淺談高速鐵路道岔鋼軌焊接接頭打磨技術(shù)

劉建勛

【摘 要】道岔鋼軌的平順性直接影響著列車(chē)的行駛速度和行駛的平穩(wěn)性，因此，論文基于多年的工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)工作過(guò)程中道岔鋼軌焊接接頭打磨技術(shù)相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)分析，并結(jié)合道岔鋼軌打磨中的兩種方式，對(duì)多功能道岔打磨技術(shù)與設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，希望能夠通過(guò)此研究為相關(guān)工作人員提供參考。

【Abstract】The smoothness of the switch rail directly affects the speed and stability of the train， therefore， based on years of work experience， this paper analyzes the problems of the welding joint grinding technology of switch rail. And combined with the two ways of the grinding of the switch rail， multi-function switch rail grinding technology and equipment are designed， hoping to provide reference for relevant staffs throught the research.

【關(guān)鍵詞】高速鐵路；道岔；打磨

【Keywords】 high speed railway； switch； polishing

【中圖分類(lèi)號(hào)】U215.5 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）09-0187-02

1 引言

目前，鐵路部門(mén)對(duì)鐵路軌道進(jìn)行維修保養(yǎng)的工作就包含鋼軌打磨，這是借助砂輪削磨機(jī)對(duì)鋼軌軌面進(jìn)行細(xì)節(jié)處理的一種方式，做好鋼軌打磨工作，能夠有效的延長(zhǎng)鐵路的使用壽命，對(duì)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的提升具有重要作用。由于鋼軌道岔一般是在現(xiàn)場(chǎng)組接完成的，之后還需要對(duì)其進(jìn)行焊接和打磨處理才能投入運(yùn)營(yíng)，這就對(duì)焊接接頭打磨的質(zhì)量有了更高的要求。

2 高速道岔鋼軌打磨概述

2.1 道岔整體打磨

目前，我國(guó)道岔打磨仍然是以修復(fù)性打磨為基礎(chǔ)，但是在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，普通的預(yù)防性和維護(hù)性打磨仍然不能滿(mǎn)足實(shí)際需求，在驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和打磨工藝方面缺乏規(guī)范性[1]。目前，道岔鋼軌整體打磨方法包括多種分類(lèi)，下面以打磨列車(chē)為例進(jìn)行說(shuō)明。打磨列車(chē)主要是借助計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)的，它是通過(guò)分析將目標(biāo)輪廓與現(xiàn)有軌道輪廓的數(shù)據(jù)之間的差值計(jì)算出來(lái)，借助打磨小車(chē)內(nèi)打磨電機(jī)的作用調(diào)整偏轉(zhuǎn)角度，進(jìn)而通過(guò)不同角度的砂輪實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌表面的打磨，通過(guò)反復(fù)的調(diào)整打磨，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接接頭以及波紋等的打磨。

2.2 道岔局部打磨

道岔局部打磨可以針對(duì)鋼軌線(xiàn)路進(jìn)行表面病害打磨和處理，目前，各個(gè)鐵路部門(mén)都配備了相應(yīng)的小型焊縫打磨設(shè)備，這種小型設(shè)備對(duì)人工勞動(dòng)的強(qiáng)度有所降低，可以借助內(nèi)部結(jié)構(gòu)偏轉(zhuǎn)支架作業(yè)。如圖1所示，是常用的兩種打磨機(jī)。雖然我國(guó)在焊接接頭打磨作業(yè)方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，但是由于仍然是以人工作業(yè)的方式為主。一般進(jìn)行人工局部打磨使用的工具是手提砂輪機(jī)，在整個(gè)作業(yè)過(guò)程中，對(duì)人員的工作經(jīng)驗(yàn)依賴(lài)程度較高，這種常規(guī)的鋼軌焊接接頭打磨方式可能會(huì)造成鋼軌材料的損傷，甚至嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量隱患?；谶@種現(xiàn)狀，加強(qiáng)對(duì)鋼軌焊接接頭打磨設(shè)備的研究已經(jīng)成為必然要求。

3 高速道岔焊接接頭局部打磨技術(shù)難點(diǎn)及打磨設(shè)備

3.1 道岔焊接接頭打磨技術(shù)難點(diǎn)

由于道岔打磨區(qū)域內(nèi)的鋼軌對(duì)平順性的要求非常高，就使得對(duì)其打磨的難度較大，一般情況下，我們將道岔打磨的難度劃分為四個(gè)等級(jí)，分別是Ⅰ級(jí)、Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)。其中，Ⅰ級(jí)的打磨難度較低，在作業(yè)空間上沒(méi)有太多的限制，可以進(jìn)行自由打磨，其打磨對(duì)象主要包含道岔尖軌端與正線(xiàn)鋼軌相聯(lián)的鋼軌焊縫等，使用的設(shè)備主要是小型打磨設(shè)備；Ⅱ級(jí)打磨主要針對(duì)曲線(xiàn)鋼軌，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打磨作業(yè)的時(shí)候，需要采用誤差修正的方法進(jìn)行，并且主要的打磨區(qū)域是道岔兩根曲股鋼軌上；Ⅲ級(jí)打磨在一定程度上會(huì)受到空間的限制，打磨的難度較高，主要的打磨區(qū)域是轉(zhuǎn)轍器與轍叉兩端的焊縫接頭；Ⅳ級(jí)打磨則是針對(duì)特殊鋼軌斷面進(jìn)行打磨，主要的打磨區(qū)域是道岔的尖軌、翼軌區(qū)域。

