鋼軌打磨基礎(chǔ)知識(總)【ppt課件】

1、鋼軌打磨,第一部分 SPENO公司簡介,鐵軌矯正是一項世界鐵路維修的常規(guī)作業(yè)，在這方面，SPENO公司擁有較豐富的設(shè)備制造和使用經(jīng)驗。,,SPENO國際公司瑞士 日內(nèi)瓦,邁克納菲公司（MECNAFER）意大利 麥斯垂（Mestre）,ASI公司意大利 馬肯(Marcon）,NSKKSPENO日本子公司,SRMASPENO澳大利西亞子公司,,,,,子公司,子公司,子公司,子公司,總經(jīng)理行政和財務(wù)部 事務(wù)部

2、 商務(wù)部 維護部 生產(chǎn)部 質(zhì)檢部 技術(shù)和設(shè)計部,,,,,,,,SPENO公司：承擔(dān)著五個國家的鐵路維修業(yè)務(wù)；生產(chǎn)的設(shè)備配有8~112個不等的打磨頭；從城市地鐵到重型貨運線線路；施工線路列車速度高達300公里/小時。SPENO公司：從1960年至今已為一百多個用戶提供服務(wù)；已制造出超過一

3、百套的機械設(shè)備；每年生產(chǎn)的砂輪超過一百萬個。,SPENO公司主要從事的業(yè)務(wù)有： —— 擁有施工機器； —— 有委派的專門人員進行現(xiàn)場管理； —— 進行鐵路現(xiàn)場施工； —— 跟蹤檢查施工結(jié)果； —— 生產(chǎn)和銷售鐵路維護設(shè)備。,主要從事的施工業(yè)務(wù)： —— 檢測策劃； —— 鐵軌矯正； —— 過程監(jiān)測； —— 鋼軌傷損探測。,第二部

4、分 鋼軌傷損形式及其危害,我們的印象中,鐵路運行通常顯現(xiàn)為靜態(tài)形式。事實上，鐵路運行一定是動態(tài)的。它是由若干環(huán)節(jié)(層)組成。每一層就像一個彈簧，各有自己的特性。各層的自然特性是不同的，其結(jié)果構(gòu)成了一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式。此外，鐵路又由若干部份構(gòu)成了整個線路體系。這個體系包括道碴和路基環(huán)境，道碴和路基之間的相互作用是難以預(yù)測的。 有一點是明確的，鋼軌和車輪的接觸點是很重要的。這個小的區(qū)域，決定著整個系統(tǒng)的運行效果。因此，車輪和鋼

5、軌是必須維護。 鋼軌的損傷影響到鋼軌服役期間的可靠性.,鋼軌傷損的類型,獨立的缺陷,鋼軌“焊合”的不平,道碴的印痕,塌陷（儒變、黑色斑點）,鋼軌的這些獨立缺陷會在每一次車輪通過時產(chǎn)生一次沖擊，隨之產(chǎn)生一個數(shù)倍于正常情況下的負載。因此，鐵軌受到很高的壓力。一般情況下這種損傷還會進一步擴展，有些情況下會導(dǎo)致鐵路失效。不僅鐵軌受影響，鐵軌還不能全部吸收這種由沖擊產(chǎn)生的能量。這些沖擊會持續(xù)地傳遞給線路。固定位置的損傷會影響軌墊和枕

6、木。最后，形成道床局部下沉，鐵路失去其穩(wěn)定性。,鋼軌的縱向變形,極短波距波形（30~100mm）,短波距波形（100~300mm）,長波距波形（300~1000mm）,鐵軌的縱向變形表現(xiàn)為周期性的波浪磨耗波長非常短（波長30~100mm）“極短周期波形”的變形多發(fā)生于鐵路直線部份。在160公里/小時速度下的運行線路，鐵軌的不規(guī)則沖擊所成形；短波長（波長100~300mm）變形常在發(fā)生在鐵路的曲線區(qū)段，通常發(fā)生于短軌一側(cè)的軌道。它可

7、以解釋為：轉(zhuǎn)彎時固定在車軸上的兩個車輪所碾過的長度不一樣所造成的；長波（波長300~1000mm）變形通常是由鐵路上只有單一型號的車輛運行所造成的；較長波（波長1000~2500mm）的變形也許與鐵軌的制造工藝有關(guān)；實際上，會幾種波長的變形，經(jīng)常會同時出現(xiàn)在鋼軌同一部位。,鋼軌的橫向截面變形,鋼軌的橫截面變形對線路運行起著重要作用，車輪與鐵軌的接觸點決定了運行中表面和內(nèi)部的應(yīng)力。車輪與鋼軌的不正確接觸，會導(dǎo)致車輪與鋼軌的疲勞損害。

8、,拐角處塑性變形（邊緣磨耗）,工作面邊緣塑性變形（邊緣肥邊）,車輪與鋼軌的橫截面決定了輪軌的接觸狀況。在鋼軌的直線部分和曲線的外側(cè)，車輪圓錐面產(chǎn)生的橫向運動會給車輪帶來影響?！皩χ小毙Ч褪钱斄垮F度，當量錐度必須保持在一定的范圍內(nèi)。否則，車輛將會發(fā)生橫向的波動振蕩，被稱作“蛇行”傷害就會發(fā)生。在高速鐵路線上當量錐度特別重要，當量錐度的變化能引起轉(zhuǎn)向架接近它的臨界的速度。如果這種情況發(fā)生，車輛的運行會變得很不穩(wěn)定。,表 面 疲 勞,,表

