RU2759298C1 - Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation - Google Patents

Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2759298C1
RU2759298C1 RU2021103701A RU2021103701A RU2759298C1 RU 2759298 C1 RU2759298 C1 RU 2759298C1 RU 2021103701 A RU2021103701 A RU 2021103701A RU 2021103701 A RU2021103701 A RU 2021103701A RU 2759298 C1 RU2759298 C1 RU 2759298C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
grinding
rail
stones
stone
rotation
Prior art date
Application number
RU2021103701A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Степанович Ильиных
Виктор Владимирович Банул
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщений" (СГУПС)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщений" (СГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщений" (СГУПС)
Priority to RU2021103701A priority Critical patent/RU2759298C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2759298C1 publication Critical patent/RU2759298C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/12Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails
    • E01B31/17Removing metal from rails, rail joints, or baseplates, e.g. for deburring welds, reconditioning worn rails by grinding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Abstract

FIELD: railway track maintenance.SUBSTANCE: group of inventions relates to the field of railway track maintenance, in particular to methods for processing the surface of the rail head, as well as to devices for its implementation. The device contains a frame with hanging stages, a suspension with mechanisms for lifting and turning the hanging stage and a mechanism for pressing the working peripheral surface of the grinding stones to the surface of the rails. Grinding stones with the possibility of free rotation are placed on the hanging stages. The axes of the stones are at an angle to the longitudinal axis of the rail. Units for setting the working position are mounted for each stone. Each unit contains a motion sensor and mechanisms for vertical and horizontal movement. The loading unit is equipped with a tilt angle sensor and a rotation mechanism. The axis of the loading unit and the axis of rotation of the stone are combined geometrically and are equipped with sensors of angular velocity and longitudinal force of pressing the stone to the surface. To process the surface of the rail head, the working position of each stone is adjusted relative to the corresponding grinding tracks. The setup consists in installing stones with an eccentricity by means of vertical and horizontal movement mechanisms. At the same time, the stones are pressed against the treated surface with the end face.EFFECT: speed of grinding operations increases.2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к шлифовке рельсов, и может быть использовано для восстановления поверхности катания рельсов, уложенных в железнодорожный путь рельсошлифовальным поездом.The invention relates to railway transport, namely to the grinding of rails, and can be used to restore the rolling surface of rails laid in a railway track by a rail-grinding train.

Известен способ обработки поверхности головки рельса, включающий одновременное шлифование несколькими вращающимися инструментами, шлифовальными кругами, установленными на разных участках вдоль и поперек рельса со смещением относительно друг друга, их перемещение вдоль рельса и вращение вокруг своих осей с расположением осей в поперечных сечениях рельса так, что перпендикулярные им рабочие торцовые плоскости инструментов касательны к расчетной направляющей ходовой поверхности рельса (Руководство по эксплуатации. Часть II. Альбом рисунков «Поезд рельсошлифовальный РШП-48К». М., 2004 г.).A known method of processing the surface of the rail head, including the simultaneous grinding by several rotating tools, grinding wheels installed in different sections along and across the rail with displacement relative to each other, their movement along the rail and rotation around their axes with the location of the axes in the cross-sections of the rail so that the working end planes of the tools perpendicular to them are tangent to the calculated guide of the running surface of the rail (Operation Manual. Part II. Album of figures "Rail-grinding train RShP-48K". M., 2004).

Недостатком данного способа является отсутствие возможности увеличить скорость производства работ по профилактическому шлифованию рельсов на железнодорожном перегоне, так скорость движения шлифовального поезда в рабочем режиме не превышает 8 км/ч, то есть данные работы могут проводиться только в «окно».The disadvantage of this method is the inability to increase the speed of work on preventive grinding of rails on a railway track, so the speed of the grinding train in operating mode does not exceed 8 km / h, that is, these works can be carried out only in the "window".

Известно устройство, реализующее указанный способ шлифования длинномерных изделий, включающее раму, размещенные на ней, по крайней мере, два электродвигателя с механизмами их подъема и опускания, при этом на шпинделе каждого электродвигателя закреплен рабочий инструмент, например, шлифовальный круг (см. Руководство по эксплуатации. Часть II. Альбом рисунков «Поезд рельсошлифовальный РШП-48К». М., 2004 г.)A device is known that implements the specified method of grinding long products, including a frame, placed on it, at least two electric motors with mechanisms for raising and lowering them, while a working tool is fixed on the spindle of each electric motor, for example, a grinding wheel (see. Part II. Album of drawings "Rail-grinding train RSHP-48K". M., 2004)

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности увеличить скорость производства работ по профилактическому шлифованию железнодорожного перегона, максимальная скорость 8 км/ч, то есть данные работы могут проводиться только в «окно».The disadvantage of this device is the inability to increase the speed of work on preventive grinding of the railway section, the maximum speed is 8 km / h, that is, these works can be carried out only in the "window".

