淺談鋼軌預防性打磨技術及其優(yōu)化

李國瑞

摘要：在本文的分析過程中，對鋼軌預防性打磨技術進行了闡述，并指出打磨流程、切削量、比較基準是影響打磨質(zhì)量的主要因素。在此基礎上，提出了預防性打磨鋼軌輪廓的確定依據(jù)，打磨的流程，構建了切削量計算模型等優(yōu)化技術措施。

關鍵詞：鋼軌； 預防性打磨；打磨流程；鋼軌輪廓特征；方法優(yōu)化

中圖分類號： U213 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）05（a）-0000-00

0引言

預防性打磨是鋼軌維護中很常用的一種方式，技術人員通過對鋼軌進行預防性打磨，能夠在很大程度上降低軌頭表面的接觸疲勞傷損程度，把斷面磨合成比較合理的廓形，改善輪軌關系，減緩鋼軌的使用損傷。雖然鋼軌預防性打磨技術存在這些功能和優(yōu)點，但是在實際運用過程中，會出現(xiàn)一些影響打磨質(zhì)量的因素，本文對這些影響打磨質(zhì)量問題原因進行了分析，提出了打磨量化計算及打磨方法優(yōu)化解決方案。

1影響鋼軌預防性打磨質(zhì)量的因素

預防性打磨指的是在鋼軌即將出現(xiàn)缺陷或者出現(xiàn)缺陷之前，對鋼軌進行打磨，主要就是為了控制鋼軌側(cè)磨和側(cè)向輪軌作用力，緩解鋼軌的使用疲勞，對產(chǎn)生的波磨進行控制。從實際運用效果來看，預防性打磨能夠有效延長鋼軌的使用壽命，提高鋼軌的運行的安全性。不過從現(xiàn)階段來看，對鋼軌的打磨仍然是憑借傳統(tǒng)經(jīng)驗，科學的實驗研究不足，打磨質(zhì)量也不是很穩(wěn)定等情況。其中影響因素主要如下：

1.1 打磨流程的依據(jù)不夠

由于缺乏對打磨后鋼軌的科學質(zhì)量評價，這就使得預打磨技術在實際運用時，不能制定可量化的工藝技術流程標準，打磨的技術方案通常是在現(xiàn)場憑借技術工作人員的經(jīng)驗制定的。鋼軌損耗的準確參數(shù)、打磨斷面數(shù)據(jù)的分析，缺乏科學的現(xiàn)場管理。為了提高打磨鋼軌的質(zhì)量，作業(yè)技術人員經(jīng)常選擇隨車打磨作業(yè)的模式，這種模式可以增加打磨的變數(shù)，進而可以在一定程度上提高打磨質(zhì)量。不過總的來說，打磨流程基本上沒有相應的數(shù)據(jù)模擬，不夠科學，打磨質(zhì)量在不同的軌道線路上會出現(xiàn)較大差異，有的是打磨較淺，起不到一定的效果，有的打磨程度過深，損害了鋼軌的質(zhì)量，容易造成鋼軌使用時間的縮短。

1.2 切削量難確定

對于在同一區(qū)段的線路，其線路參數(shù)也是存在一定差異的。在設計線路平面和縱斷面時，平面由曲線和曲線自身相切的直線組成，縱斷面是由長度不同、陡緩各異的坡段組成。車輛的行駛速度受到曲線的直接影響，而機車牽引能力則受到坡度的影響。鋼軌在使用一段時間后，其不同的區(qū)段內(nèi)，受到的損失也是不一樣的，產(chǎn)生的損耗不同，在打磨時就需要設計不同的打磨技術方案。但是，在實際鋼軌預打磨過程中，鋼軌的表面變化情況相當復雜，損耗程度不均衡，打磨切削量的確定難度很大。這些因素存在，就會影響實際預打磨作業(yè)的質(zhì)量和效果。

1.3 沒有統(tǒng)一的比較基準

在預防性打磨作業(yè)過程中，通常是將標準鋼軌輪廓當作目標鋼軌的輪廓，也就是作為基準。在打磨之前要實時測量鋼軌，并將測量的數(shù)據(jù)結(jié)果同標準鋼軌輪廓進行比較，在參照基準的基礎上確定切削量。但是，能夠作為參照基準的位置比較多，軌頂面及其里側(cè)不同角度、鋼軌作用邊及上沿、鋼軌作用邊及下沿等，都會影響基準參照的準確度。比較常見的就是，用鋼軌的作用邊作為參照的基準，作用邊能夠最大限度的兼顧鋼軌的平縱面。還有一些打磨作業(yè)是以鋼軌頂面作為參照基準，具體該如何選擇參照基準，并沒有嚴格的參數(shù)標準，往往是憑借實際作業(yè)經(jīng)驗。