9、面疲勞通常是由重載車輛造成鐵路的軌面失效形式。但它也能發(fā)生在由輕載列車運行的鐵路上，在鐵軌被潤滑和繁忙線路區(qū)段就會發(fā)生。 表面疲勞起始于一個材料的疲勞點，當磨損程度不高時，金屬保持在原處伸長，最后達到疲勞極限。對付疲勞的處理是在金屬達到疲勞之前就除去這部份金屬。要達到此目的，可用循環(huán)的修磨來實現(xiàn)，每一次修磨僅需要磨去很少一部份金屬。,初期鋼軌工作表面?zhèn)麚p,在鋼軌在拐角處,發(fā)展后鋼軌工作表面?zhèn)麚p,鋼軌拐角處的剝落,鋼軌磨

10、損,鐵軌矯正通常不是用來解除鐵軌磨損的，然而，修磨過的鐵軌卻有助于減輕磨損。高速鐵路曲線部份的磨損是一個問題，轉(zhuǎn)彎時許多輪緣對鐵軌的沖擊造成了鋼軌的磨損；在一定曲線半徑范圍內(nèi)，輪緣接觸是在側(cè)邊的，車輪位置的輕微變化將會避免這種接觸；用修磨不對稱鐵軌輪廓的方法可能會改變車輪與鐵軌的接觸位置。車輪的滾動半徑會不同程度的增加，于是輪子有離開較高軌道的傾向；在彎道的內(nèi)側(cè)不對稱的接觸情況會縮小鐵軌與輪子的作用角，因此轉(zhuǎn)向架被磨損。,噪 聲

11、危 害,線路的縱向周期性變形的影響結(jié)果就是噪聲。它普遍可以使噪聲升高12分貝。 地基的振動也能產(chǎn)生較高級別的噪聲。極端的情況下，比如在磚砌的隧道中，振動能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的損傷。,能 量 損 耗,有試驗表明鐵軌周期性變形將明顯增加機車的燃料消耗。一個TIM計算機模型表明在0.8mm深波紋的鐵軌上，機車需要付出大于三倍的牽引力。實際測試表明這個數(shù)值更高。 對無波浪變形的軌面上可以減少能耗到30％左右

12、。,振 動 危 害,鋼軌周期性的變形會產(chǎn)生有規(guī)律的振動。這就存在著共振的危險。當振動頻率與系統(tǒng)構(gòu)件的固有頻率相同時，就會發(fā)生共振。振動的振幅得到加強，釋放出巨大的能量，鐵路構(gòu)件會因此而迅速被損壞。 鋼軌的振動還導(dǎo)致構(gòu)件承受過多的載荷，造成緊定螺栓斷裂、枕木爆裂等。同時,對鋼軌維修不良也會有負面的影響,需更多的檢查鋼軌支撐和螺栓緊固狀況。 鋼軌的振動會導(dǎo)致道碴的振動。從而使道碴過早地損壞。同時,

13、道碴的清篩工作量也必須增加。,動 態(tài) 過 載,周期性的長波變形會產(chǎn)生低頻高能量的振動，這種振動向下延伸到次級頻率。它會給鐵軌帶來永久性的損壞。 法國鐵道部的一個試驗顯示了一個車輪在以160公里/小時的速度，通過1mm深長波變形時過載80％的情況。,第三部分 鋼軌維修設(shè)備,鋼 軌 測 量,測量鐵路網(wǎng)的鋼軌變形程度和確切的波形構(gòu)成是非常重要的。是正確策劃鋼軌矯正方式和程序的基礎(chǔ)。,SPENO公司開發(fā)的SM775測量車是一

14、種高速測量記錄車輛。這種車輛的測量速度可高達80公里/小時。它以圖形和數(shù)字的形式記錄下測量的結(jié)果，可以分別地記錄下短波、長波及橫截面的變形。 SM775測量車上裝有可提升的測量小車。鋼軌縱向的變形測量由加速度儀來執(zhí)行，橫截面的變形測量由無接觸的激光系統(tǒng)來執(zhí)行。,縱向截面,,,加速度儀與鋼軌直接地接觸， SM775測量車上使用的加速度儀使得所有波形長度信號無需進行幾何學(xué)的轉(zhuǎn)換就使其等于記錄的波形。

15、 加速度儀的使用有一個速度限制條件，就是它們僅能在高速（目前為30~80公里/小時）狀態(tài)下工作，此外，運行的耗費也比較高。,,SM775測量車上使用的加速度儀可以記錄較寬范圍的測量信號，這些信號來自于鋼軌運行表面測到的混合信號。這些信號又被分類為短波和長波的級別。加速度信號被合而為一的快速顯示出來。與此同時，測量車的前進速度也被記錄下來。進而獲得完整波形形式的信號。波形形式的信號能以輪廓、平均深度、長度等形式打印出來。,測量結(jié)果能用

16、兩種方式表達： 波形表達可以以模擬形式進行圖線記錄圖像，同時，這種圖像也可以數(shù)字化的形式，表現(xiàn)出鋼軌工作表面的情況。 基本的測量信號由一臺車載計算機轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式。一組數(shù)字列表匯總了在什么地方產(chǎn)生了什么樣的變形波等信息。這組數(shù)字表可以引導(dǎo)策劃工程師對于在線記錄的圖像進行分析。數(shù)字表信息記錄在磁盤上，便于存儲和日后以其它方式處理。,Graph from 圖像形式km %depths in 8 cl

17、asses 深度以8個級別劃分 1 2 3 4 5 6 7 8132.900 28 18 7 3 0 0 0 0133.000 30 17 5 2 0 0 0 0Digital analysis Ⅰ 數(shù)字分析Ⅰkm begin representative class km