Известен способ скоростного «пассивного» шлифования периферией шлифовального камня компании Stahlberg Roensch (SRL). Способ включает одновременное шлифование верхней и боковой рабочих поверхностей головки рельса с помощью шлифовальных камней специальной формы, которые, свободно вращаясь на оси, прижимаются соответствующим механизмом к головке рельса под заданным углом и силами трения приводятся в «пассивное» вращение по мере линейного перемещения рельсошлифовальной машины [см. Тауберт М., Пюшель А. Скоростное шлифование рельсов // Железные дороги мира. 2010, № 7, стр. 68-71].The known method of high-speed "passive" grinding with the periphery of the grinding stone of the company Stahlberg Roensch (SRL). The method includes the simultaneous grinding of the upper and lateral working surfaces of the rail head using grinding stones of a special shape, which, freely rotating on the axis, are pressed by the appropriate mechanism to the rail head at a predetermined angle and friction forces are brought into "passive" rotation as the rail grinder moves linearly [ cm. Taubert M., Pushel A. High-speed grinding of rails // World Railways. 2010, No. 7, pp. 68-71].

Основным недостатком данного способа является то, что одним агрегатом (одной люлькой) возможно производить шлифование только одной дорожки на поверхности головки рельса одновременно всеми шлифовальными камнями, размещенными на рабочей стороне тележки. Соответственно, для шлифования остальных поверхностей необходимо делать новые рабочие проходы, или увеличивать количество рабочих тележек, что приведет к значительному увеличению длины поезда. Кроме того в начальный промежуток времени и/или при переустановке (смены рабочих поверхностей) для использования камней на других дорожках шлифования обязательно присутствует процесс приработки. Это снижает уровень универсальности предлагаемого способа. Кроме того скорость шлифования для всех дорожек не регулируется и одинакова зависима от скорости поезда. Однако целесообразно на различных дорожках иметь различный съем металла, а, следовательно, и разную скорость шлифования.The main disadvantage of this method is that with one unit (one cradle) it is possible to grind only one track on the surface of the rail head at the same time with all grinding stones located on the working side of the carriage. Accordingly, for grinding the remaining surfaces, it is necessary to make new working passes, or to increase the number of working carts, which will lead to a significant increase in the length of the train. In addition, in the initial period of time and / or when reinstalling (changing the working surfaces) for the use of stones on other grinding paths, there is always a running-in process. This reduces the level of versatility of the proposed method. In addition, the speed of grinding for all tracks is not regulated and is the same depending on the speed of the train. However, it is advisable to have different metal removal on different paths, and, consequently, different grinding speeds.

Известно устройство (HSG-2 или HSG-city) для реализации указанного способа шлифования рабочей поверхности головки железнодорожных рельсов без изъятия их из пути, содержащее раму с люльками, на которых с возможностью свободного вращения размещены шлифовальные камни, оси которых направлены под углом к продольной оси рельса, подвеску обеспечивающую подъем и поворот люльки и механизм прижима шлифовальных камней к головке рельса под заданным углом (https://www.vossloh.com/en/products-and-solutions/products-at-a-glance/rail-turnouts.maintenance/).There is a known device (HSG-2 or HSG-city) for implementing the specified method of grinding the working surface of the rail head without removing them from the track, containing a frame with cradles, on which grinding stones are placed with the possibility of free rotation, the axes of which are directed at an angle to the longitudinal axis rail, a suspension that provides lifting and turning of the cradle and a mechanism for pressing the grinding stones to the rail head at a given angle (https://www.vossloh.com/en/products-and-solutions/products-at-a-glance/rail-turnouts. maintenance /).

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности обработки всей рабочей поверхности головки рельса одновременно, кроме того, при работе шлифовальных камней периферией, в начальный период времени, как и при использовании уже работавших камней на новой дорожке шлифования должен быть временной период приработки камней по месту, так как правильное очертание поверхности катания головки рельса может быть получено в середине обрабатываемого участка, когда камни приработались, но так как степень износа рельсов различна и зависит от наличия кривых, спусков или подъемов, участков торможения или разгона на обрабатываемом пути, то процесс приработки камней может быть незавершенным до их полного износа.The disadvantage of this device is the inability to process the entire working surface of the rail head at the same time, in addition, when grinding stones are working with the periphery, in the initial period of time, as well as when using already working stones on a new grinding track, there must be a time period for running in the stones in place, since the correct shape of the rolling surface of the rail head can be obtained in the middle of the machined area, when the stones have run in, but since the degree of wear of the rails is different and depends on the presence of curves, descents or ascents, braking or acceleration sections on the track being worked, the process of running in stones may be incomplete until they are completely worn out.