2 預打磨技術的進一步優(yōu)化

2.1 做好鋼軌輪廓特征分析

鋼軌預打磨要確定合適的切削量，而切削量的確定需要弄清出被打磨鋼軌的輪廓及其形態(tài)。在分析鋼軌輪廓特征時，需要注意如下幾個方面：第一，弄清楚現(xiàn)存的鋼軌輪廓的光帶分布情況。光帶是在鋼軌同火車車輪接觸時產(chǎn)生的，是反映輪軌接觸的最主要特征。技術人員要學會通過分析光帶的位置來判斷鋼軌的受力狀況如何，一般光帶位置偏移正常水平線較多的，肯定是鋼軌的局部受力不均衡造成的。通過對鋼軌進行預打磨作業(yè)，能夠有效改變輪軌的，從而起到調(diào)整改變鋼軌受力狀態(tài)的目的。第二，做好可能存在的鋼軌傷損情況分析。鋼軌損傷的形成需要一定的時間，一旦損傷形成后，進一步擴大和發(fā)展為比較嚴重的破損就會比較迅速，因此，進行預打磨，一定要找準鋼軌潛在的損傷面，將損傷消除。需要注意的就是，進行預防性行磨地段的鋼軌頂面有時候會有一定的波磨，并且會產(chǎn)生麻點或細微裂紋等一些早期的鋼軌輕微損害，這些損害，要在打磨作業(yè)正式開始之前，確定損害的深度，并做好趨勢分析，確保打磨作業(yè)的效果。

2.2 制定科學的打磨流程

在制定打磨流程時要先對打磨地段進行調(diào)查和測量，測量時要對不同的線路條件分別統(tǒng)計，測量樣本越多越好，具有代表性。樣本收集完成后，對廓形偏差進行分析，找出多個廓形的共性，以相對集中的廓形頂面分布的區(qū)域做包絡線。打磨流程制定過程主要步驟有：現(xiàn)場測量→輪廓統(tǒng)計確定外包絡線→切削量測算→確定打磨策略→試驗驗證→作業(yè)驗收。

2.3 準確測算切削量

切削數(shù)據(jù)的可靠性，直接關系著打磨方案是否科學可行。德鐵標準Ril824.8310 中規(guī)定鋼軌廓形的豎向基準點為軌頂面軌面最高處，橫向基準點為軌頂面以下14mm （中國國內(nèi)為16mm）處。在實際計算切削量前，要先對測量的廓形數(shù)據(jù)進行偏差分析，找出多個廓形的共性，以相對集中的廓形頂面分布的區(qū)域做包絡線，以鋼軌作用邊為第一比較基準，再使標準鋼軌輪廓軌頂中心位置與包絡線軌頂重合，計算切削量。

3 方法驗證實例

3.1項目實例

2016年6月4日開始，昆明鐵路局工務機械段利用鋼軌打磨列車首次對滬昆高鐵云南段部分重點線路進行鋼軌預打磨試驗作業(yè)，取得了一定的實效。

3.2預打磨作業(yè)流程

整體預打磨作業(yè)流程如下：（1）打磨前初始測量，確定比較基準；（2）實測軌廓與目標廓形進行比對；（3）制定打磨策略；（4）確定并驗證打磨切削量，正式打磨前進行打磨試驗，用測量儀測量切削量，掌握鋼軌表面病害的深度；（5）打磨驗收。作業(yè)結(jié)束后，靜態(tài)驗收基本達到目標廓形，尤其是動態(tài)檢測垂向加速度改善明顯。在前期滬昆高鐵云南段線路精調(diào)施工的基礎上，昆明工務機械段現(xiàn)場施工人員經(jīng)過精心組織，通力配合，嚴格遵循上述預打磨作業(yè)流程，成功利用96頭鋼軌打磨列車和道岔打磨列車對第一階段曲靖北至嵩明區(qū)段共計92公里重點地段線路進行鋼軌肥邊預防性打磨施工。為第二階段順利完成昆明南至富源北區(qū)段270公里重點地段線路和37組高速道岔預打磨施工奠定了堅實基礎。

3.3實際效果分析

此次鋼軌預打磨施工自滬昆高鐵云南段完成全線鋪軌施工以來尚屬首次。經(jīng)過預防性打磨的鋼軌和道岔，在延長鋼軌和道岔的使用壽命3至5年的同時還可以有效改善高速列車和線路之間的輪軌關系，提高旅客乘坐的平穩(wěn)舒適度。對于提升滬昆高鐵云南段線路設備質(zhì)量，確保按期開通運營具有重要意義。

4 結(jié)論及建議

進行預防性打磨，計算切削量時基準的選擇非常關鍵，測量基準作為計算切削量的基準可行，在打磨前對鋼軌進行測量時，測量的數(shù)據(jù)要有代表性，盡量避開焊縫。同時本文通過實例，論證了鋼軌預打磨的技術優(yōu)點以及帶來的實際價值意義，為石家莊地鐵鋼軌預打磨工作的開展提供了實例經(jīng)驗。

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