钢轨焊接接头外形精整设备应用研究

摘要

随着铁路行业的不断发展，高速铁路运营里程及高铁网络的覆盖范围正在以惊人的速度增长，重载铁路、普通客运铁路的规模也在逐步扩大。铁路在快速发展同时也面临着严峻的挑战，列车的提速要求钢轨具备更优良的平直度，而钢轨焊后打磨作为保证钢轨平顺性的重要环节，其相关的打磨技术及设备性能也应满足的更高的标准要求。 目前国内已经逐渐出现一些自主研发的自动化程度较高的打磨设备，但是技术不够成熟，未能在现场精整作业中得到推广使用。因此现场钢轨焊接接头精整通常采用手动作业，自动化程度不高，很大程度上依赖于作业人员的经验和熟练程度，导致了施工精磨质量不稳定，而且作业效率不高等问题，难以应对更高的标准要求及日渐庞大的工作量。因此，研发一套质量稳定、效率和自动化程度较高的钢轨焊接接头现场精整设备，是目前急需解决的技术难题。 本文以移动式半自动钢轨焊接接头精磨机作为研究基础，分析其存在的缺陷和不足，根据现场精整作业的复杂环境及特殊条件，参与了设备的结构性能优化升级和功能扩充工作。在不断完善精磨机的往复运动控制等打磨性能的基础上，升级优化了以涡流传感器为基础的全自动、高性能的平直度测量系统，以手持接触式测温仪为基础的钢轨温度检测装置；以及通过无线网络进行数据传输的数据采集管理系统的精整设备。针对设备在现场上下线和施工地点之间的搬运问题，为其配备了轨磨小车和集装箱作为辅助装置，形成了一套多功能的集装箱式钢轨焊接接头现场精整设备。 集装箱式钢轨焊接接头现场精整设备在铁路局既有线上完成了现场试用。结果表明：优化升级后的设备具有较好的现场适用性，能应对现场复杂的施工条件和一系列的突发情况；平直度和轨温检测装置的测量结果准确、稳定、方便；精整后的焊头具有优良的平直度，满足TB/T1632.1《钢轨焊接》标准要求；轨磨小车、集装箱等设计大幅度地提高了作业效率，能在的天窗时间内完成既定的精整作业任务。

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摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 主要内容及研究方法

1.3.1 无缝线路

1.3.2 钢轨焊接技术

1.4 钢轨焊接接头打磨技术

1.4.1 粗磨

1.4.2 仿形磨

1.4.3 外形精整

1.5 平直度测量技术

1.5.1 测量规范

1.5.2 温度因素的影响

1.5.3 测量方法

1.6.1 国外精磨设备

1.6.2 国内精磨设备

第2章 移动式精整设备优化方案

2.1 移动式半自动精磨机

2.1.1 结构和组成

2.1.2 功能和原理

2.1.3 应用情况分析

2.2 精整设备优化方案

2.2.1 钢轨焊接接头精磨机优化

2.2.2 测量方法优化

2.2.3 数据采集管理系统建立

2.3.1 现有精整作业方式

2.3.2 现场精整作业新模式

2.4 本章小结

第3章 移动式精整设备优化及调试

3.1 钢轨焊接接头精磨机

3.2 平直度测量方法

3.2.1 数显尺测量技术

3.2.2 激光传感器测量技术

3.2.3 涡流传感器测量技术

3.2.4 涡流传感器优化改进

3.3.1 接触式测温仪

3.3.2 红外测温仪

3.3.3 测温仪器的选择

3.4.1 主要界面

3.4.2 使用方法

3.5 轨磨小车

3.5.1 设备组成

3.5.2 主要功能

3.6 集装箱

3.6.1 设备组成

3.6.2 主要功能

3.7 本章小结

第4章 集装箱式精整设备现场试用

4.1.1 试验条件

4.1.2 施工任务

4.1.3 试验内容及目的

4.2 现场适应性考核

4.2.1 现场作业流程

4.2.2 适应性分析

4.3.1 异常接头排除

4.3.2 精整前后表面质量

4.3.3 精整前后平直度

4.4.1 总体作业效率

4.4.2 焊头精磨效率

4.5 优化改进措施

4.6 本章小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果