Технической задачей заявленного изобретения является увеличение скорости производства работ по профилактическому шлифованию рельсов в пути без закрытия перегона, обеспечение высокого качества шлифования при одновременной обработке верхней и боковой рабочих поверхностей головки рельса, обеспечение возможности регулирования и контроля скорости шлифования каждой дорожки на поверхности катания рельса.The technical objective of the claimed invention is to increase the speed of work on preventive grinding of rails on the way without closing the span, to ensure high quality of grinding while processing the upper and side working surfaces of the rail head, to provide the ability to regulate and control the grinding speed of each track on the rolling surface of the rail.

Поставленная задача достигается тем, что в способе обработки поверхности головки рельса, включающем одновременное шлифование верхней и боковой рабочих поверхностей головки рельса с помощью шлифовальных камней, свободно установленных на оси, их прижатия к головке рельса под заданным углом и приведения их силами трения в «пассивное» вращение по мере линейного перемещения рельсошлифовальной машины, дополнительно осуществляют настройку рабочего положения каждого шлифовального камня относительно соответствующих дорожек шлифования на поверхности рельса путем их установки с эксцентриситетом посредством механизмов вертикального и горизонтального перемещения блока настройки рабочего положения, обеспечивая при этом их прижим к обрабатываемой поверхности торцом.The task is achieved by the fact that in the method of processing the surface of the rail head, including the simultaneous grinding of the upper and lateral working surfaces of the rail head using grinding stones freely mounted on the axis, pressing them to the rail head at a given angle and bringing them to the "passive" friction force rotation along the linear movement of the rail grinder, additionally, the working position of each grinding stone is adjusted relative to the corresponding grinding paths on the rail surface by installing them with eccentricity by means of vertical and horizontal movement mechanisms of the working position adjustment unit, while ensuring that they are pressed against the surface to be processed by the end.

Устройство для осуществления способа, содержащее раму с люльками, на которых с возможностью свободного вращения размещены шлифовальные камни, оси которых выполнены под углом к продольной оси рельса, подвеску для подъема и поворота люльки, подвеску содержащую механизмы подъема и поворота люльки, и механизм прижатия рабочей периферийной поверхности шлифовальных камней к поверхности рельсов, в каждой люльке для каждого шлифовального камня дополнительно смонтированы блоки настройки рабочего положения, каждый из которых содержит датчик перемещения и механизмы вертикального и горизонтального перемещения, блок нагружения снабжен датчиком угла наклона и механизмом его поворота, при этом ось блока нагружения и ось вращения шлифовального камня совмещены геометрически и оснащены датчиками угловой скорости и продольного усилия прижатия шлифовального камня к обрабатываемой поверхности.A device for implementing the method, comprising a frame with cradles, on which grinding stones are placed with the possibility of free rotation, the axes of which are made at an angle to the longitudinal axis of the rail, a suspension for lifting and turning the cradle, a suspension containing mechanisms for lifting and turning the cradle, and a mechanism for pressing the working peripheral the surface of the grinding stones to the surface of the rails, in each cradle for each grinding stone are additionally mounted units for adjusting the working position, each of which contains a displacement sensor and mechanisms for vertical and horizontal movement, the loading unit is equipped with a tilt angle sensor and a mechanism for its rotation, while the axis of the loading unit and the axis of rotation of the grinding stone are geometrically aligned and equipped with sensors for the angular velocity and longitudinal force of pressing the grinding stone to the work surface.

Способ иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, для реализации способа «пассивного шлифования», на фиг. 2 – кинематическая схема блока настройки рабочего положения; на фиг. 3 – схема расположения шлифовальных камней по периметру головки рельса; на фиг. 4 – кинематическая схема способа скоростного «пассивного» шлифования компании Stahlberg Roensch (SRL), на фиг. 5 – кинематическая схема заявляемого способа скоростного «пассивного» шлифования.The method is illustrated in the drawings, where FIG. 1 shows a diagram of a device for implementing the "passive grinding" method; FIG. 2 - kinematic diagram of the unit for adjusting the working position; in fig. 3 is a diagram of the location of grinding stones along the perimeter of the rail head; in fig. 4 is a kinematic diagram of the method of high-speed "passive" grinding of the company Stahlberg Roensch (SRL), in Fig. 5 - kinematic diagram of the proposed method of high-speed "passive" grinding.

Устройство для реализации способа выполнено следующим образом.A device for implementing the method is made as follows.

