轴器；205-扭矩传感器；3-被动打磨单元，31-磨石夹具，311-角度调节螺栓；312-磨石固定螺栓；313-磨石固定底座；314-磨石安装侧板；315-压板，316-第一装配孔；32-磨石基座，321-第二装配孔；33-三维力传感器；34-载荷装置，341-滑动本体，342-载荷杆，343-加载压头，344-减震弹簧，345-滑动导向机构，3451-支撑侧板，3452-直线导轨，3453-滑块，3454-连接件，346-盖板，347-安装底座；348-气缸；349-浮动接头；4-磨石测速单元，41-磁力座，42-磁力计数器，43-磁片，44-万向调节杆；5-钢轨轮盘，51-钢轨销，6-轴承座，7-高速磨石。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明进行详细介绍，以便于本技术领域的技术人员理解本发明。但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1～图7。本发明的一种可实现交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其包括安装在工作台1上的钢轨轮盘驱动机构2、钢轨轮盘5、被动打磨单元3及磨石测速单元4。

所述钢轨轮盘5的转轴两端通过两个轴承座6安装在工作台1上，并通过钢轨轮盘驱动机构2驱动高速旋转，用于模拟轨道交通钢轨的打磨状态。

钢轨轮盘驱动机构2包括依次动力传递相连的变频电机201、第一联轴器202、减速器203、第二联轴器204及扭矩传感器205，扭矩传感器205另一端连接钢轨轮盘5的转轴；变频电机201依次通过第一联轴器202、减速器203、第二联轴器204、三维力传感器33将动力传递给钢轨轮盘5。钢轨轮盘5的外圆周面上设有可拆卸的钢轨销51，具体钢轨轮盘5的外圆周面上设有径向的螺纹孔，钢轨销51通过螺纹配合可拆卸的固定在螺纹孔内，钢轨轮盘5、钢轨销51和钢轨采用相同材质和加工工艺制成，具体相同的机械性能和微观组织结构。

两组被动打磨单元3以钢轨轮盘轴线对称的方式安装在钢轨轮盘5两侧的工作台1上；所述被动打磨单元3包括磨石夹具31、磨石基座21、三维力传感器33和载荷装置34；所述磨石夹具31用于夹紧磨石，并通过角度调节机构安装在磨石基座21上，通过角度调节机构调整磨石冲角；所述磨石基座21通过三维力传感器33安装在载荷装置34上，所述载荷装置34用于提供将磨石压紧在钢轨轮盘5圆周面上的接触载荷，所述三维力传感器33用于监测该接触载荷以及钢轨轮盘5高速旋转过程中对磨石产生的扭力。

作为一种优先实施例，所述载荷装置34包括滑动本体341、载荷杆342和线性驱动装置，所述滑动本体341通过滑动导向机构345支撑安装在工作台1上，通过滑动导向机构345限定滑动本体341只能沿着单一方向水平运动，该运动方向与磨石的正压力方向一致，以便于调整正压力载荷。

所述载荷杆342前端与滑动本体341之间通过滑动副相连，滑动杆后端与线性驱动装置相连，所述线性驱动装置的运动方向、载荷杆轴向、滑动副方向以及滑动导向机构345的滑动方向均相同，并且与钢轨轮盘5的轴线垂直。

作为一种优先实施例，参加图3和图4，所述滑动本体341为筒状壳体，所述筒状壳体内设有能自由滑动的加载压头343，所述载荷杆342前端从筒状壳体后端自由伸入与加载压头343固定相连；所述加载压头343前端与筒状壳体之间设有用于提供恒定载荷的减震弹簧344；盖板346将加载压头343约束在筒状壳体内腔中。打磨过程中，减震弹簧344的弹力作用不仅可以提供恒定的接触载荷，而且可以降低磨石与钢轨因刚性接触而产生的震动，从而确保打磨过程稳定进行。