18、 begin 開始里程 表示的級別 結(jié)束里程 1 2 3 4 5 6 7 8267.000 270.000270.000 278.000Digit

19、al analysis Ⅱ 數(shù)字分析ⅡExample output,橫截面 SM775測量車配備有一個激光測量系統(tǒng)，激光系統(tǒng)記錄鋼軌頭部形狀。將其按形狀類型分類，進一步根據(jù)所測鋼軌頭部截面的區(qū)域與一個標準截面的區(qū)域進行分析計算，得出需要修復(fù)實現(xiàn)的模擬軌頭形式，這些信息是以軌面和側(cè)面拐角分別記錄的。,,激光系統(tǒng)測量范圍,標準截面,測量截面,模擬圖像G,測量截面與標準截面的差異（毫米）僅給正值,鐵軌側(cè)面,基線,鐵軌

20、頂面,測量截面內(nèi)部和外平面,模擬圖像F,測量截面內(nèi)平面和有效外側(cè),鐵軌矯正　　直線鋼軌矯正機械可以根據(jù)各地的情況變化尺寸以滿足不同的需要?！　〈送猓€有用于修磨道岔和平交道口部位的專門機器。,修磨操作,大多數(shù)機械都有相同的修磨設(shè)備。這些砂輪配有圓柱形孔，砂輪的端面用于修磨鐵軌，因而這些砂輪能自行校正自己的形狀。砂輪以一定壓力作用于鐵軌上，這些砂輪的使用必須與機器匹配，反之亦然。,force：(壓)力; speed：速度壓力太

21、高：砂輪壽命短，鐵軌受傷壓力太低：磨光速度太高：滑動速度太低：鐵軌燒傷,,,直徑太大：拆裝困難直徑太?。菏バ軐挾忍螅阂姿閷挾忍。荷拜唹勖躺拜喺辰Y(jié)劑太硬：過熱砂輪粘結(jié)劑太軟：砂輪壽命短粒度太大：光潔度較粗糙粒度太?。鹤枞?矯正操作的效率依賴于砂輪的工作效果,驅(qū)動方式,砂輪成對的和一個中心圓軸安裝在一起，砂輪懸掛于兩個轉(zhuǎn)軸上，一個轉(zhuǎn)軸允許這對砂輪縱向移動，移動可以被控制，以便在長波形上工作。另一個轉(zhuǎn)軸是橫向移動

22、的，轉(zhuǎn)軸和支架能被遙控以使砂輪以不同的角度作用在鋼軌上。需要以一系列的小平面來近似描述鐵軌輪廓。,縱向 橫向,角度和各自壓力的選擇對于每一個修磨都是很重要的，它能影響工作效率的高低。最后修磨的完成角度必須與標準的截面輪廓相吻合。,輪廓樣式 軌面拐角 拐角 工作表面,打磨模式,計算機鏈接 機器由一個車載計算機網(wǎng)絡(luò)控制，中央計算機不間斷地控制裝于修磨車輛的隸屬計算機以控制砂輪的角度和壓力。這種

23、網(wǎng)絡(luò)布置也用于按程序提升和放下磨頭以避開鐵路上的障礙。,中央計算機 隸屬計算機,中央計算機發(fā)出指令:角度，壓力，運動,隸屬計算機執(zhí)行指令，不間斷地檢查結(jié)果并調(diào)整,通常，測量小車被設(shè)置打磨機械主機上，用于控制鋼軌的矯正情況。鋼軌的縱向形狀被記錄在一個圖像上。對于每一條鐵軌有兩條記錄軌跡，一條軌跡記錄短波變形，而另一條軌跡記錄長波變形。,縱向截面測量,測量點 A B C D ▼

24、 ▼ ▼ ▼ 短波深度=B-C長波深度=((A-D)/2-(B-C)/2),橫向截面連續(xù)測量系統(tǒng) 鋼軌橫向截面的測量是由激光系統(tǒng)來完成的。在修磨期間，司機室內(nèi)會不斷地顯示出柱狀圖結(jié)果。借助于此，可以檢查操作的進程和檢查角度的設(shè)定是否正確，以便成功地完成工作。另一個屏幕顯示砂輪正在工作的角度實況，以及即將要做的動作。以這種

25、方式，操作者可以監(jiān)控機器的工作過程。如果有必要的話，可以進行人工干預(yù)。,手工橫截面記錄 鋼軌橫截面的情況也可以用手動控制的儀器記錄下來。手工截面記錄儀又稱作DQM儀器。DQM儀器在鋼軌拐角處的測量由一個轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)，這個轉(zhuǎn)換器是用電機驅(qū)動貼靠在鋼軌上部工作的。鐵軌橫截面的情況被轉(zhuǎn)換器測量并以五倍放大后發(fā)出，線形地記錄在圖像上。,,DQM 參考基準 鋼軌上部拐角是一個重要的參考點，由它建立一個與另一鋼軌的相對參

26、考線，也能用此方法來記錄。,橫向截面拐角,另一鋼軌參考基準,,DQM結(jié)果 DQM結(jié)果被打印在一個合并的線形記錄紙上，或者記錄在磁盤上，以便在以后處理。立即進行軌跡比較是很有用的，用一個標準的橫截面透明的模板放在測量出來的鋼軌橫截面的圖像上進行比較，圖像的記錄比例應(yīng)該是5：1。,第四部分 管 理,鋼軌校正項目的規(guī)劃和實行,,鋼軌的校正用途： 清洗新鋼軌； 消除不良反應(yīng)， 如噪音和振動 修復(fù)縱向變形輪廓