Устройство содержит раму 1, механизмы поднятия и опускания, на подвесках 2 которых закреплены люльки 3, внутри каждой люльки 3 смонтированы блоки настройки рабочего положения 4, каждый из которых содержит датчик перемещения 5 и механизм его вертикального перемещения 6, датчик перемещения 7 и механизм его горизонтального перемещения 8, датчик угла наклона 9 и механизм поворота 10 блока нагружения 11, при этом оси блока нагружения 11 и ось вращения 12 шлифовального камня 13 совмещены геометрически, на оси 12 установлены датчики угловой скорости 14 и продольного усилия прижатия 15 шлифовального камня 13. Ось 12 смонтирована в блоке нагружения 11 и закреплена в радиально-упорных подшипниковых узлах с возможностью свободного вращения с постоянным усилием прижатия посредством механизма подачи 16. Люлька 3 содержит вертикальную направляющую 17, вдоль которой производится вертикальное перемещение блока настройки рабочего положения 4. Сам блок 4 содержит горизонтальную направляющую 18, вдоль которой (относительно блока 4), производится горизонтальное перемещение блока нагружения 11. Блок нагружения 11 посредством шарнирной опоры 19 и механизма поворота 10 закреплен на подвижной части направляющей 18. Датчик перемещения 5 и механизм его вертикального перемещения 6 кинематически связывают люльку 3 и блок настройки рабочего положения 4. Датчик перемещения 7 и механизм его горизонтального перемещения 8 кинематически связывают подвижную часть направляющей 18 и блок настройки рабочего положения 4. При этом датчики перемещения 5, 7 и датчик угла наклона 9 связаны с блоком управления 20 двусторонней электронной связью, посредством которой производится регистрация и контроль положения шлифовальных камней, и фиксация изменения их положения. Кинематически связанные между собой подвижные части приводятся в действие относительно неподвижных соответствующими механизмами (на схемах не показаны). Эти механизмы могут быть выполнены: механическими, электромеханическими, пневматическими, гидравлическими и др.The device contains a frame 1, lifting and lowering mechanisms, on the suspensions 2 of which the cradle 3 is fixed, inside each cradle 3 there are mounted units for adjusting the working position 4, each of which contains a displacement sensor 5 and a mechanism for its vertical movement 6, a displacement sensor 7 and a mechanism for its horizontal displacement 8, an inclination angle sensor 9 and a rotation mechanism 10 of the loading unit 11, while the axes of the loading unit 11 and the axis of rotation 12 of the grinding stone 13 are geometrically aligned, on the axis 12 there are sensors for the angular velocity 14 and the longitudinal pressing force 15 of the grinding stone 13. Axis 12 mounted in the loading unit 11 and fixed in angular contact bearing assemblies with the possibility of free rotation with a constant pressing force by means of the feed mechanism 16. Cradle 3 contains a vertical guide 17, along which the vertical movement of the operating position adjustment unit is made 4. The unit 4 itself contains a horizontal guide 18, along ko second (relative to block 4), the loading unit 11 is horizontally displaced 11. The loading unit 11 is fixed on the movable part of the guide 18 by means of the pivot support 19 and the rotation mechanism 10 on the movable part of the guide 18. The displacement sensor 5 and the mechanism for its vertical movement 6 kinematically connect the cradle 3 and the unit for adjusting the working position 4. The displacement sensor 7 and the mechanism of its horizontal movement 8 kinematically connect the movable part of the guide 18 and the unit for setting the working position 4. In this case, the displacement sensors 5, 7 and the tilt angle sensor 9 are connected to the control unit 20 by two-way electronic communication, through which registration and control of the position of grinding stones, and fixation of changes in their position. Kinematically interconnected movable parts are driven by relative motionless corresponding mechanisms (not shown in the diagrams). These mechanisms can be performed: mechanical, electromechanical, pneumatic, hydraulic, etc.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

Первоначально до выезда рельсошлифовального поезда на перегон, кроме проверки комплектности шлифовальных камней 13, выполняются работы по настройке оборудования: определяется рабочее положение каждого шлифовального камня 13 относительно поверхности шлифования головки рельса 21; каждому шлифовальному камню 13 в люльке 3 назначается дорожка шлифования, согласно сделанным заранее картам производства работ (при этом весь участок разбивается на несколько независимых по интенсивности шлифования). Эти данные вводятся в блок управления 20 рельсошлифовального поезда, а, затем, запускается алгоритм вычисления данных к настройке оборудования. Итогом вычислений является набор команд для каждого блока настройки рабочего положения 4 шлифовальных камней.Initially, before the rail-grinding train leaves the track, in addition to checking the completeness of the grinding stones 13, work is carried out to set up the equipment: the working position of each grinding stone 13 relative to the grinding surface of the rail head 21 is determined; each grinding stone 13 in the cradle 3 is assigned a grinding track, according to pre-made maps of the production of work (in this case, the entire section is divided into several independent in terms of grinding intensity). This data is entered into the control unit 20 of the rail-grinding train, and, then, an algorithm for calculating the data for setting up the equipment is started. The result of the calculations is a set of commands for each unit for setting the working position of 4 grinding stones.

Так как головка рельса является поверхностью сложной, то дорожка шлифования должна формировать правильную рабочую поверхность, для чего определяется точка контакта и угол наклона шлифовального камня 13 и необходимый для этого участка поверхности объем удаляемого металла, т.е. необходимую скорость шлифования для каждой дорожки.Since the rail head is a complex surface, the grinding track must form the correct working surface, for which the contact point and angle of inclination of the grinding stone 13 and the volume of metal removed for this surface area are determined, i.e. the required grinding speed for each lane.

