高速鐵路鋼軌打磨技術(shù)理論及應(yīng)用研究

鋼軌波磨是目前我國高速客運(yùn)專線線路鋼軌的主要病害，直接關(guān)系到高速鐵路的運(yùn)營安全。鋼軌打磨技術(shù)作為線路軌道養(yǎng)護(hù)維修的重要手段，其在高速鋼軌的打磨理論及應(yīng)用研究是當(dāng)前亟需解決的課題。 項(xiàng)目針對我國高速鐵路鋼軌波磨這一主要病害和世界性難題，系統(tǒng)開展了高速鋼軌打磨技術(shù)理論及應(yīng)用研究。主要研究內(nèi)容如下：（1）跟蹤測試了高速鋼軌波磨和車輪多邊形磨耗的發(fā)展規(guī)律與形成機(jī)理；（2）分析了GMC-96B鋼軌打磨列車的振動特性，開展了鋼軌打磨列車動力學(xué)行為研究；（3）研究了高速鐵路鋼軌打磨型面設(shè)計(jì)及打磨模式，設(shè)計(jì)了波磨地段鋼軌打磨廓形設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建了高速鐵路鋼軌打磨工藝參數(shù)及打磨模板；（4）研究了高速鋼軌打磨過程中的界面行為，闡明了鋼軌高速打磨機(jī)理及參數(shù)優(yōu)化；（5）開展了高速線路鋼軌打磨技術(shù)試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了打磨對列車振動與噪聲控制的有效性，為制定高速鐵路鋼軌打磨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供了重要的技術(shù)支撐。 項(xiàng)目研究建立了高速鋼軌打磨列車動力學(xué)模型，設(shè)計(jì)了波磨地段高速鋼軌打磨廓形，優(yōu)化了高速鐵路鋼軌打磨工藝參數(shù)及打磨模式，闡明了鋼軌高速打磨機(jī)理，揭示了鋼軌打磨廓形的輪軌關(guān)系容差性能，構(gòu)建并完善了我國高速鐵路鋼軌打磨技術(shù)理論體系。研究成果在滬蓉高鐵渝利段、貴廣客專、成綿樂客專、蘭渝客專、成灌快鐵等高速線路上開展了鋼軌打磨試驗(yàn)及應(yīng)用。研究成果為延長高速鐵路鋼軌使用壽命及保障高速列車運(yùn)行安全提供了重要的理論保障和維護(hù)技術(shù)。 項(xiàng)目發(fā)表（含接收）論文28篇，其中SCI論文11篇、EI論文7篇；申請發(fā)明專利2項(xiàng)（授權(quán)1項(xiàng)）、授權(quán)實(shí)用新型專利1項(xiàng)，登記軟件著作權(quán)1項(xiàng)；培養(yǎng)博士生2名、碩士生8名（優(yōu)秀碩士論文2人），參加國際學(xué)術(shù)會議3人次、國內(nèi)學(xué)術(shù)會議4人次；論文獲第七屆四川省博士專家論壇三等獎(jiǎng)和四川省機(jī)械工程學(xué)會第二屆學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文二等獎(jiǎng)。項(xiàng)目第一主研王文健榮獲第十三屆四川省青年科技獎(jiǎng)并入選四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人后備人選。 2100433B

鋼軌波磨是目前我國高速客運(yùn)專線線路鋼軌的主要病害，直接關(guān)系到高速鐵路的運(yùn)營安全。鋼軌打磨技術(shù)是線路養(yǎng)護(hù)維修的重要手段，其在高速線路上的理論及其應(yīng)用研究是當(dāng)前亟需解決的課題。本項(xiàng)目擬在現(xiàn)場跟蹤測試我國高速輪軌表面狀態(tài)的基礎(chǔ)上，建立高速車輛軌道耦合系統(tǒng)動力學(xué)模型和高速線路鋼軌打磨列車動力學(xué)模型，研究高速輪軌磨耗與高速列車-軌道動力學(xué)性能之間的關(guān)系，提出適合我國高速線路的鋼軌打磨策略，包括打磨型面、打磨限值、打磨周期、打磨速度等，并得到實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場試驗(yàn)的驗(yàn)證，從而構(gòu)建高速鋼軌打磨技術(shù)理論，為制定我國高速鋼軌打磨技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供理論依據(jù)。本項(xiàng)目研究對確保我國高速鐵路長期運(yùn)營安全和效益具有重大的理論與實(shí)際意義。