27、（降低軌道和列車振動） 修復(fù)橫向變形輪廓（優(yōu)化列車運行條件及荷載分布） 修復(fù)鋼軌表面疲勞； 建立特殊輪廓（不對稱輪廓）。,鋼軌的波磨增長情況,新鋼軌打磨 現(xiàn)在很多管理機構(gòu)對新鋼軌進行系統(tǒng)化的打磨。該操作可以清除鐵鱗，矯正微小的鋼軌輪廓形變和敷設(shè)角度。此外，還能修復(fù)在鋼軌敷設(shè)過程中所產(chǎn)生的軌道表面損壞。從一開始就要保證車輪和鋼軌的接觸。損耗是以有序的方式開始的，并且限制了初期的損壞。 一些管理機構(gòu)在新

28、鋪設(shè)鋼軌后的六個月內(nèi)，有系統(tǒng)地對新鋼軌進行打磨。最近建設(shè)的高速線路，比如法國的TGV和德國的SFS，在軌道竣工后，都進行了打磨。要求平均磨除0.3mm厚的金屬。在投入商業(yè)服務(wù)之前，使這些軌道在最佳狀態(tài)下進行速度試驗。,不良反應(yīng) 對鋼軌進行及時矯正可以控制 如噪音和振動的不良反應(yīng)。有兩種類型的不良反應(yīng)：對鐵 道部門內(nèi)部的影響（對乘客和 工作人員的影

29、響），對鐵道部 門外部的影響（對公眾的影響）。根據(jù)當?shù)氐姆磻?yīng)情況，做出對鋼軌不良反應(yīng)的控制矯正。做出鋼軌打磨的決定很大程度上取決于抱怨情況。不良反應(yīng)有兩個因素：能量現(xiàn)象和受影響群眾的態(tài)度。當?shù)氐臈l件決定鐵路狀況和抱怨強度間的關(guān)系。,鋼軌變形 修復(fù)縱向和橫向輪廓是鋼軌矯正的主要工作。為此，對一段鋼軌矯正項目的管理，意味著要有淵博和全面的線路知識。計劃測量是必須的。,縱向輪廓變形 鐵路修復(fù)可以以

30、短波痕和長波痕的臨界值來決定打磨項目的。 用于打磨項目的典型數(shù)值： 短波痕峰間距 > 0.05mm； 短波痕 > 0.10mm； 長波痕 > 0.5mm，線路運行速度 > 120km/h（波長100 ~ 1000mm）； 長波痕 > 0.4mm，線路運行速度 >

31、; 140km/h（波長300 ~ 1000mm）。 可以在實際操作中考慮經(jīng)濟利益，使用插入臨界值的更靈活的處理方法（如在某年內(nèi)完全打磨，而不是在3年中連續(xù)打磨）。,可以在實際操作中考慮經(jīng)濟利益，使用插入臨界值的更靈活的處理方法（如在某年內(nèi)完全打磨，而不是在3年中連續(xù)打磨）。,橫向輪廓變形 當已經(jīng)清除了鋼軌翼緣部位的多余金屬后，由于在軌頭的中心軸線處相對于不規(guī)則部位的打磨速度會更快，因此，波痕磨耗的打磨總是與

32、橫向輪廓的矯正同時進行。 對橫向輪廓自身的要求很少。但由于橫向輪廓變形和縱向輪廓不規(guī)則變形會一同產(chǎn)生，因此應(yīng)關(guān)注軌頭幾何特性的改變,以達到最佳。,,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，適當?shù)臋M向輪廓可以使打磨效果保持更長的時間，且能延緩波磨的產(chǎn)生。通常，橫向輪廓的形狀決定需打磨處理的數(shù)量，即打磨的遍數(shù)。很多鐵道部門在鋼軌打磨后，規(guī)定了橫向輪廓誤差。在德國線路運行速度超過160km/h的誤差只允許在±0.3mm的范圍內(nèi)；速度140km/h以

33、下時，誤差允許在+0.7 / -1.0mm 。然而，最近在一些城市輕軌線路，根據(jù)打磨合同中作了更嚴格的誤差規(guī)定以保證最佳的效果。 對于直線線路軌道有效的誤差也同樣運用于道岔上。,表面疲勞 表面疲勞現(xiàn)在非常普遍。潤滑和常規(guī)打磨可以減少磨損帶來的損害，鋼軌可以持續(xù)使用更長的時間。同時，輪軸荷載也趨于提高。根據(jù)嚴重的程度，應(yīng)該檢查表面疲勞的癥狀，接觸區(qū)的金屬剝落。將疲勞已經(jīng)產(chǎn)生的破壞就可識別出來了。但鋼軌的損壞已

34、經(jīng)產(chǎn)生了，因此，由癥狀測量而制定計劃是不適用的。表面疲勞是在定期基礎(chǔ)上制定的。 解決疲勞的方法是經(jīng)常打磨。把疲勞的金屬去除后，使正常的鋼鐵暴露出來。在最大應(yīng)力層下表面，打磨要進行到新的材質(zhì)。,表面疲勞 建議：每運輸5百萬至1千萬噸打磨0.05mm至0.125mm的金屬; 每運輸每1千萬至2千5百萬噸少許打磨; 一旦有必要即迅速地少許打磨。

35、 當進行表面疲勞打磨時，使用特殊輪廓。被打磨對象應(yīng)避免過度的應(yīng)力集中。很多管理機構(gòu)規(guī)定了一個軌頭的中心半徑和一個行車接觸帶的寬度。 典型的數(shù)值如下：半徑200 ~ 300mm，接觸帶寬度25 ~ 40mm。,脫 殼脫殼是一種關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。他是從軌頭內(nèi)部開始的（最大剪力區(qū)）。裂縫的增長是由里向外直至表面。原因就是鋼軌再次超過了強度極限。通過打磨可以主動改變這種情況。避免翼角與車輪凸緣接觸。在側(cè)面也應(yīng)避免與