Вычисляется эксцентриситет смещения оси вращения каждого шлифовального камня 13 относительно дорожки шлифования. Оператор выдает команду на настройку оборудования: при этом блок управления 20 посылает сигнал в блоки настройки 4, находящиеся в транспортном положении. Все механизмы приводятся в движение и смещают все подвижные части в положение начала отсчета, при достижении этих положений приходят сигналы с соответствующих датчиков перемещения (5, 7 и 9), что прекращает движения. Первым анализируется положение датчика угла наклона 9 (для каждой дорожки) и механизм поворота 10 устанавливает блок нагружения 11 в указанное положение. Затем анализируется положение датчиков 5 и 7, и с учетом требований заданного эксцентриситета механизмы 6 и 8 перемещают блок настройки рабочего положения 4 по вертикальной 17 и горизонтальной 18 направляющим соответственно. По достижении конечных точек манипуляций движение оборудования прекращается, о чем поступает сигнал в блок управления 20. Далее проводится внешний осмотр оборудования, который должен подтвердить выполнение всех команд, согласно заданию, и наличие технологического зазора между поверхностью головки рельса 21 и рабочим торцом шлифовального камня 13 для свободного хода механизма подачи 16.The eccentricity of the displacement of the axis of rotation of each grinding stone 13 relative to the grinding track is calculated. The operator issues a command to set up the equipment: in this case, the control unit 20 sends a signal to the setting units 4, which are in the transport position. All mechanisms are set in motion and move all moving parts to the position of the origin, when these positions are reached, signals come from the corresponding displacement sensors (5, 7 and 9), which stops the movement. The position of the inclination angle sensor 9 (for each track) is analyzed first and the rotation mechanism 10 sets the loading unit 11 to the indicated position. Then the position of the sensors 5 and 7 is analyzed, and taking into account the requirements of a given eccentricity, the mechanisms 6 and 8 move the operating position adjustment unit 4 along the vertical 17 and horizontal 18 guides, respectively. Upon reaching the end points of manipulations, the movement of the equipment stops, which is signaled to the control unit 20. Next, an external inspection of the equipment is carried out, which must confirm the execution of all commands, according to the task, and the presence of a technological gap between the surface of the rail head 21 and the working end of the grinding stone 13 for free wheel drive 16.

После того, когда оборудование рельсошлифовального поезда готово к работе, он выходит на перегон. При подъезде к отметке начала производства работ рамы 1 опускаются на рельсы и прижимаются к ним. По команде с блока управления механизмы 2 опускают люльки 3, шлифовальные камни 13 приводятся в рабочее положение и механизмом 16 приводится в контакт с поверхностью головки рельса 21, обеспечивая их прижим к обрабатываемой поверхности торцом, при этом на блок управления 20 поступает информация с датчика угловой скорости 14 и датчика усилия прижатия 15. В блоке управления 20 данная информация сравнивается с заданной для производства работ. В случае если величина угловой скорости на датчике 14 не соответствует заданной, то производится корректировка эксцентриситета посредством датчиков 5 и 7 и механизмов 6 и 8 в блоке 4 настройки рабочего положения. То же происходит и с показаниями датчика 15, при необходимости прижатие корректируется механизмом подачи 16. По мере перемещения рельсошлифовального поезда шлифовальные камни 13 силами трения приводятся в «пассивное» вращение, процесс которого осуществляется в режиме постоянного контроля. В итоге происходит обработка головки рельса 21 по всей поверхности катания, так как каждый шлифовальный камень 13 обрабатывает свою поверхность, а все вместе – весь профиль головки рельса 21.After the equipment of the rail grinding train is ready for operation, it goes to the haul. When approaching the start of work, the frames 1 are lowered onto the rails and pressed against them. On a command from the control unit, mechanisms 2 lower the cradles 3, the grinding stones 13 are brought into working position and the mechanism 16 is brought into contact with the surface of the rail head 21, ensuring their pressing against the surface to be treated with their butt ends, while the control unit 20 receives information from the angular velocity sensor 14 and the pressing force sensor 15. In the control unit 20, this information is compared with the information specified for the production of work. If the value of the angular velocity on the sensor 14 does not correspond to the specified one, then the eccentricity is corrected by means of sensors 5 and 7 and mechanisms 6 and 8 in the unit 4 for adjusting the working position. The same happens with the readings of the sensor 15, if necessary, the pressure is corrected by the feed mechanism 16. As the rail grinding train moves, the grinding stones 13 are brought into "passive" rotation by friction forces, the process of which is carried out in a constant control mode. As a result, the rail head 21 is processed over the entire rolling surface, since each grinding stone 13 processes its own surface, and all together - the entire profile of the rail head 21.

