[发明专利]一种基于面积的钢轨打磨方法

说明书

本发明公开了一种基于面积的钢轨打磨方法，该方法包括以下步骤：（1）将钢轨截面轮廓划分为多个打磨区域；（2）将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓进行对齐；（3）计算对齐后现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积；（4）计算现场钢轨各个打磨区域所需要的磨头数目；（5）将现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需的磨头数目进行面积等分，将打磨区域划分为一个一个面积相等的小块，每个小块的中心线角度即为每个钢轨打磨磨头的角度。本发明方法极大的提高钢轨打磨的精度，可有效地降低打磨列车的能耗，减少不必要的钢轨打磨量，延长钢轨的使用寿命，具有重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明涉及铁路维护技术，尤其涉及一种基于面积的钢轨打磨方法。

背景技术

近年来, 随着我国高速化、重载铁路的迅速发展，钢轨疲劳损伤日益严重,主要表现为轨头磨耗,包括垂直磨耗、侧面磨耗等,这些损伤若不能及时、准确的修复将降低钢轨的使用寿命。修复钢轨损伤的最有效途径是对钢轨进行修复性或预防性打磨，打磨参数越精准，越能有效消除钢轨轨面病害、修正轮廓、改善轮轨关系。

我国于上世纪八十年代引入钢轨打磨技术，目前一些铁路局已配备钢轨打磨车，钢轨打磨技术也正在逐渐成为一项基本的线路维护技术。但是国内在有关钢轨打磨技术的应用方面与国外水平存在较大的差距。原因是钢轨打磨车主要是从国外引进，由于国内外的钢材质量、钢轨铺设参数及使用条件存在差异，国外的一些打磨方式和标准不能照搬。国内打磨主要依赖于操作人员的经验，其主观性、随意性很大。如何精准打磨是提高钢轨打磨工艺质量的关键问题。

计算钢轨打磨量时，目前所采用的方法是以每个打磨磨头的打磨深度来衡量，即以打磨磨头与现场钢轨表面沿着弧段圆心的方向法线值的长度来计算。由于打磨磨头与现场钢轨表面接触时，不是一个点，而是一个面，各个打磨磨头之间存在相互耦合，因此法线值的计算方法所带来的打磨量误差极大，从而导致打磨不精确，带来两个问题：（1）或者将现场钢轨打磨量不足，从而导致打磨次数增加，浪费了打磨列车的能耗；（2）或者将现场钢轨打磨过度，从而降低钢轨的使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于面积的钢轨打磨方法，该方法能有效提高钢轨打磨过程中的打磨精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于面积的钢轨打磨方法，包括以下步骤：

1）按钢轨截面轮廓的圆弧组成个数将钢轨打磨目标截面轮廓划分为多个打磨区域；

2）将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓进行对齐；

3）计算对齐后现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积；

4）根据单个磨头的打磨量，计算现场钢轨各个打磨区域所需要的磨头数目；

5）将现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需的磨头数目进行面积等分，将打磨区域划分为一个面积相等的小块，每个小块的中心线角度即为每个钢轨打磨磨头的角度，所述每个小块的中心线为各打磨区域在圆弧上的面积等分点与对应圆心的连线。

按上述方案，所述钢轨为50轨、60轨或75轨。

按上述方案，所述步骤1）中根据现场钢轨打磨需求，将钢轨截面轮廓划分为A、B、C、D、E五个打磨区域，其中：

1.1）A区位于钢轨截面轮廓的最左边圆弧（以标准60轨为例，即左边R13圆弧段），以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点（0,0），则A区圆弧圆心坐标为最左边圆弧的圆心坐标（以标准60轨为例，即14, 20），半径为最左边圆弧的半径（以标准60轨为例，即13）；