高速铁路钢轨打磨技术理论及应用研究项目摘要

钢轨波磨是目前我国高速客运专线线路钢轨的主要病害，直接关系到高速铁路的运营安全。钢轨打磨技术是线路养护维修的重要手段，其在高速线路上的理论及其应用研究是当前亟需解决的课题。本项目拟在现场跟踪测试我国高速轮轨表面状态的基础上，建立高速车辆轨道耦合系统动力学模型和高速线路钢轨打磨列车动力学模型，研究高速轮轨磨耗与高速列车-轨道动力学性能之间的关系，提出适合我国高速线路的钢轨打磨策略，包括打磨型面、打磨限值、打磨周期、打磨速度等，并得到实验室和现场试验的验证，从而构建高速钢轨打磨技术理论，为制定我国高速钢轨打磨技术标准提供理论依据。本项目研究对确保我国高速铁路长期运营安全和效益具有重大的理论与实际意义。

钢轨波磨是目前我国高速客运专线线路钢轨的主要病害，直接关系到高速铁路的运营安全。钢轨打磨技术作为线路轨道养护维修的重要手段，其在高速钢轨的打磨理论及应用研究是当前亟需解决的课题。 项目针对我国高速铁路钢轨波磨这一主要病害和世界性难题，系统开展了高速钢轨打磨技术理论及应用研究。主要研究内容如下：（1）跟踪测试了高速钢轨波磨和车轮多边形磨耗的发展规律与形成机理；（2）分析了GMC-96B钢轨打磨列车的振动特性，开展了钢轨打磨列车动力学行为研究；（3）研究了高速铁路钢轨打磨型面设计及打磨模式，设计了波磨地段钢轨打磨廓形设计方案，构建了高速铁路钢轨打磨工艺参数及打磨模板；（4）研究了高速钢轨打磨过程中的界面行为，阐明了钢轨高速打磨机理及参数优化；（5）开展了高速线路钢轨打磨技术试验研究，验证了打磨对列车振动与噪声控制的有效性，为制定高速铁路钢轨打磨技术标准提供了重要的技术支撑。 项目研究建立了高速钢轨打磨列车动力学模型，设计了波磨地段高速钢轨打磨廓形，优化了高速铁路钢轨打磨工艺参数及打磨模式，阐明了钢轨高速打磨机理，揭示了钢轨打磨廓形的轮轨关系容差性能，构建并完善了我国高速铁路钢轨打磨技术理论体系。研究成果在沪蓉高铁渝利段、贵广客专、成绵乐客专、兰渝客专、成灌快铁等高速线路上开展了钢轨打磨试验及应用。研究成果为延长高速铁路钢轨使用寿命及保障高速列车运行安全提供了重要的理论保障和维护技术。 项目发表（含接收）论文28篇，其中SCI论文11篇、EI论文7篇；申请发明专利2项（授权1项）、授权实用新型专利1项，登记软件著作权1项；培养博士生2名、硕士生8名（优秀硕士论文2人），参加国际学术会议3人次、国内学术会议4人次；论文获第七届四川省博士专家论坛三等奖和四川省机械工程学会第二届学术年会优秀论文二等奖。项目第一主研王文健荣获第十三届四川省青年科技奖并入选四川省学术和技术带头人后备人选。 2100433B

高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统专利目的

《高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统》解决的技术问题是提供一种高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统。

高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统技术方案

《高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统》包括：上料辊道，用于输送代加工的工件；下料辊道，用于输送加工完的工件；定位工装台，分别配置在上述上料辊道以及上述下料辊道；打磨机器人，其设置有抓手，将工件由上述上料辊道的定位工装台抓起，经打磨后将工件放入上述下料辊道的定位工装台；打磨电主轴，设置在上述打磨机器人转动工件移动的范围内，其包括电主轴、金刚石磨头、刀柄、双工位气缸，上述电主轴的底部连接上述双工位气缸，并且其末端装配上述金刚石磨头以及上述刀柄；打磨机，设置在上述打磨机器人转动工件移动的范围内，其包括旋转轴、金刚石切割片、金刚石砂轮、浮动气缸、电机，上述旋转轴横向设置并由上述电机驱动，其一端装配上述金刚石切割片，另一端装配上述金刚石砂轮，上述旋转轴底部连接上述浮动气缸。 进一步地，上述上料辊道以及上述下料辊道处均设置有视觉识别机器人，上述视觉识别机器人能对工件照相以识别产品的类别和抓取点，并将工件放到定位工装台上进行精定位。

进一步地，上述定位工装台包括工作台、支架、定位块、导向板、关电对射开关，上述工作台由上述支架支撑，其表面固定有上述定位块，上述定位块固定设置上述导向板用以定位工件，上述定位块设置上述关电对射开关用以检测是否有工件。进一步地，上述定位工装台装配有三个触发开关。进一步地，上述打磨电主轴的底部设置有接料小车，其设置在上述金刚石磨头的正下方。进一步地，上述打磨机的金刚石砂轮以及金刚石切割片均装配设置有防护罩，上述打磨机设置有基座，上述浮动气缸、上述旋转轴以及上述电机均设置在上述基座上。 进一步地，上述打磨机器人的抓手设置有两个夹持手指，两个上述夹持手指的最外端面为定位面，两个上述夹持手指通过装配的气缸进行开合。进一步地，上述打磨机器人的抓手设置有三个夹持手指，并分别由夹持气缸驱动。

高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统改善效果

1、实现了对产品的自动识别和自动打磨，大大提高了产品的打磨质量，提高了产品的质量水平。

2、由于采用了封闭式车间自动上下料，可以实现封闭式的除尘，大大改善了打磨的环境和人员的安全性。

3、生产效率高，降低了产品成本，提高了产品的市场竞争力。

4、系统操作简单，通用性好，可以实现多种产品的快速切换。

《高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统》涉及高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统，主要应用在铁路设备的技术领域。

2020年7月17日，《高速铁路钢轨扣件铸件打磨生产系统》获得安徽省第七届专利奖优秀奖。 2100433B