Когда участок, предназначенный для профилактического шлифования, будет пройден рельсошлифовальным поездом, блок управления 20 выдаст сигнал и оператор подтвердит окончание работы, как свершившееся событие и выдаст команду на завершение работы. В этот момент механизм 16 блоков нагружения 11 отведет шлифовальные камни от обрабатываемой поверхности головки рельса 21. Процесс шлифования прекратится сразу по всем дорожкам шлифования. Затем в обратном порядке будут соответствующими механизмами переведены в нерабочее положение люльки 3 и рамы 1.When the section intended for preventive grinding is passed by the rail grinding train, the control unit 20 will give a signal and the operator will confirm the end of work as an event and will issue a command to end the work. At this moment, the mechanism 16 of the load blocks 11 will take the grinding stones away from the machined surface of the rail head 21. The grinding process will stop immediately along all the grinding paths. Then, in the reverse order, cradle 3 and frame 1 will be transferred to the inoperative position by the corresponding mechanisms.

Рельсошлифовальный поезд продолжит движение до места назначения как обычное железнодорожное транспортное средство с прежней скоростью, разрешенной на данном участке пути.The rail grinding train will continue to travel to its destination as a regular rail vehicle at the same speed allowed on this section of the track.

В сравнении с прототипом заявляемый способ обеспечивает увеличение скорости шлифования поверхности головки рельса, при условии одинаковой скорости движения рельсошлифовального поезда, так как обеспечивается сохранение первоначальных параметров работы шлифовальных камней на весь период их эксплуатации и период приработки отсутствует как таковой.In comparison with the prototype, the claimed method provides an increase in the speed of grinding the surface of the rail head, provided that the speed of the rail grinding train is the same, since the initial parameters of the grinding stones are preserved for the entire period of their operation and the running-in period is absent as such.

Ниже приведено сравнение по определению скоростей предлагаемого способа в сравнении с прототипом.Below is a comparison to determine the speed of the proposed method in comparison with the prototype.

В качестве параметра сравнения приняты скорость движения поезда во время производства работ и скорость движения отдельно абразивной частицы, закрепленной в теле абразивного камня 13 в точке контакта с обрабатываемой поверхностью. При этом скорость движения поезда принимается равной в обоих случаях сравнения, а критерием эффективности способа выбрана величина абсолютной скорости абразивной частицы при рассмотрении способа «пассивного шлифования» как сложного вида движения.As a comparison parameter, the speed of movement of the train during the production of work and the speed of movement of a separate abrasive particle fixed in the body of the abrasive stone 13 at the point of contact with the treated surface are taken. In this case, the speed of the train is taken to be equal in both cases of comparison, and the criterion for the effectiveness of the method is the value of the absolute speed of the abrasive particle when considering the method of "passive grinding" as a complex type of movement.

При составлении расчетных схем принимается во внимание, что именно рельс является приводом для вращения шлифовальных камней 13, то есть обрабатываемая поверхность рельса 21, взаимодействуя с абразивными частицами шлифовального камня, заставляет его вращаться. Соответственно рельс движется относительно шлифовального камня со скоростью поезда. Такая постановка задачи позволяет произвести сравнение способов адекватно.When drawing up the design schemes, it is taken into account that it is the rail that drives the rotation of the grinding stones 13, that is, the machined surface of the rail 21, interacting with the abrasive particles of the grinding stone, makes it rotate. Accordingly, the rail moves relative to the grinding stone at the speed of the train. This formulation of the problem makes it possible to compare the methods adequately.

Расчетные схемы скоростного взаимодействия шлифовальных камней и рельсов представлены на фиг. 4 и 5 (вид сверху). Использование известного аналитического аппарата позволяет вычислить сумму векторов вышеуказанных расчетных схем, где при прочих равных условиях: для способа скоростного «пассивного» шлифования компании Stahlberg Roensch (SRL) скорость шлифования определяется по формуле:Design schemes for the speed interaction of grinding stones and rails are shown in Fig. 4 and 5 (top view). The use of a well-known analytical apparatus allows you to calculate the sum of the vectors of the above design schemes, where, all other things being equal: for the method of high-speed "passive" grinding by Stahlberg Roensch (SRL), the grinding speed is determined by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

а для заявляемого способа скорость «пассивного» шлифования определяется по формуле:and for the proposed method, the speed of "passive" grinding is determined by the formula:

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где: Va – абсолютная скорость шлифования, м/с, (скорость движения абразивного зерна относительно рельса); Vп – скорость движения поезда, м/с, (рельса относительно круга, относительно неподвижной системы отсчета); Vк – скорость движения абразивной частицы при рассмотрении вращения абразивного камня, м/с (относительное движение); α – угол определяющий взаимное положение векторов в расчетной схеме, град.where: V a - the absolute speed of grinding, m / s, (the speed of movement of the abrasive grain relative to the rail); V p - the speed of the train, m / s, (rail relative to the circle, relative to the stationary frame of reference); V to - the speed of movement of the abrasive particle when considering the rotation of the abrasive stone, m / s (relative motion); α is the angle defining the mutual position of the vectors in the design scheme, deg.