作为一种优先实施例，参加图3和图4，所述滑动导向机构345包括固定设于滑动本体341两侧工作台1上的支撑件、设于两个支撑件内侧上的直线导轨3452和分别设于两个直线导轨3452上的滑块3453，所述筒状壳体两侧分别通过连接件3454与相应侧直线导轨3452上的滑块3453固定相连；本实施例中，所述支撑件为竖直固定在工作台1上的支撑侧板3451，每个直线导轨3452上有两个滑块3453，所述连接件3454为从腹板中部剖切为两半的工字钢，连接件3454的腹板切开处焊接在筒状壳体侧部，翼缘板分别通过螺栓固定在相应侧的滑块3453上。

作为一种优先实施例，参加图3，所述线性驱动装置为气缸348，通过安装底座347固定在工作台1上，所述气缸348带有用于控制的电磁阀，所述气缸348通过浮动接头349与载荷杆342相连，通过浮动接头349能解决载荷杆342与气缸348不同轴问题，降低安装难度。

参加图3和图5，所述角度调节机构包括设于磨石夹具31上圆周阵列分布的第一装配孔316和设于磨石基座21上圆周阵列分布的第二装配孔321，利用选择不同的第一装配孔316和第二装配孔321通过角度调节螺栓311将磨石夹具31与磨石基座21固定，来调整磨石夹具31与磨石基座21的相对旋转角度，从而调整磨石冲角，本实施例中，所述磨石冲角即为磨石轴心线与钢轨轮盘5的盘面所在平面夹角α，参加图7所示。

作为一种优先实施例，参加图3至图5，所述磨石夹具31包括磨石固定底座314、磨石安装侧板314和压板315，所述磨石固定底座314为圆盘状构件，所述第一装配孔316设置于磨石固定底座314上，两个磨石安装侧板314平行相对的通过磨石固定螺栓312固定在磨石固定底座314上，且以磨石固定底座314的圆心对称分布，磨石安装侧板314的顶部中间设有一个轴槽，所述高速磨石7两端的轴(高速磨石7通过轴承安装在磨石轴上)分别通过压板315压紧安装在轴槽内，并且高速磨石7能自由转动；高速磨石7的轴线与磨石固定底座314的轴心线垂直相交，使得高速磨石7安装于磨石固定底座314的中心位置。

需要说明的是，一般情况下，本发明载荷杆342的前进后退加载方向，也就是载荷杆342的轴线与筒状壳体重合，并且与磨石夹具31的旋转中心(也是磨石固定底座轴心线)重合，磨石固定底座314的轴心线还经过钢轨轮盘5的轴线，也就是高速磨石7与钢轨轮盘5的转轴同高；使得进行打磨时，载荷装置34的加载方向与磨石正压力方向一致，防止偏磨，并且在调整磨石夹角过程中能保证载荷一致。

参加图1和图6，磨石测速单元4包含磁力座41、磁力计数器42和磁片43，磁片43贴附在高速磨石7端面偏心处，磁力计数器42通过万向调节杆44安装于磁力座41上，磁力座41通过吸力吸附安装于高速磨石7附件的工作台1上，磁力计数器42可以采用诸如霍尔开关之类磁感应元件即可，磁片43随着高速磨石7旋转过程中，通过磁力计数器42记录磁片43转圈的圈数结合记录的时间，即可求出磨石转数。通过调节磁力座41在工作台1上的位置以及磁力计数器42的万向调节杆44，可以使磁力计数器42的探头与粘贴在高速磨石7端面上的磁片43垂直并保持一定的测试距离。打磨过程中，磁力计数器42可以测量高速磨石7的实际转速，结合高速磨石7外径，即可计算高速磨石7上打磨面的线速度。

变频电机201、减速器203、磁力座41、安装底座347、支撑侧板3451、轴承座6均通过螺栓固定在工作台1上。两组被动打磨单元3对称布置于钢轨轮盘5轴线两侧，且气缸348推杆轴线、钢轨轮盘5的轴线垂直并在同一水平面上。

