基于赫兹接触的钢轨砂带打磨功率预测模型

根据钢轨砂带打磨作业原理,将钢轨与砂带的接触状态视为2个自由曲面接触;运用赫兹接触理论建立砂带与钢轨的接触模型,计算分析接触区域的形状、面积及其上的压力分布;将砂带上的磨粒简化为球顶圆锥模型,推导出磨粒切入深度与打磨压力间的数学关系,从单颗磨粒受力分析计算整个接触区域的切向力分布,进而建立钢轨砂带打磨功率的预测模型。在综合试验平台上进行36+号陶瓷磨料砂带打磨U71Mn钢轨圆环的试验,试验结果与预测模型的预测结果对比表明,打磨功率的预测值与试验值平均仅相差2.02%,证明了打磨功率预测模型的有效性和适用性。以60kg·m^(-1)钢轨砂带打磨为例,采用预测模型分析打磨功率与砂带速度配比对打磨宽度的影响。结果表明:打磨宽度虽由接触压力直接决定,但仍受打磨功率的约束,在同样打磨功率下,曲率半径为300mm弧段可调整的打磨宽度范围最广,80mm弧段次之,13mm弧段最窄。

钢轨打磨车在地铁轨道养护中的应用

钢轨打磨是近年来新兴起的一种地铁轨道养护方式,能够有效消除地铁钢轨表面疲劳层及磨耗,设计一种钢轨打磨车的应用方法。对于列车轴重轻,存在较少磨耗病害的地铁轨道,在其养护中,应用钢轨打磨车实施线路的预防性打磨。修复性打磨主要针对发生磨耗的钢轨,将钢轨打磨车的打磨周期定为80Mt~100Mt,采用的打磨方式为单遍快速打磨。应用钢轨打磨车打磨道岔时,需要分别打磨辙叉、焊缝及接头。应用结果表明,应用该方法后,实验地铁轨道各段的钢轨平顺度都较高,同时表明粗糙度符合要求。