Угол α для способа скоростного «пассивного» шлифования прототипа (см. фиг. 4) является углом отклонения оси вращения шлифовального камня относительно оси рельса.The angle α for the method of high-speed "passive" grinding of the prototype (see Fig. 4) is the angle of deviation of the axis of rotation of the grinding stone relative to the axis of the rail.

Угол α для заявляемого способа (см. фиг. 5) – угол, отклонения точки взаимодействия поверхностей камня и рельса относительно нормали к оси рельса. В этом случае угол α определяется задаваемым эксцентриситетом е оси шлифовального камня относительно дорожки шлифования, а его косинус (cosα) может быть вычислен из соотношения эксцентриситета и радиуса шлифовального камня по следующей формуле:The angle α for the proposed method (see Fig. 5) is the angle, deviation of the point of interaction between the surfaces of the stone and the rail relative to the normal to the rail axis. In this case, the angle α is determined by the specified eccentricity e of the grinding stone axis relative to the grinding path, and its cosine (cos α) can be calculated from the ratio of the eccentricity and radius of the grinding stone using the following formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где: R – радиус шлифовального камня, м; е – эксцентриситет (смещение оси вращения шлифовального камня относительно дорожки шлифования), м.where: R is the radius of the grinding stone, m; e - eccentricity (displacement of the axis of rotation of the grinding stone relative to the grinding path), m.

Тогда конечная формула для определения скоростного воздействия шлифовального камня на поверхность рельса примет вид:Then the final formula for determining the speed impact of the grinding stone on the rail surface will take the form:

Figure 00000004
Figure 00000004

Это позволяет увидеть принципиальные различия сравниваемых способов «пассивного» шлифования. Применение данного способа позволит увеличить скорости производства работ по профилактическому «пассивному» шлифованию рельсов в пути при обеспечении одновременного шлифования верхней и боковой рабочих поверхностей головки рельса. Становится возможным контроль и самое важное - возможность регулирования скорости шлифования и количества удаляемого металла по каждой дорожке шлифования в отдельности и всех вместе.This allows you to see the fundamental differences between the compared methods of "passive" grinding. The use of this method will increase the speed of work on preventive "passive" grinding of rails on the way, while ensuring the simultaneous grinding of the upper and side working surfaces of the rail head. It becomes possible to control and most importantly - the ability to control the speed of grinding and the amount of metal removed for each grinding track separately and all together.

Кроме того, сохраняется имеющийся инструментарий на железной дороге, применяемый при ремонтном «принудительном» шлифовании рельсов в пути. Увеличивается скорость движения шлифовального поезда. Появляется возможность производства работ по профилактическому шлифованию без закрытия перегона.In addition, the existing toolkit on the railway is preserved, which is used for repair "forced" grinding of rails on the way. The speed of the grinding train is increased. It becomes possible to carry out preventive grinding work without closing the section.

Claims (2)

1. Способ обработки поверхности головки рельса, включающий одновременное шлифование верхней и боковой рабочих поверхностей головки рельса с помощью шлифовальных камней, свободно установленных на оси, путем их прижатия к головке рельса под заданным углом и приведения их силами трения в «пассивное» вращение по мере линейного перемещения рельсошлифовальной машины, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют настройку рабочего положения каждого шлифовального камня относительно соответствующих дорожек шлифования на поверхности рельса путем их установки с эксцентриситетом посредством механизмов вертикального и горизонтального перемещения блока настройки рабочего положения, обеспечивая при этом их прижим к обрабатываемой поверхности торцом.1. A method of processing the surface of the rail head, including the simultaneous grinding of the upper and lateral working surfaces of the rail head with the help of grinding stones, freely mounted on the axis, by pressing them against the rail head at a given angle and bringing them into "passive" rotation by friction forces as linear movement of the rail grinder, characterized in that, in addition, the working position of each grinding stone is adjusted relative to the corresponding grinding paths on the rail surface by installing them with eccentricity by means of vertical and horizontal movement mechanisms of the working position adjustment unit, while ensuring that they are pressed against the surface to be processed by the end. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее раму с люльками, на которых с возможностью свободного вращения размещены шлифовальные камни, оси которых выполнены под углом к продольной оси рельса, подвеску, содержащую механизмы подъема и поворота люльки, и механизм прижатия рабочей периферийной поверхности шлифовальных камней к поверхности рельсов, отличающееся тем, что в каждой люльке для каждого шлифовального камня дополнительно смонтированы блоки настройки рабочего положения, каждый из которых содержит датчик перемещения и механизмы вертикального и горизонтального перемещения, блок нагружения снабжен датчиком угла наклона и механизмом его поворота, при этом ось блока нагружения и ось вращения шлифовального камня совмещены геометрически и оснащены датчиками угловой скорости и продольного усилия прижатия шлифовального камня к обрабатываемой поверхности.2. A device for implementing the method according to claim 1, comprising a frame with cradles, on which grinding stones are placed with the possibility of free rotation, the axes of which are made at an angle to the longitudinal axis of the rail, a suspension containing mechanisms for lifting and turning the cradle, and a mechanism for pressing the working peripheral the surface of the grinding stones to the surface of the rails, characterized in that in each cradle for each grinding stone there are additionally mounted units for adjusting the working position, each of which contains a displacement sensor and mechanisms for vertical and horizontal movement, the loading unit is equipped with a tilt angle sensor and a mechanism for its rotation, when In this case, the axis of the loading unit and the axis of rotation of the grinding stone are geometrically aligned and equipped with sensors for the angular velocity and longitudinal force of pressing the grinding stone to the surface being processed.
RU2021103701A 2021-02-12 2021-02-12 Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation RU2759298C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103701A RU2759298C1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021103701A RU2759298C1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2759298C1 true RU2759298C1 (en) 2021-11-11

