面向鋼軌打磨的砂帶磨削過程建模與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鋼軌打磨作為鐵路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的一種重要手段，用于對鋼軌表面產(chǎn)生的磨耗與損傷進(jìn)行打磨修復(fù)。由于打磨工藝機(jī)理的缺乏以及砂輪自身的因素，作業(yè)過程中難以提高鋼軌打磨的效率，甚至?xí)l(fā)生損傷鋼軌等一些安全隱患問題，同時軌道交通的快速發(fā)展也使得這一問題越來越突出。為此，本文提出將砂帶作為磨削工具應(yīng)用于鋼軌打磨中，建立了鋼軌打磨量與打磨工藝參數(shù)之間的理論模型，探討了砂帶式鋼軌打磨中打磨工藝參數(shù)和磨粒特征對打磨量和磨削效率的影響規(guī)律，為鋼軌打磨作業(yè)及打磨裝備

2、的研發(fā)提供理論支撐。
　　基于打磨過程中砂帶磨粒與鋼軌的作用機(jī)理，建立了單顆磨粒切削鋼軌的理論模型，并對磨粒的切削過程進(jìn)行了有限元仿真，為建立鋼軌打磨量模型提供了基礎(chǔ)條件;研究了砂帶不同磨損形式產(chǎn)生的原因，為后續(xù)分析砂帶磨損過程對砂帶磨削效率的影響提供了理論基礎(chǔ);基于砂帶磨削的基本形式，結(jié)合鋼軌打磨作業(yè)需求，提出了砂帶式鋼軌打磨的基本方案。
　　建立了鋼軌打磨砂帶表面形貌模型，為后續(xù)研究鋼軌砂帶打磨的材料去除過程建立了基礎(chǔ)。

3、首先將磨粒的分布問題通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)行表示，通過磨粒的排布規(guī)則及空間內(nèi)隨機(jī)的振動算法獲得磨粒在空間上的隨機(jī)分布。然后編制計算機(jī)仿真程序，以所有生成的磨粒之間不產(chǎn)生干涉為準(zhǔn)則，隨機(jī)調(diào)整磨粒的位置和大小最終生成砂帶的表面形貌。通過對實(shí)際砂帶表面形貌的測量，以磨粒突出高度分布規(guī)律為指標(biāo)，驗(yàn)證了上述建模方法的有效性。
　　基于磨?？臻g內(nèi)隨機(jī)分布的砂帶表面形貌模型，統(tǒng)計磨粒突出高度的分布規(guī)律，用于建立鋼軌打磨量模型。利用概率論和彈性力學(xué)理論，

4、假設(shè)接觸輪與鋼軌之間的接觸符合赫茲接觸理論，基于砂帶表面磨粒對鋼軌的切削過程，最終建立了鋼軌打磨量模型。在此基礎(chǔ)上，分析了打磨工藝參數(shù)對鋼軌打磨量的變化規(guī)律。利用鋼軌砂帶打磨的材料去除實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了鋼軌打磨量模型的可靠性，為實(shí)現(xiàn)砂帶式鋼軌打磨工藝參數(shù)的科學(xué)調(diào)控提供了理論基礎(chǔ)。
　　通過砂帶式鋼軌打磨試驗(yàn)臺，開展了面向鋼軌打磨的砂帶磨削性能實(shí)驗(yàn)。對鋼軌打磨砂帶的磨削比進(jìn)行了測試，結(jié)果表明陶瓷磨料粗粒度的砂帶可作為主要磨削工具應(yīng)用于鋼軌