36、車輪凸緣接觸，鋼軌頭中心的塑性金屬的裂紋通常是允許。,檢查 剝落 層裂 （僅查裂紋） （金屬損失輕微） （大量金屬損失）,表面損壞 有時表面狀況需要通過打磨加以維護。碎石路基軌道的高速線路受損是來自碎石對軌道表面的劃刻。這些劃痕是由過往列車的空氣紊流將路基上的碎石帶起，或冬季堆積在列車下方的雪片和冰片落下時所致。

37、 車輪駛過并碾碎石子，在鋼軌表面留下達0.5mm以上的小坑深度。尤其是道岔易受到這類損壞，因為當車輪從普通軌道駛向岔尖，或駛過可移動的轍叉時，總是對鋼軌施加一些附加動力。,降低磨損 特殊輪廓被用于控制彎道基本軌的轉(zhuǎn)彎性能，尤其是機車。試驗證明在彎道處運用這項技術(shù)能有效改善高軌的磨損。來自澳大利亞和南非的報告顯示在轉(zhuǎn)彎半徑200 ~ 300m的彎道處，對軌頭外側(cè)的力量減少約50%。對更

38、大彎角半徑，甚至能消除輪凸緣接觸。 不對稱打磨操作必須有規(guī)則的重復(fù)進行。周期取決于鋼軌周遍的磨損率。,用途配合結(jié)合縱向不規(guī)則磨耗的清除與橫向輪廓的矯正，可獲取得雙倍的經(jīng)濟效益。由于安裝在普通剛性軸上的車輪的錐度再也不能調(diào)整行駛在高軌和行駛在低軌間車輪的行程差，在小半徑彎道處低軌表面就形成了短波痕。滑動粘附運動產(chǎn)生了短波痕，應(yīng)定期打磨清除，以控制來自噪音和振動的消極影響。,為了最大限度的保證兩個同軸間車輪的不同轉(zhuǎn)彎半徑，在同

39、樣的操作中，可改變鋼軌頭輪廓。降低高軌側(cè)面磨損，可延長鋼軌在軌道中的使用期。除了第一次之外，通過打磨出的不對稱輪廓形狀不需要做任何額外的工作。,,計劃的確定須有鋼軌縱向和橫向輪廓數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)。 計劃中，縱向輪廓比橫向輪廓更為重要。打磨項目主要是計劃矯正縱向輪廓，同時改善橫向輪廓。很少會對鋼軌的橫向輪廓進行單獨矯正。而且，矯正橫向輪廓要求進行更多的打磨工作。,打磨作業(yè)計劃,要求輸入的參數(shù)計劃鋼軌矯正項目包括：選擇將要打磨的現(xiàn)

40、場；何時進行打磨的時機；對各個施工現(xiàn)場估計軌道占用情況。估計軌道占用情況，需要了解：鋼軌狀況；完工產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)范；鋼軌磨軌車的工作性能。,,在一定的打磨速度下，鋼軌打磨車的金屬磨除能力估算：總打磨遍數(shù) = 縱向輪廓打磨遍數(shù) + 額外的橫向輪廓打磨遍數(shù),鋼軌狀況和打磨遍數(shù)之間的關(guān)系是正確的矯正計劃的基礎(chǔ)。應(yīng)盡力收集數(shù)據(jù)和提高知識水平。矯正的時間選擇將以成本降到最低限度為原則。當下列費用總和最低時，綜合費用最?。河捎需Υ玫?/p>

41、軌道狀況引起的費用；矯正費用。,等待時間太長就意味著損失費用。打磨間隔過于頻繁就意味著額外的矯正費用。一些研究已經(jīng)顯示， “少部分和頻繁的打磨”費用最低。,6,機器性能估算 幫助估算的指標公式： 式中： N = 打磨遍數(shù)； F = 鋼軌橫向輪廓狀況

42、和所用機器類型系數(shù)； c = 所用機器類型的金屬磨除系數(shù)； d = 金屬磨除總深度 必須對機器和當?shù)貤l件進行估算“C”和“F”的數(shù)值。這些可由實踐和模擬來制定。,舉例說明打磨遍數(shù)估算的用法 一臺16磨石的活動軸機器在有0.3mm深的短波痕的鋼軌上，進行橫向輪廓矯正工作時: 一臺48磨石局部活動軸的機器在有0.7mm深的長波痕（減

43、小到0.3mm的剩余）和翼角凸緣3mm的鋼軌上工作時:,機器性能最終以每小時完成的米數(shù)表示?？紤]到鋼軌狀況，最終的產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范和機器配置： 列車運營圖的研究將顯示出軌道占用的可能性。部分的時間將被花費在把軌道磨軌車從停放地，開到現(xiàn)場并返回到停放地。其余時間才用于工作。 現(xiàn)場進度取決于：,,備注：計劃鋼軌矯正不是精確的。實際總是包括工作貯量。這個儲量可以避免，可以不安排軌道占用，提前結(jié)束一個現(xiàn)場的工作

