基于多目标函数的钢轨打磨廓形优选研究

针对CR400BF和CRH5动车组6~8 Hz主频车体抖动问题,从改善轮轨关系角度出发,分别建立车轮踏面和钢轨廓形样本库,通过确定目标函数和设置边界条件求解得到优选钢轨廓形。建立实参数车辆-轨道刚柔耦合动力学模型和轮轨接触弹塑性有限元模型,通过仿真分析对比优选钢轨廓形和60N廓形的等效锥度、动力学指标和轮轨接触应力。按优选钢轨廓形进行钢轨打磨试验,结果表明:优选钢轨廓形与磨耗车轮踏面匹配时轮轨关系改善,等效锥度小于上限值0.4;与不同磨耗车轮踏面匹配时,优选钢轨廓形动力学指标优于60N,且轮轨接触应力和打磨量均更小;按优选钢轨廓形进行钢轨打磨后,CR400BF、CRH5动车组舒适度、平稳性指标分别减小15.7%、13.1%以上,车体振动加速度主频消除。优选钢轨廓形可有效缓解CR400BF和CRH5动车组车体抖动,优选方法和实施流程可为相关问题研究提供参考。

小半径曲线上P75钢轨打磨廓形设计及应用研究

以国内某重载铁路R400 m曲线P75钢轨为研究对象,建立了轮轨接触模型和轮径差曲线描述模型,选取代表性车轮踏面和钢轨廓形,采用轮径差曲线逆向求解法优化了轮轨接触区域钢轨廓形,并依据打磨量最小化原则设计得到了曲线钢轨打磨廓形。建立了实测参数下的车辆-轨道多体动力学仿真模型,对比分析了实测廓形和设计廓形匹配下的动力学指标。按钢轨廓形设计要求,在该R400 m曲线上实施了钢轨打磨试验和轮轨动力学测试。研究结果表明,优化后轮径差曲线趋于平滑,车辆曲线通过能力得到提高,抗脱轨能力得到保持;轮轨关系得到显著改善、轮轨接触点交叉跳跃和集中问题得到缓解;轮轨横向力减小20%以上,脱轨系数减小16%以上,钢轨法向接触应力减小32%以上,轮轨蠕滑力减小26%以上;实施打磨后,轮轨横向力减小34%以上,脱轨系数减小35%以上,钢轨振动加速度减小35%以上;打磨后3个月轨面疲劳伤损未见明显发展,钢轨使用寿命由前一换轨周期的8个月延长至13.5个月。仿真分析和打磨试验验证了钢轨廓形设计方法在重载铁路小半径曲线的应用效果。

钢轨打磨车专用EHA非线性反演控制

为提高钢轨打磨车打磨钢轨的平顺性及稳定性,提出以电动静液作动器(EHA)代替传统液压作动系统作为钢轨打磨车的专用执行器,考虑柱塞泵的总效率波动和液压缸动静摩擦差异大2个非线性因素,建立非线性数学模型;建立EHA的MATLAB、AMESim联合仿真模型,对PID控制、滑模变结构控制、反演控制进行控制策略对比研究,仿真分析验证反演控制在响应快速性及稳定性方面具有良好的表现。搭建四象限平台对EHA进行反演控制负载试验,结果表明:其位移控制精度达0.21 mm,具有较好的控制性能。

GMC-48钢轨打磨车的研发

钢轨打磨技术是当前最普遍、最高效的钢轨修复方式。本文对GMC-48钢轨打磨车的设计、制造及整个过程进行研究和总结,以期对公司后续产品提供参考和帮助。该项目是公司时隔多年成功开发的一款新产品。项目以市场为导向,采用多项先进技术,并具有扩展功能,其水平国内领先,有较好的经济效益和社会效益,有力助推了公司的跨越发展。

