一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法

摘要

本发明涉及轨道交通技术领域，涉及一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法，其包括以下步骤：一、收集铁路钢轨波浪形磨耗地段线路信息，进行钢轨波浪形磨耗跟踪测试，获取钢轨波浪形磨耗数据；二、基于钢轨磨耗速率和钢轨表面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置钢轨选区强化参数；三、根据强化参数，通过钢轨表面选区淬火强化技术，对钢轨波浪形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大波浪形磨耗钢轨波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；四、待到波浪形磨耗钢轨波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在钢轨表面进行均匀选区强度处理。本发明能够较佳地控制钢轨波浪形磨耗的发展。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体地说，涉及一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法。

背景技术

在现有技术中，铁路钢轨波浪形磨耗主要通过打磨钢轨顶面来改善，钢轨打磨只能在短时间内改善钢轨波浪形磨耗情况，随着运营时间延长，钢轨波浪形磨耗将会重新发生发展；钢轨打磨通过削掉钢轨表面材料用于消除波浪形磨耗，降低钢轨服役寿命，且经济成本高。

发明内容

本发明的内容是提供一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法，其包括以下步骤：

一、收集铁路钢轨波浪形磨耗地段线路信息，进行钢轨波浪形磨耗跟踪测试，获取钢轨波浪形磨耗数据；

二、基于钢轨磨耗速率和钢轨表面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置钢轨选区强化参数；

三、根据强化参数，通过钢轨表面选区淬火强化技术，对钢轨波浪形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大波浪形磨耗钢轨波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；

四、待到波浪形磨耗钢轨波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在钢轨表面进行均匀选区强度处理。

作为优选，步骤一中，钢轨波浪形磨耗跟踪测试，获取钢轨波浪形磨耗数据的方法为：

1.1、定期测量钢轨廓形，通过与钢轨标准廓形对比，获取钢轨磨耗；

1.2、利用激光廓形测量仪或接触式廓形测量仪，每隔5°测量一次钢轨廓形获得钢轨磨耗量；

1.3、利用线性内插的方法得到整个线路区间范围内的钢轨磨耗量。

作为优选，强化参数包括强化斑尺寸、深度及间距。

作为优选，强化参数的设计方法如下：记钢轨表面上某点的磨耗量S；波谷与波峰之间的磨耗量之差为△S；强化斑深度为h；强化斑直径为D；强化区域的材料耐磨耗能力提高了m倍；强化斑深度h满足下式：

式中α是调整系数，与强化区域所在位置有关；

获取强化斑深度h后，按照下式计算强化斑直径：

D＝18h；

每一排中强化斑间距l按照下式确定：

式中S

作为优选，强化斑排与排之间的间距取为3倍强化斑直径。

作为优选，步骤四中，进行均匀强化处理时，强化斑深度取为0.8mm；直径取为14.4mm；每排内部，强化斑间距取为15mm；排与排之间的间距取为40mm。

本发明基于钢轨磨耗速率和钢轨表面淬火强化处理材料磨耗特性，对钢轨波浪形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大波浪形磨耗钢轨波峰与波谷位置磨耗相对速率比值，降低浪形钢轨波峰与波谷之间幅值，控制波浪形磨耗的发展。

本发明不改变钢轨强度，显著提升波磨钢轨波谷材料耐磨性能，大幅提升钢轨服役寿命，且成本较钢轨打磨大幅降低。

附图说明

图1为实施例1中一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法的流程图；

图2为实施例1中钢轨选区强化的示意图。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种铁路钢轨波浪形磨耗的控制方法，其包括以下步骤：

一、收集铁路钢轨波浪形磨耗地段线路信息，包括运营条件及现场资料，然后进行钢轨波浪形磨耗跟踪测试，获取钢轨波浪形磨耗数据；

二、基于钢轨磨耗速率和钢轨表面淬火强化处理材料磨耗特性，匹配设计波谷位置钢轨选区强化参数；

三、根据强化参数，通过钢轨表面选区淬火强化技术，对钢轨波浪形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大波浪形磨耗钢轨波峰与波谷位置磨耗相对速率比值；

四、待到波浪形磨耗钢轨波峰与波谷之间幅值减小到一定值，且波谷位置强化材料磨损消失，在钢轨表面进行均匀选区强度处理，以期提升钢轨表面耐磨性能。

步骤一中，钢轨波浪形磨耗跟踪测试，获取钢轨波浪形磨耗数据的方法为：

1.1、定期测量钢轨廓形，通过与钢轨标准廓形对比，获取钢轨磨耗；

1.2、利用激光廓形测量仪或接触式廓形测量仪，每隔5°测量一次钢轨廓形获得钢轨磨耗量；

1.3、利用线性内插的方法得到整个线路区间内的钢轨磨耗量。

强化参数包括强化斑尺寸、深度及间距。

强化参数的设计方法如下：记钢轨表面上某点的磨耗量S；波谷与波峰之间的磨耗量之差为△S；强化斑深度为h；强化斑直径为D；强化区域的材料耐磨耗能力提高了m倍；为使强化斑磨耗殆尽时，波峰和波谷之间的磨耗量之差△S降为0，强化斑深度h满足下式：

式中α是调整系数，与强化区域所在位置有关；当强化区域位于波谷时α最大，根据实际磨耗量和m的取值，可以在8-10之间选取；介于波峰与波谷之间时，根据现场强化效果在5-8之间选取；

强化斑直径通常和强化斑深度存在确定的关系，对于层流等离子强化而言，获取强化斑深度h后，按照下式计算强化斑直径：

D＝18h；

每一排中强化斑间距l按照下式确定：

式中S

强化斑排与排之间的间距取为3倍强化斑直径。如果耐磨耗性能提高不理想，间距可以适当减小，但不应使强化斑出现重叠和交叉。

步骤四中，进行均匀强化处理时，强化斑深度取为0.8mm；直径取为14.4mm；每排内部，强化斑间距取为15mm；排与排之间的间距取为40mm。

本实施例基于钢轨磨耗速率和钢轨表面淬火强化处理材料磨耗特性，对钢轨波浪形磨耗波谷位置进行选区强化处理，增大波浪形磨耗钢轨波峰与波谷位置磨耗相对速率比值，降低浪形钢轨波峰与波谷之间幅值，控制波浪形磨耗的发展。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。