3.2 道岔打磨新型設(shè)備

第一，半自動(dòng)擇頭仿形精磨機(jī)：這種打磨設(shè)備在結(jié)構(gòu)上主要是由打磨電機(jī)、機(jī)架、鉗夾以及遙控器等組成，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)候，工作人員會(huì)借助吊臂或其他工具將打磨機(jī)放置到打磨軌道上，將整個(gè)設(shè)備進(jìn)行夾緊固定，之后就可以啟動(dòng)電機(jī)并通過(guò)遙控器對(duì)打磨作業(yè)進(jìn)行控制[2]。與普通的打磨設(shè)備相比，這種打磨機(jī)具有更高的打磨精度，基準(zhǔn)準(zhǔn)確性更高，能夠有效的提高打磨效率。第二，全自動(dòng)雙股仿形精磨小車(chē)：這種精準(zhǔn)打磨小車(chē)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)先設(shè)置，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相關(guān)溫度數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、查詢(xún)以及整理，在整個(gè)打磨過(guò)程中還會(huì)顯示打磨狀態(tài)，有利于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察。

4 多功能道岔打磨技術(shù)設(shè)備的設(shè)計(jì)

4.1 打磨原理

在進(jìn)行打磨技術(shù)設(shè)備設(shè)計(jì)的時(shí)候，要在半自動(dòng)精磨機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究，對(duì)打磨機(jī)架采用整體式的結(jié)構(gòu)，機(jī)架兩端的支撐能夠與鋼軌進(jìn)行接觸，在打磨作業(yè)的時(shí)候可以通過(guò)機(jī)架支撐移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，通過(guò)往復(fù)形式的運(yùn)動(dòng)，完成整個(gè)打磨過(guò)程[3]。

4.2 整體設(shè)計(jì)

機(jī)械設(shè)備的整體設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)部分，分別是打磨單元和承載單元，打磨單元和承載單元是通過(guò)套筒連接在一起的，可以實(shí)現(xiàn)拆分運(yùn)輸，也能夠進(jìn)行快速組裝。在打磨單元和承載單元一側(cè)都安裝有支撐板，設(shè)置著四個(gè)車(chē)輪，以此作為整體設(shè)備運(yùn)行的基礎(chǔ)。

4.3 打磨單元設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)中，要對(duì)打磨單元的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行分析，在結(jié)構(gòu)上要包括機(jī)架外框、打磨電機(jī)、打磨車(chē)輪、砂輪罩等裝置，將打磨機(jī)的運(yùn)行模式設(shè)置為滾輪模式，并且安裝在機(jī)架的外側(cè)位置，這樣可以方便進(jìn)行推行作業(yè)；將壓緊裝置安裝在打磨單元兩側(cè)，設(shè)置相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)手輪來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其位置的控制，如果壓緊裝置，就可以增加移動(dòng)過(guò)程中鋼軌的摩擦阻力，更好地進(jìn)行打磨作業(yè)；將仿形鎖定裝置安裝在外部機(jī)架和內(nèi)部偏轉(zhuǎn)架中間，將該裝置中的弧形板與外部機(jī)架相連，其中的鎖定螺釘與內(nèi)部偏轉(zhuǎn)機(jī)架相連，通過(guò)對(duì)螺釘運(yùn)行軌跡的觀測(cè)，獲得弧形板的外形尺寸，通過(guò)對(duì)尺寸的鎖定，可以對(duì)偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行控制，針對(duì)指定的角度進(jìn)行打磨。

4.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一，砂輪進(jìn)給量控制：做好砂輪給進(jìn)量的控制是提高打磨效率和打磨質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，可以將打磨壓力反饋控制模式應(yīng)用進(jìn)去，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)打磨作業(yè)之前，整理鋼軌焊接接頭平直數(shù)據(jù)，對(duì)相應(yīng)的打磨壓力參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)該系統(tǒng)控制砂輪機(jī)的給進(jìn)量，可以降低打磨過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，并且在數(shù)據(jù)可靠性方面也明顯提高，更有助于對(duì)整個(gè)打磨作業(yè)進(jìn)行控制。第二，工控機(jī)程序控制：在進(jìn)行鋼軌打磨之前，首先要對(duì)焊接接頭的平直狀況和作業(yè)空間進(jìn)行打磨壓力的設(shè)定，將各項(xiàng)工藝參數(shù)設(shè)定好之后開(kāi)始打磨作業(yè)。在整個(gè)打磨過(guò)程中，可以通過(guò)對(duì)砂輪位移、往復(fù)間距點(diǎn)等的顯示實(shí)現(xiàn)對(duì)打磨作業(yè)的調(diào)整，也可以對(duì)關(guān)鍵的打磨位置進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)置。

5 結(jié)語(yǔ)

高速鐵路鋼軌道岔焊接接頭打磨是當(dāng)前提高鐵路運(yùn)行平穩(wěn)性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，加強(qiáng)對(duì)焊接接頭打磨技術(shù)和設(shè)備的研究，對(duì)鐵路行業(yè)的更好發(fā)展具有重要意義。在實(shí)際工作中，相關(guān)人員要充分認(rèn)識(shí)到打磨技術(shù)和打磨設(shè)備的重要作用，針對(duì)性的采用打磨技術(shù)，做好打磨設(shè)備的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，為實(shí)現(xiàn)高速鐵路鋼軌焊接打磨技術(shù)的發(fā)展做出努力。

【參考文獻(xiàn)】

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