基于打磨量曲线的重载铁路钢轨打磨模式设计

【目的】为解决目前重载钢轨大机打磨作业过程中存在的依靠经验选择打磨模式和打磨结果无法预测的问题。【方法】以GMC-96X大型钢轨打磨列车作为研究对象,通过MATLAB数值模拟,研究不同打磨模式的作用效果;并且结合打磨列车砂轮分布形式,建立钢轨打磨基本模式库,提出了一种基于打磨量曲线的重载铁路钢轨打磨模式设计方法。【结果】现场试验结果表明:采用该方法设计的打磨模式包含了打磨列车各个砂轮的摆布角度,可直接输入到打磨列车控制系统,更为贴合实际应用;并且通过打磨前钢轨实测廓形、理论打磨后钢轨廓形和实际打磨后钢轨廓形三者的对比,验证了该方法的可靠性。【结论】该打磨模式设计方法实现了重载铁路钢轨打磨模式的自动生成和轨头廓形的精确修理。

杭温高铁联调联试中轨道精调与钢轨打磨作业效果

联调联试是为铁路工程动态验收提供技术依据的重要手段,轨道质量状态是联调联试中线路能否通过验收评价的关键之一。结合杭温高铁联调联试工程实践,总结了无砟轨道精调、钢轨打磨标准作业流程,并提出杭温高铁基于动静态检测数据的轨道精调作业方案和钢轨打磨作业方案,分析对比轨道精调、钢轨打磨作业对轨道质量的改善效果。结果表明:基于动静态检测数据制定的轨道精调作业方案,在精调后动态轨道几何质量、轨道波长能量改善效果明显,作业效果明显好于基于静态相对测量数据制定的轨道精调作业方案。钢轨打磨后实测钢轨廓形中轨头横向±25 mm范围最大偏差为+0.1/-0.1 mm,轨头横向+25~+32 mm范围最大偏差+0.2/-0.3 mm,与60N标准廓形整体吻合情况良好并满足验收要求;对轨道不平顺有一定改善,尤其是高低、水平和三角坑。在高速铁路联调联试中,当采用动静态检测数据制定的轨道精调方案,也不能明显改善轨道不平顺时,可以在拉通试验前对钢轨进行快速打磨来有效降低TQI。该研究为新建高速铁路联调联试期间大幅度提升轨道质量提供了合理化建议。

基于ANSYS的钢轨打磨车车体有限元分析与试验

钢轨是铁路系统中最为重要的承载部件,列车运行过程中轮轨载荷增大,波磨、疲劳裂纹、剥落等各种轨道病害日趋严重。这些轨道损伤加剧列车运行时的噪声与震动,甚至危及列车运行安全。钢轨打磨车是目前铁路公务部门钢轨修复最为有效的措施。通过打磨作业可减轻和修复钢轨损伤,改善轮轨匹配性能,延长钢轨的使用寿命,提高列车运行的平稳性和安全性。本文运用ANSYS软件对钢轨打磨车进行建模和有限元计算与分析,并将试验结果与计算结果对比,保障车体的强度与刚度满足试验标准要求,为其他车型设计积累经验。

小半径曲线钢轨打磨周期分析及工艺优化

以客货共线铁路常见小半径曲线为分析对象,基于数值分析方法,研究钢轨表面状态发展和钢轨廓形质量变化周期。结果显示,实施钢轨廓形打磨后,列车过曲线时的轮轨横向力、冲角、脱轨系数、磨耗指数分别下降了17.6%、8.4%、14.0%、24.2%,但10个月后已基本退化到打磨前的状态;在刚打磨时,轮轨接触关系得到较大改善,但在10个月后此种改善已基本消失,轮轨接触关系基本与打磨前轮轨接触情况相同;钢轨打磨周期保持在7~10个月时,其安全性与经济性最佳。

基于钢轨廓形下的钢轨打磨技术应用研究

钢轨作为与列车直接接触部分,在列车动荷载作用下,容易产生钢轨磨损,文章从钢轨磨损机理出发,探讨了利用对钢轨廓形进行优化设计,再通过打磨成设计的目标廓形,来解决减少钢轨磨损、提升轨道整体性能的方法。详细阐述了从钢轨廓形测量开始,对测量后钢轨廓形进行拟合出该线路段的钢轨代表廓形,用钢轨代表廓形与车轮踏面廓形进行耦合分析,得出打磨目标廓形,利用打磨车等设备按照打磨目标廓形进行打磨,最终得到良好的钢轨廓形。以武广铁路某段的实际案例验证了上述方法的有效性,通过打磨前后对比,钢轨GQI指数显著提升,证明了优化钢轨廓形能有效改善轮轨接触,达到既定的维护标准。

