钢轨廓形修正的打磨方式

控制钢轨的波浪磨耗


当波浪磨耗在初期阶段 ，采用经常和较轻的钢 轨打磨方式修理钢轨廓 形、 如果波浪磨耗的波谷深 度太深，则很难将波浪 磨耗去除
对于脱轨风险的控制

脱轨风险可以通过最大接触角的增加而得到降低 通过钢轨廓形的打磨，可以提高钢轨与磨耗车轮 之间的最大接触角
8
Maximum Contact Angle (%)
7
6
5
4 Designed profile Worn profile (JK124) Worn profile (UIC54)
Rail
降低能源消耗
5
Total Resistance (kN)
4 3 2 1 0 Inconformal rail profile
半径为300 m的曲线, 30吨轴重
Conformal rail profile
3
80 870 m 440 m 300 m 180 m
)
60
40
20 4 8 12
R2-R1 (mm)
钢轨廓形对于横向力的影响

贴合性钢轨廓形使轮轨横向力减小
3
)
100
3
80
Lateral Force (Nx10
80
Average Lateral Force (Nx10
2-Point Contact Conformal Contact
60
)
60
40
40
20
870 m 440 m 300 m 180 m
4 8 12
20
0
0
Dry
HR Lubed
HR/LR Lubed
R2-R1 (mm)
Rail Condition
控制钢轨磨耗

Ty

Total W/R Resistance (Nx10
钢轨磨耗取决于 轮轨蠕滑 γx, γy 和轮轨蠕滑 力(切向力) Tx, 当轮轨贴合性改 善后，轮轨蠕滑 和蠕滑力均被减 小
钢轨打磨讲座（三）
钢轨廓形修正的打磨方式


修正钢轨廓形的效益 修正钢轨廓形的类型 – 控制横向力 – 控制钢轨侧磨 – 控制钢轨的滚动接触疲劳 – 控制钢轨的波浪磨耗 – 控制脱轨 – 控制车辆的蛇行运动 矫正性打磨、预防性打磨和保护性打磨 与廓形修正打磨有关的几个问题
廓形修正的钢轨打磨
打 磨 量
磨损、疲劳与钢轨打磨
Preventive Grinding Cor效益 – 去除表面缺陷和裂纹 – 去除表层塑性流动 – 去除焊点周围马氏体和修理 – 减小车辆-轨道系统的振动，波浪磨耗与噪声 – 保持钢轨的最佳廓面形状 – 延长钢轨使用寿命 – 减小轮轨横向力 – 减小道床和扣件的损伤 – 减小脱轨风险 – 减小能源消耗 将打磨量减少到最小是延长钢轨寿命的关键之一
矫正形打磨和预防性打磨(3)
Accumulative Traffic (MGT)
10 20 30
Depth from New Rail Surface (mm)
1
Preventive Grinding
2
Corrective Grinding
3
4
自然磨损和人为磨耗（打磨）
时间 自然磨损量
钢 轨 表 面 磨 耗
0 Profile 1 Profile 2 Profile 3 Ungound
Rail
对于钢轨滚动接触疲劳的控制


上股道钢轨廓形应与车轮廓形形成贴合性接 触 – 将轮轨接触应力降低至安定曲线塑形极限 以下 – 减小轮轨蠕滑 – 降低轮轨摩擦系数至0.3以下，以切向蠕滑 力 避免轨距角与轮缘的频繁接触
轮轨磨耗指数 Tx x Ty y
n
12
3
)
8
870 m 440 m 300 m 180 m
4
0 4 8 12
R2-R1 (mm)
剪切能
剪切能（Tg） = 切向力 x 蠕滑力 Tg >175 N 磨损为主 65 N < Tg <175 N 磨损与疲劳破坏同时存在 15 N < Tg <65 N RCF为主
15 10
Damage Index
5 RCF 0 0 -5 100 200 Wear 300 RCF + Wear Tγ
-10
-15 Wear Index (Nm /m )
钢轨廓形对上股道侧磨的影响
0.15 at -9.5 mm at -16 mm
Wear Rate (mm/MGT)
0.1
0.05
Conditions
矫正形达磨和预防性打磨 (1)
矫正性打磨和预防性打磨(2)
类型 打磨遍数 打磨间隔 矫正形打磨 多次往返打磨 较长 预防性打磨 一遍性打磨 较短
金属磨削量
目标
多
少
修整钢轨廓形
去除严重钢轨瑕疵和 去除疲劳破坏的初始 深度塑性流动 裂纹和浅层塑性流动 去除深度波浪磨耗 去除早期的波浪磨耗



廓形修正打磨是控制或保持轨头的断面形状 与传统打磨方式一样，去除钢轨表面瑕疵 去除轨头的塑性变形 通过打磨形成的钢轨廓面形状与新钢轨是不同的 最理想的打磨方式是一遍性打磨 廓形修正打磨是在1980年后打磨车打磨模式可以自 动控制之后才可以实现的。
对于通过弯道时的轮轨力的控制


目标 – 通过维持较高的转向力矩改善转向架的弯道通过 特性 – 减小轮轨表面切向力 – 减小轮轨接触应力 轮轨接触
R1 RRD1 R2 RRD2
RRD3 R3
钢轨廓形对于转向力矩的影响
贴合性钢轨廓形使两轮之间的轨道半径差(R2-R3)增 加，使上股道上的滚动半径差(R2-R1)减小，致使

Steering Torque (Nmx10
改善转向特性 减小纵向蠕滑力 减小轨顶磨耗 减少凹形踏面的车 轮数量