44、。,規(guī) 劃 一個好計劃只完成了一半的工作。這條規(guī)則當然也用于經(jīng)濟方面。一臺機器的現(xiàn)場生產(chǎn)力取決于正確選擇設(shè)備和其最佳的開發(fā)利用。應(yīng)適當?shù)牡攸c排序，縮短從一個工地到下一個工地間的距離。進行過事先良好的計劃的機器的長期合約可以短期機器窩工。所有這些因素都更有利益于價格（例如降低全年滿負荷工作機器的臺班價格）。結(jié)果是降低了每米單位竣工生產(chǎn)費用。,實 際 運 用 軌道占用時間的優(yōu)化使用能顯著減少費用。因而要在一天中，

45、應(yīng)復(fù)審相應(yīng)的時間間隔，來尋求也許會有更有利的時間段，以改善工作時間。為了理想地組織工作輪班時間，靈活性是必要的。一方面可以考慮每天兩個輪班，也可以考慮在周末夜間交通密度較低時，采用額外的長班。這些安排可以彌補一周內(nèi)的短班。,在占用時間內(nèi)必須完成最大產(chǎn)出量。要點是列車調(diào)度與工地的配合。精心的計劃和正確的工作實施可以避免未預(yù)料到的列車晚點。另一方面，人工計 劃的列車晚點可以有助于顯著降低維護費用。 在辦公室中作出的精密的計劃和

46、在工地上最大限度的靈活性是獲得經(jīng)濟利益的關(guān)鍵。,,要達到經(jīng)濟最佳化的結(jié)果需要 事先作出的精密的計劃，考慮到可能的變化和供替代的選擇； 為了適應(yīng)實際情況和本地的變化，應(yīng)有較強的現(xiàn)場靈活性； 為了有效地利用機器性能，鐵路機構(gòu)和承包商間加強合作； 為了盡可能的集中利用設(shè)備，鐵路調(diào)度和承包商間加強合作。,,鋼軌矯正 矯正是指從鋼軌上磨除金屬。矯正意味正確的地點磨除正確的數(shù)量的金屬。明白矯正的

47、工作程序才可以最佳運用。矯正通過打磨完成。在打磨中，接觸的有兩個主要部分──打磨輪和鋼軌。目標是在鋼軌上達到最大化磨損，同時打磨輪的磨損應(yīng)最小。,這個平衡決定于： 所使用打磨輪的類型； 施加在打磨輪上的壓力； 鋼軌與打磨輪的接觸面積。,,打 磨 量 打磨率：為鋼軌金屬的公斤數(shù)除以打磨輪材料的公斤數(shù)。用各自的密度，也可以表示為鋼軌的立方毫米體積和打磨輪材料的立方毫

48、米體積。在鋼軌矯正的領(lǐng)域中，不使用鋼軌金屬磨除的體積。實際上是以金屬磨量除以面積表示。其他量的尺寸來自打磨速度。因為鋼軌頭的寬度是已知的，通常以深度來簡單地表示材料磨除。,,壓力：如果壓力太高，打磨輪會很快地出現(xiàn)不勻稱磨損。如果壓力太小，打磨輪會打滑而失效。 速度：有兩個尺寸是相關(guān)的，大致成反比。速度越低，金屬磨除的厚度越大。然而也有操作限制。假如速度太慢，鋼軌會局部過熱。如果速度過快，打磨輪就難以咬入鋼軌，使金屬磨除過程變得無

49、效。,角度：打磨輪所施加的角度有兩個影響。在翼緣和側(cè)面，打磨輪使用一個小的軌頭半徑。在此，幾何學(xué)上給定了一個量導(dǎo)致更深的金屬磨除結(jié)果。同樣地，在一個小半徑上，接觸區(qū)域就更小。因此，對于一個給定的打磨輪施加壓力，特定壓力就更高。隨著施加更高的特定壓力值，打磨工作也就更有效率，好象打磨輪的“牙齒”更起作用。,施加壓力對打磨過程是很重要的。壓力必須保持穩(wěn)定以達到最佳效果。出于這個原因，斯派諾國際使用的是一套自動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。,縱向輪廓短波波痕

50、當打磨短波痕時，打磨輪“跨過”波痕。經(jīng)過足夠遍數(shù)的打磨后，將消除波痕。經(jīng)過打磨，表面僅存的不規(guī)則物是一些微小的打磨斑痕。在車輪碾壓作用下，這些瘢痕將很快消失。,就波痕深度而言，磨除凸起的金屬與打磨遍數(shù)不成線形關(guān)系。起初，打磨輪打磨波峰。深度和體積的關(guān)系很大。磨除的深度進展很快。隨著波痕高度降低，打磨輪接觸到更多的金屬。就深度而言，工作性能明顯降低。最終，打磨輪將沿著整條鋼軌磨除金屬。被磨除的金屬層將穩(wěn)定在大約首次打磨遍數(shù)所達到的深度值

51、的三分之一，或者四分之一。這樣，使用連續(xù)打磨遍數(shù)來設(shè)定磨除金屬程序時，必須運用一個“估計系數(shù)”（大約與每遍磨除金屬平均值相等）。,雖然，可以看到磨除了短波痕，但是仍然還有工作要做。在波痕的下面，硬斑（根）已經(jīng)形成。這些硬斑形成鋼軌的“記憶”。它們加速了波痕的再次形成。因此，許多管理機構(gòu)增加一到二遍打磨，以確保表面金屬質(zhì)地均勻。不管怎么說，清除所有波痕的成因，更加可取。如果不能清除，波痕絕對會很快再次形成的。因此，如果現(xiàn)場工作時間不夠，最