速度160 km/h全地下隧道市域快轨线路钢轨打磨车应用研究

广州地铁所辖的市域快轨线路是国内首条速度160 km/h的全地下隧道市域快线,在运营过程中出现不同程度的钢轨波磨病害,据统计易出现钢轨波磨病害区段为长大区间直线区段、进出站台时的加减速区段、部分曲线区段,一般平均波深为0.07 mm,波深超过0.04 mm的钢轨波磨一般延展长度为1~1.5 km。针对此问题,文章对新的打磨需求进行总结分析,对GMC-20国产化钢轨打磨车开展应用研究,通过优化打磨模式,采用打磨3遍和抛光1遍的方法,在单次作业点内可完成1~1.5 km钢轨打磨作业,能够快速高效的消除钢轨波磨病害,提高打磨效率和打磨质量,同时打磨效果能满足运营需求。

钢轨打磨车数据传输系统改进方案

为了解决原钢轨打磨车数据传输系统在应用过程中偶发控制指令传输异常问题,全面梳理原系统软硬件设计原理。通过分析现场多辆车、多次作业的记录仪数据,采用实验室模拟故障的方法,定位问题根源,提出增加硬件中断控制功能、优化双口RAM数据握手协议和CAN总线数据收发协议的改进方案。经过实验室测试及现场装车应用,充分验证了改进方案的可行性,大大提升了原数据传输系统的稳定性。

钢轨打磨技术在现代轨道工程中的应用

本文聚焦于钢轨打磨技术在现代轨道工程中的应用,探讨了其在维护轨道完整性和确保行车安全方面的重要性。本文分析了钢轨作为轨道工程核心组成部分的材料特性和磨损机理,进而详细探讨了钢轨打磨技术的基本原理和实施方法。通过理论分析,揭示了定期和适当的打磨作业能够有效延长钢轨寿命、减少磨损,提高行车安全性,并在经济上节省维护成本。本文研究对于轨道工程领域的专业人员和决策者来说具有重要的参考价值,可以为优化维护策略和提升轨道系统的运行效率提供理论依据。

城市轨道交通钢轨打磨技术优化与应用研究

本次研究对城市轨道交通钢轨打磨技术现状展开深入剖析,目的在于通过技术优化促进打磨效率与质量的提高,从而满足轨道交通运营安全性与舒适性的要求。通过对技术发展历程的回顾和国内外技术特点的比较,该研究为技术优化提供理论支持,策略和方法,同时设计试验加以验证。试验结果表明:优化技术可显著提高打磨精度与效率,减少能耗与成本。该研究对钢轨打磨技术在城市轨道交通中的运用奠定了重要理论与实践基础,对促进轨道交通行业可持续发展有重要意义。

钢轨打磨治理杭深线动车组车体低频晃动研究

针对CRH1型动车组在杭深线部分区段运行过程中出现的车体低频晃动问题,对晃车区段的轨道几何尺寸、钢轨廓形、车轮踏面状态等进行了调查,并对杭深线动车组晃车原因进行了分析研究。结果表明:杭深线晃车区段左、右股钢轨廓形存在不对称性,廓形和光带均会出现40 m左右的周期性变化;当左、右股钢轨廓形对称性不良时,新车轮和磨耗车轮的轮轨等效锥度均会减小,轮轨匹配等效锥度过小时,轮对的蛇行运动收敛能力下降,在外界激扰下横向位移量增大,引起晃车;钢轨廓形对称性不良会导致轮对轮径差变大,使得钢轨轨距角处出现交替性偏磨,加剧钢轨廓形的不对称度,形成恶性循环;钢轨打磨可有效治理高速动车组低频横向晃动,在打磨中应优先降低钢轨廓形的不对称度。