下面是利用基于上述一种可实现交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置的试验方法，其包括如下步骤：

S1.将磁片43粘接于高速磨石7端面偏心处；采用电子天平、轮廓仪、光学显微镜分别获取高速磨石7的初始重量、指定位置初始外形轮廓、指定区域磨石表面初始形貌等信息。

优选地，高速磨石7廓形检测沿周向均匀布置四个检测点。

S2.将四个钢轨销51安装在钢轨轮盘5的圆周面上，并采用打磨机将钢轨销51端面打磨至与钢轨轮盘5外圆面高度一致；采用轮廓仪检测钢轨轮盘5指定位置钢轨廓形。

优选地，钢轨轮盘5廓形检测沿周向均匀布置四个检测点。

S3.将高速磨石7安装于磨石夹具31中；通过调节磨石基座21与磨石固定底座314对应装配孔位，可实现两个高速磨石7的磨石冲角相对独立调节；调节磁力计数器42的万向杆以及磁力座41的位置，使磁力计数器42的探头与磁片43垂直并保持一定的测试距离。

S4.根据试验载荷要求，调节气缸348的调压阀，并结合三维力传感器33正压力检测结果，设置钢轨打磨过程试验载荷。

S5.调节变频电机201转速，使钢轨轮盘5以一定的线速度稳定运转。打开两侧气缸348的电磁阀开关，气缸348推杆推出，使高速磨石7在一定的载荷下与钢轨轮盘5接触，打磨试验开始。打磨至预设的时间，气缸348的电磁阀开关断开，气缸348的推杆缩回，高速磨石7与钢轨轮盘5脱开接触，打磨停止。

S6.打磨试验结束后，将高速磨石7拆卸，称取高速磨石7重量并测量指定位置轮廓，计算高速磨石7质量损失与体积损失；并检测打磨后高速磨石7表面形貌，分析高速磨石7磨损行为。

优选地，打磨后高速磨石7廓形检测位置与步骤S1中保持一致。

S7.测量打磨后钢轨轮盘5指定位置廓形，并与初始状态进行对比，计算打磨深度，从而计算打磨量；将钢轨销51取下，对打磨后的钢轨销51表面质量进行分析。

优选地，打磨后钢轨轮盘5廓形检测位置与步骤S2中保持一致。

S8.结合打磨过程扭矩传感器205、磁力计数器42、三维力传感器33等检测数据，可计算打磨过程高速磨石7与钢轨轮盘5界面的摩擦力、正压力、横向力，以及高速磨石7的实际转速。

S9.结合高速磨石7磨损行为、钢轨打磨量、高速磨石7打磨过程受力分析、高速磨石7实际转速、钢轨销51表面质量等信息，研究钢轨高速打磨过程材料去除机制并评价高速磨石7性能。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种能交叉打磨的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于，包括

工作台，作为整个试验装置的操作平台；

钢轨轮盘，通过轴承座安装于工作台上，并通过钢轨轮盘驱动机构驱动高速旋转，用于模拟轨道交通钢轨的打磨状态；

两组被动打磨单元，以钢轨轮盘轴线对称的方式安装在钢轨轮盘两侧的工作台上；所述被动打磨单元包括磨石夹具、磨石基座、三维力传感器和载荷装置；所述磨石夹具用于夹紧磨石，并通过角度调节机构安装在磨石基座上，通过角度调节机构调整磨石冲角；所述磨石基座通过三维力传感器安装在载荷装置上，所述载荷装置用于提供将磨石压紧在钢轨轮盘圆周面上的接触载荷，所述三维力传感器用于监测该接触载荷以及钢轨轮盘高速旋转过程中对磨石产生的扭力；以及