52、好放棄計劃工作的一段鋼軌，徹底完成較短的一段。,,,長 波 痕 對于長波痕的打磨，基本的打磨方式是類似的。同樣，就深度而言，清除金屬也不是一個常數(shù)。它隨著遍數(shù)的增加而減少。而且，在最后一遍打磨時，另一個影響因數(shù)弱化了金屬磨除作用。磨軌車連接在一起，形成一個較長的基座，放在長波痕上。由于受到磨軌車機械誤差和軌道動力運動的影響，打磨作用不再是絕對的。 在某個特定點，每遍磨除的波痕深度變得相對較小。這樣就中斷了

53、打磨作用。結(jié)果是鋼軌上所導(dǎo)致的不規(guī)則波痕殘留。大多數(shù)管理機構(gòu)承認，該殘留每測量1米能達到0.3mm，大約與新鋼軌的誤差一致。,短波 長波,橫 向 輪 廓 鋼軌上有輕微的橫向輪廓變形，不需要增加打磨遍數(shù)。對縱向輪廓的修正作用也將同時改善橫向輪廓。,對于略微扁平的鋼軌，橫向輪廓需要增加遍數(shù)不多的額外打磨。部分是因為，這里需要磨除更多的金屬。但是，主要影響是幾何形狀。因

54、為，在鋼軌頂端中央，打磨輪的平面接觸一個較大面積。特定的壓力較低。磨除金屬就不是很有效。過去，這種情況是可以接受的。打磨工人以固定角度，連續(xù)使用打磨輪打磨，直到完成工作。但是，對于具有大翼緣的鋼軌，固定角度就顯得沒有效率。鋼軌打磨工人的一大部分工作都是為了橫向輪廓，額外增加的。,理想狀態(tài)下金屬磨除舉例,,打 磨 方 法 隨著活動軸式磨軌車的引入，情況發(fā)生了變化。這種磨軌車能迅速調(diào)整到所需的最佳工作角度。有了活動軸，縱向和橫

55、向工作有了更多的搭接。大大減少了總打磨遍數(shù)。但是，要完全從該特點受益，操作工必須具有相當?shù)膶I(yè)水平。,經(jīng)過實踐和經(jīng)驗積累，開發(fā)一套在特定條件下使用，有特定的順序的不同角度的模式，是有可能的。把該角度模式輸入計算機存儲，操作工僅需要進行選擇，就可以獲得設(shè)定在該磨軌車上的所有角度。 在鋼軌頭上所形成的打磨面的位置和寬度，是選擇角度的一個重要內(nèi)容。該套角度必須在實踐中認真檢查，以確保它們不會在鋼軌上產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的扁平削邊。,0o

56、至+15o -70o至-6o -6o至+2.5o -70o至+4o,打磨扁平或者具有翼緣鋼軌的常用方法是，首先打磨兩翼側(cè)邊，然后再打磨兩側(cè)翼角，最后打磨鋼軌行車表面。本技術(shù)確保打磨輪以最大的特定壓力工作。,質(zhì) 量 下列幾個標準可以用來描述打磨完工的鋼軌質(zhì)量： — 徹底清除了短波痕，包括硬斑； — 減少或降低長波痕，達到允許誤差內(nèi)（如果該操作對商業(yè)速度有價值的話）； — 橫

57、向輪廓達到所希望輪廓的允許誤差內(nèi)； — 形成足夠多的打磨面，不至于在輪廓上形成脊角 — 可以接受的表面粗糙度； — 鋼軌表面沒有大的色差（藍色是因為過熱形成的）。,在鋼軌投入使用幾天后，再進行觀察是判斷打磨結(jié)果的一個有效方法。通行遍數(shù)決定了接觸帶和殘留表面粗糙度。,,技術(shù)標準 以下為歐洲標準推薦使用的參數(shù)系列。,本標準適用于波痕長度至λ1000mm。,根據(jù)各個鐵路經(jīng)營者的選擇，標準A和B的質(zhì)量等級

58、可以經(jīng)濟地進行調(diào)整。 A標準= 更加嚴格的條件，高磨損公差； B標準= 不太嚴格的條件，平均磨損公差。 1）允許極限值是以打磨后有關(guān)處理的不規(guī)則物為基礎(chǔ)。每個度量軌道的基準長度取各個情況中的λ較高值； 2）如果懷疑該值過大，才需要校驗； Ra = 粗糙度深度（DIN4768）的算術(shù)平均值； 3）僅需要人工測量系統(tǒng)； 4）其他數(shù)值可用于降低噪音的打磨

59、。,用戶決定加/減橫向輪廓誤差偏差，作為鋼軌角度和目標輪廓的一個功能。 根據(jù)各個鐵路經(jīng)營者的選擇，標準A和B的質(zhì)量等級可以經(jīng)濟地進行調(diào)整。 * A 標準= 更加嚴格的條件，高磨損公差； * B標準= 不太嚴格的條件，平均磨損公差。 1）在特殊情況和輔助軌道中，可能出現(xiàn)偏差（例如，在不能使用輪廓成型打磨技術(shù)的情況下，比如護軌）； 2）用于r <

60、 600 mm （彎道處的內(nèi)軌）。,第五部分 道岔打磨,回顧 ––直線軌道打磨 自35年前使用打磨車以來。初期，鋼軌打磨僅是為了清除鋼軌表面的波浪磨耗。當出現(xiàn)短溝紋和短波痕使軌道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了巨大的震動影響時，它們就需要進行處理。 后來，長波痕作為另一個危害，也被檢測出來，特別是列車在較高速度行駛時，如120 kph和更高。由此出現(xiàn)了打磨單元組成塊。這個特點可以，給磨石提供一個更長的基座，這樣將更加有效地，磨除長波