GMC-96B钢轨打磨车新型集尘装置设计研究

钢轨打磨车在作业过程中会产生大量的磨削粉尘,因此需要配备一套集尘装置收集磨削粉尘,以减少扬尘和残留粉尘对周边环境的污染。根据GMC-96B型钢轨打磨车集尘装置的实际使用情况,针对性提出一种适用于该打磨车的新型集尘装置,并对关键子系统进行详细的技术设计及分析计算。计算结果表明,新型集尘装置相比原有集尘装置具有明显的性能提升。

整治动车组晃车的钢轨打磨实践应用及效果分析

针对某城际铁路CRH6A型动车组晃车情况,调查分析了动车组晃车原因,开展了钢轨廓形打磨实践应用,并对打磨效果进行了仿真计算和分析评价。结果表明:钢轨廓形存在横向不对称、纵向不一致和周期性交替变化,轮轨接触关系不良是造成CRH6A型动车组晃车的主要原因;打磨后轮轨垂向力、轮轴横向力、轮重减载率的平均值分别降低了约0.14%、64.51%和4.76%,脱轨系数均方根值降低了约22.5%,轮轨磨耗指数平均值、均方根值分别降低了约16.45%、28.03%,改善了轮轨动力响应指标;打磨后构架和车体的横向加速度均方根值分别减小了22.25%和7.33%,改善了车辆动力响应指标。通过开展钢轨打磨实践应用,修正了钢轨轨头廓形,优化了轮轨接触关系,显著提高了动车组运行的安全性和平稳性(横向和垂向车体平稳性指标均小于2.5),成功解决了CRH6A型动车组晃车的问题。

城市轨道交通钢轨打磨委外服务可行性浅析

针对目前城市轨道交通存在的购买钢轨打磨车成本高、管理及后期养护维修难度大、利用率低、施工难度大等现状,从技术可行性、经济可行性、风险控制等方面,对打磨自修和委外2种方式进行了调研分析。调研结果表明:按照打磨车调试好后全负荷运转,打磨委外可节省费用16%~27%,同时可减少地铁运营单位人员、设备管理等方面压力,具有明显的经济和社会效益。

地铁用DGMC-20JS型钢轨打磨车研制

为了提高地铁钢轨打磨效率,解决地铁钢轨打磨车打磨功率不足、打磨作业速度低、作业速度和打磨头落点误差大等问题,研制DGMC-20JS型钢轨打磨车。该打磨车由柴油发电机组或接触网供电,采用交流电传动模式,整车由2节10磨头打磨车编组而成。详细阐述钢轨打磨车主要系统设计。在试验线,对钢轨打磨车打磨性能开展试验。试验结果表明,采用钢轨打磨车打磨钢轨时,实际作业速度误差在±0.3 km/h以内,打磨落点误差最大为0.75 mm,均满足要求;打磨后的钢轨轮廓、切削量、轨面粗糙度等高于标准要求。

一种钢轨打磨列车掉落物在线检测系统

针对钢轨打磨列车打磨作业走行以及自运行过程中,可能出现的打磨铁屑结块飞落的现象,文章提出了一种适用于钢轨打磨列车的掉落物在线监测系统,根据不同运行状态分别采用红外热成像技术及激光对射检测技术进行检测。在打磨作业工况下,以高帧率红外热成像相机对高温掉落物进行检测;在高速自运行工况时,通过激光对射光幕传感器对常温掉落物进行检测。实验表明,两种技术方案均可较好地完成掉落物识别,具备实际运用条件,可有效保障线路运行安全。

钢轨打磨车砂轮实验室内磨削特性及其与现场使用效果的相关性分析

利用钢轨打磨仿真试验台,对不同厂家、不同类型钢轨打磨车砂轮的磨削性能进行了测试,并结合其现场使用效果进行了相关性分析。结果表明:超硬复合砂轮的使用寿命是普通砂轮的2倍左右,但打磨时需要提供更大的打磨压力,也会产生更高的温升;打磨后工件温度的室内测试结果与现场使用效果具有一致性,试验后工件温度远超过150℃的砂轮,现场使用极有可能导致钢轨烧伤发蓝;砂轮平均打磨里程(使用寿命)s与打磨功率占比30%时的砂轮磨耗量W之间近似呈反比例函数的关系。