高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)專利目的

《高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)》解決的技術(shù)問題是提供一種高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)。

高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)方案

《高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)》包括：上料輥道，用于輸送代加工的工件；下料輥道，用于輸送加工完的工件；定位工裝臺，分別配置在上述上料輥道以及上述下料輥道；打磨機(jī)器人，其設(shè)置有抓手，將工件由上述上料輥道的定位工裝臺抓起，經(jīng)打磨后將工件放入上述下料輥道的定位工裝臺；打磨電主軸，設(shè)置在上述打磨機(jī)器人轉(zhuǎn)動工件移動的范圍內(nèi)，其包括電主軸、金剛石磨頭、刀柄、雙工位氣缸，上述電主軸的底部連接上述雙工位氣缸，并且其末端裝配上述金剛石磨頭以及上述刀柄；打磨機(jī)，設(shè)置在上述打磨機(jī)器人轉(zhuǎn)動工件移動的范圍內(nèi)，其包括旋轉(zhuǎn)軸、金剛石切割片、金剛石砂輪、浮動氣缸、電機(jī)，上述旋轉(zhuǎn)軸橫向設(shè)置并由上述電機(jī)驅(qū)動，其一端裝配上述金剛石切割片，另一端裝配上述金剛石砂輪，上述旋轉(zhuǎn)軸底部連接上述浮動氣缸。 進(jìn)一步地，上述上料輥道以及上述下料輥道處均設(shè)置有視覺識別機(jī)器人，上述視覺識別機(jī)器人能對工件照相以識別產(chǎn)品的類別和抓取點(diǎn)，并將工件放到定位工裝臺上進(jìn)行精定位。

進(jìn)一步地，上述定位工裝臺包括工作臺、支架、定位塊、導(dǎo)向板、關(guān)電對射開關(guān)，上述工作臺由上述支架支撐，其表面固定有上述定位塊，上述定位塊固定設(shè)置上述導(dǎo)向板用以定位工件，上述定位塊設(shè)置上述關(guān)電對射開關(guān)用以檢測是否有工件。進(jìn)一步地，上述定位工裝臺裝配有三個(gè)觸發(fā)開關(guān)。進(jìn)一步地，上述打磨電主軸的底部設(shè)置有接料小車，其設(shè)置在上述金剛石磨頭的正下方。進(jìn)一步地，上述打磨機(jī)的金剛石砂輪以及金剛石切割片均裝配設(shè)置有防護(hù)罩，上述打磨機(jī)設(shè)置有基座，上述浮動氣缸、上述旋轉(zhuǎn)軸以及上述電機(jī)均設(shè)置在上述基座上。 進(jìn)一步地，上述打磨機(jī)器人的抓手設(shè)置有兩個(gè)夾持手指，兩個(gè)上述夾持手指的最外端面為定位面，兩個(gè)上述夾持手指通過裝配的氣缸進(jìn)行開合。進(jìn)一步地，上述打磨機(jī)器人的抓手設(shè)置有三個(gè)夾持手指，并分別由夾持氣缸驅(qū)動。

高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)改善效果

1、實(shí)現(xiàn)了對產(chǎn)品的自動識別和自動打磨，大大提高了產(chǎn)品的打磨質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量水平。

2、由于采用了封閉式車間自動上下料，可以實(shí)現(xiàn)封閉式的除塵，大大改善了打磨的環(huán)境和人員的安全性。

3、生產(chǎn)效率高，降低了產(chǎn)品成本，提高了產(chǎn)品的市場競爭力。

4、系統(tǒng)操作簡單，通用性好，可以實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品的快速切換。

《高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)》涉及高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)，主要應(yīng)用在鐵路設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域。

2020年7月17日，《高速鐵路鋼軌扣件鑄件打磨生產(chǎn)系統(tǒng)》獲得安徽省第七屆專利獎(jiǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。 2100433B