Family

ID=78607259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021103701A RU2759298C1 (en) 2021-02-12 2021-02-12 Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2759298C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802981C1 (en) * 2023-02-09 2023-09-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") Device and method for profiling the rolling surface of the rail head

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265379A (en) * 1991-03-01 1993-11-30 Speno International Sa Device for the reprofiling of the rails of railway track
WO2003042458A2 (en) * 2001-10-25 2003-05-22 Loram Maintenance Of Way, Inc. Method and apparatus for non-interrupted grinding of railroad crossing and main line track
RU2220250C2 (en) * 2001-12-20 2003-12-27 ОАО "Калужский завод транспортного машиностроения" Rail head profile grinder
EP2400056A1 (en) * 2010-06-28 2011-12-28 Vossloh High Speed Grinding GmbH Device for processing bearing surfaces of rails using peripheral grinding with adjustable grinding profile
EP2390415B1 (en) * 2010-05-28 2015-04-29 Vossloh High Speed Grinding GmbH Grindstone assembly with minimal resulting momentum and power
EP2886714A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-24 Vossloh High Speed Grinding GmbH Deflector plate with protective layer for a track grinding machine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265379A (en) * 1991-03-01 1993-11-30 Speno International Sa Device for the reprofiling of the rails of railway track
WO2003042458A2 (en) * 2001-10-25 2003-05-22 Loram Maintenance Of Way, Inc. Method and apparatus for non-interrupted grinding of railroad crossing and main line track
RU2220250C2 (en) * 2001-12-20 2003-12-27 ОАО "Калужский завод транспортного машиностроения" Rail head profile grinder
EP2390415B1 (en) * 2010-05-28 2015-04-29 Vossloh High Speed Grinding GmbH Grindstone assembly with minimal resulting momentum and power
EP2400056A1 (en) * 2010-06-28 2011-12-28 Vossloh High Speed Grinding GmbH Device for processing bearing surfaces of rails using peripheral grinding with adjustable grinding profile
EP2886714A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-24 Vossloh High Speed Grinding GmbH Deflector plate with protective layer for a track grinding machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2802981C1 (en) * 2023-02-09 2023-09-05 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава" (АО "ВНИКТИ") Device and method for profiling the rolling surface of the rail head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU667160A3 (en) Rail-grinding machine
US4135332A (en) Rail grinding machine
EP2303493B1 (en) Portable apparatus for configuring a train wheel and method for profiling.
CA1167647A (en) Grinding device for the reprofiling of a rail of a railway track
JP5462236B2 (en) Method and machine for processing railway wheels
CN102837236B (en) Movable numerical control grinding apparatus for grinding steel rail and control method thereof
CA1253344A (en) Method and device for the continuous rectification of the rails of a railway track
US4920701A (en) Device for the reprofiling of the rails of a railway track
KR100786184B1 (en) Travelling device for machining down rails
JPS624482B2 (en)
CN101337326B (en) Slide device for machine tool
JP4711370B2 (en) Abrasive module equipment for rail polishers with polishing tools
JPS6352165B2 (en)
US4993193A (en) Railroad vehicle for reprofiling at least one rail of a railroad track
KR20210067040A (en) Light-weight type apparatus for grinding surface of rail
WO2011059395A1 (en) Method and machine for treatment of railway joints
RU2759298C1 (en) Method for processing the surface of the rail head and a device for its implementation
CN113136751A (en) Compound rail grinding wagon
CN110026867B (en) Multi-angle machining roller manufacturing device
HU206467B (en) Tangential grinding machine
GB2056346A (en) Travelling on-track machine for smotthing out irregularities in the surfaces of rail heads
KR20120000446A (en) Turnout rail grinding machine
JP2000064208A (en) Positioning device for rail flow grinder
US4461124A (en) Automatic or manual four-axes sanding machine system for sanding and/or finishing a vertically held contoured part
RU2132255C1 (en) Wheelset machining continuous action gantry lathe