磨石测速单元，分别用于测量两个磨石的转数。

2.根据权利要求1所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述载荷装置包括滑动本体、载荷杆和线性驱动装置，所述滑动本体通过滑动导向机构支撑安装在工作台上，所述载荷杆前端与滑动本体之间通过滑动副相连，滑动杆后端与线性驱动装置相连，所述线性驱动装置的运动方向、载荷杆轴向、滑动副方向以及滑动导向机构的滑动方向均相同，并且与钢轨轮盘的轴线垂直。

3.根据权利要求2所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述滑动本体为筒状壳体，所述筒状壳体内设有能自由滑动的加载压头，所述载荷杆前端从筒状壳体后端自由伸入与加载压头固定相连；所述加载压头前端与筒状壳体之间设有用于提供恒定载荷的减震弹簧。

4.根据权利要求3所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述滑动导向机构包括固定设于滑动本体两侧工作台上的支撑件、设于两个支撑件内侧上的直线导轨和分别设于两个直线导轨上的滑块，所述滑动本体两侧分别通过连接件与相应侧直线导轨上的滑块固定相连。

5.根据权利要求2所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述线性驱动装置为气缸，所述气缸通过浮动接头与载荷杆相连。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述角度调节机构包括设于磨石夹具上圆周阵列分布的第一装配孔和设于磨石基座上圆周阵列分布的第二装配孔，通过选择不同的第一装配孔和第二装配孔将磨石夹具与磨石基座固定，来调整磨石夹具与磨石基座的相对旋转角度，从而调整磨石冲角。

7.根据权利要求6所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述钢轨轮盘的外圆周面上设有若干通过螺纹孔可拆卸安装的钢轨销。

8.根据权利要求7所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述磨石测速单元包括贴附于磨石上的磁片和通过万向调节杆安装于工作台上的磁力计数器。

9.根据权利要求8所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于：所述钢轨轮盘驱动机构包括变频电机和减速器，所述变频电机的输出与减速器的输入轴相连，所述减速器的输出轴通过扭矩传感器与所述钢轨轮盘相连。

10.一种双磨头钢轨高速打磨试验方法，采用权利要求9所述的双磨头钢轨高速打磨试验装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将磁片粘贴于磨石端面；采用电子天平称量高速磨石的初始重量；采用轮廓仪测量磨石初始外形轮廓；采用光学显微镜记录指定区域磨石表面初始形貌；

S2.将钢轨销安装在钢轨轮盘上，并采用打磨机将钢轨销端面打磨至与钢轨盘外圆面高度一致；采用轮廓仪检测钢轨轮盘指定位置钢轨廓形；

S3.将高速磨石安装于磨石夹具中，通过角度调节机构调节磨石夹具与磨石基座的相对安装位置，从而独立的调整两个高速磨石的磨石冲角；

S4.结合三维力传感器正压力检测结果，通过载荷装置设置钢轨打磨过程的试验载荷；

S5.调节变频电机转速，使钢轨轮盘以一定的线速度稳定运转；打开两侧气缸的电磁阀开关，气缸推杆推出，使高速磨石在一定的载荷下与钢轨轮盘接触；完成打磨后，气缸电磁阀开关断开，气缸推杆缩回，高速磨石与钢轨轮盘脱开接触，打磨停止；

S6.打磨试验结束后，将高速磨石拆卸，称取磨石重量，测量指定位置磨石轮廓，计算磨石质量损失与体积损失；并检测打磨后磨石表面形貌，分析磨石磨损行为；

S7.测量打磨后钢轨轮盘指定位置钢轨廓形，并与初始状态进行对比，计算打磨前后钢轨厚度差，计算钢轨打磨量；取下钢轨销，分析钢轨销表面质量；

S8.结合打磨过程扭矩传感器、磁力计数器、三维力传感器的检测数据，计算打磨过程磨石/钢轨界面摩擦力、正压力、横向力，以及磨石实际转速；

S9.结合磨石磨损行为、钢轨打磨量、磨石打磨过程受力分析、磨石实际转速、钢轨表面质量信息，开展钢轨高速打磨过程材料去除机制研究及高速磨石综合性能评价。

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