61、痕。,隨著軸負荷的增加和列車提速，軌道要求條件也提高了。已經(jīng)十分關(guān)注鋼軌頭的橫向輪廓。今天，只有輪軌輪廓恰當結(jié)合，才能確保穩(wěn)定的行車條件，并減少表面疲勞，這一點已經(jīng)被廣泛接受。 因此，磨軌車已經(jīng)安裝了活動軸式打磨單元。這樣，為了有效地重塑鋼軌頭輪廓，要把磨石移動到最需要的工作面上，就成為可能。,今天，現(xiàn)代磨軌車都由計算機控制，并能夠在嚴格的公差范圍內(nèi)精確成型。例如，按照CEN技術(shù)規(guī)范要求，既定目標輪廓的最大偏差為+/

62、-0.3毫米。 現(xiàn)在，隨著鋼軌表面問題的知識增加和鋼軌校正經(jīng)驗的積累，已經(jīng)邁向一種磨軌車的十分尖端的日常操作。,當表面缺陷達到預(yù)定的極限，鋼軌需要打磨；或者跟據(jù)運輸噸級制定的周期，進行定期維護。為了提供最佳的行車條件，新鋼軌也常常進行打磨。從一開始，就為了延遲可能的波浪出現(xiàn)。新建線路在運營之前，也要進行例行打磨。 現(xiàn)在，如“預(yù)防-”、“維護-”和“修理-”術(shù)語，打磨是今天軌道工程師的標準詞匯。,,道岔處的鋼軌

63、表面問題道岔處的鋼軌遭受著與直線軌道鋼軌一樣的情形：短溝紋、短波痕、長波痕、鋼軌頭輪廓塑性變形、表面疲勞問題（軌頭檢查）和表面損壞（碎石路基印記）。,這些不規(guī)則物損傷的危害是明顯的：更高動力和震動對軌道所有部件形成更加強烈的應(yīng)力。這樣，降低了運行的舒適性，并且維護的工作量也大大增加了。由于道岔部件的維護和更換很昂貴，所以，道岔部件的損壞更讓人頭疼。,為了降低未打磨軌道的長度，開始考慮到打磨道岔鋼軌。該處的情況與直線軌道不同。因為磨石

64、通過護軌和交叉的空間有限，所以就不能使用現(xiàn)有的大型磨軌車械進行打磨。,道岔打磨車1981年制造了第一臺安裝有一個特殊打磨單元的機器，能夠打磨護軌區(qū)域。采用較小直徑的磨石（130mm替代了常用的250mm）。但是，這些磨石僅能夠，在鋼軌的行車面上工作。雖然，還不能進行完整的輪廓重塑，但是產(chǎn)生了道岔打磨的首次試驗。,直至1983年，一種用于道岔和平交道口打磨的特殊機器才投入使用。他共有16個打磨頭，所有的電機都是活動軸式的。它們中的12

65、個（每根鋼軌6個）安裝了130mm直徑的磨石，專門打磨行車面和兩翼側(cè)面。其余4個（每根鋼軌2個）安裝了特殊成型的，較薄的260mm直徑磨石，專門打磨兩側(cè)翼角。這樣，整個鋼軌頭都可以被打磨了。,之后，為了更加關(guān)注生態(tài)問題，滿足社會要求的機器，所有新生產(chǎn)的機器都安裝吸塵系統(tǒng)，對那些指定用于市區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)隧道中的機器，都額外安裝了催化尾氣清潔系統(tǒng)。目前，已經(jīng)制造了一系列24磨石的機器。另外，這些機器已經(jīng)成功地在高速線路中的一些很長的道岔上使

66、用，這些直通軌道上行駛的列車速度高達300kph。,一種新型道岔磨軌車在1998年投入使用。這種16磨石的機器不僅具有吸塵，而且有連續(xù)的橫向輪廓控制的特點。獨立控制的打磨電機，提高了該機器的生產(chǎn)力。正如所解釋的，正在制造一種能夠在關(guān)鍵區(qū)域自動提升和降低打磨單元的裝置，很快可以投入工作。,,道岔打磨的技術(shù)規(guī)范,縱向輪廓 對于縱向輪廓，完全有必要徹底清除短波痕結(jié)構(gòu)（波痕長度達300mm）。這通常是轉(zhuǎn)化到小于0.02mm不

67、規(guī)則物允許的可測深度。 長波痕的長度允許有更大的存留波形深度，達0.3mm。,橫向輪廓 一些對橫向輪廓有益的觀點：一般，運行線路軌道輪廓的打磨目標相當于所安裝鋼軌的滾軋成型的輪廓。也可能規(guī)定有其他輪廓。直線軌道安裝有一個傾斜度，主要有1/40或者1/20。道岔鋼軌一般都因為施工原因，都垂直安裝。由于列車行駛，發(fā)現(xiàn)橫向輪廓磨損傾向鄰近的鋼軌。因此，也表明了輪廓有一個傾角。,通過打磨，可

68、以形成一個有用的橫向輪廓。過去，一些鐵路機構(gòu)仍然在垂直位置按所滾軋鋼軌的輪廓成型。因此，車輪和鋼軌的接觸區(qū)靠近翼角。最終，行駛的列車還將恢復(fù)磨損的輪廓。這樣，金屬損失就加倍了：由于打磨兩翼側(cè)面，形成一個垂直面；由于行車，翼角面又降低了。打磨最佳橫向輪廓的更好的選擇是，采用像直線鋼軌一樣的磨損適應(yīng)鋼軌。這樣，車輪駛過道岔時，就產(chǎn)生較少的側(cè)面運動，并且打磨時，清除的金屬量也較少。,打磨能夠提供連續(xù)不斷的良好接觸條件，并在道岔長度內(nèi)，改變目