钢轨打磨技术ppt课件
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钢轨打磨技术
23.05.2020
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• 主要内容 • 1.钢轨打磨分类 • 2.钢轨预打磨的作用 • 3.钢轨预打磨参数 • 4.钢轨预打磨程序 • 5.高速铁路钢轨的打磨l • 附件：客运专线钢轨预打磨规范（草案）
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1.钢轨打磨分类
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• 图1 西环线直线区段轮轨接触光带(2007年4月开通，2008年1月测量)
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图2 西环线曲线区段（R2000m）轮轨接触光带 (2007年4月开通，2008年1月测量)
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图3 西环线直线区段钢轨廓面 （未打磨，2007年4月开通，2008年1 月测量）
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• 无论是基地闪光焊接头还是现场焊接头， 焊接接头的平直度会超出标准规定的要求。
• 当焊接接头轨顶面平直度大于0.5mm/m时， 应先采用仿形打磨车对焊接接头进行局部 打磨，而后采用大机打磨，使焊接接头和 钢轨母材平直度基本趋于一致，达到标准 规定的小于0.2mm/m，以提高轨道的平顺 性。
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进行 焊接接头仿形打磨时，不应将焊头1m 范围的平直度低于轨道钢轨的其他部位； 即不能只一味追求焊接接头1m范围达到标 准要求，而是应该将焊接接头放在整个轨 道中来考虑问题，以免形成1m范围的低接 头。
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• 3) 钢轨预打磨遍数
• 为了形成预打磨廓面以及保证打磨后轨面 的粗糙度，对48磨头的打磨车，通常需要4 遍左右，对96磨头的需要2遍左右。
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• 4) 预打磨轨面粗糙度
• 法国高速铁路规定，钢轨打磨后的粗糙度 要求小于5μm, 英国要求小于7μm,，而我国 铁路参照欧洲标准规定为小于10μm。
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图10 铺设在直线上的热处理钢轨由于轮轨长期难以磨合， 在轨距角部位形成疲劳裂纹
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图11 K36+700准高速上行线上股U71Mn钢轨廓面 （2004年8月更换，2006年12月测量，表面光洁，轮轨已磨合，无RCF）
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• 而当钢轨较硬、轮重较小，又未能及时进 行大机打磨时，轮轨接触长期在轨距侧， 会导致在该部位形成滚动接触疲劳伤损 （RCF），见图5～图10所示。轮轨磨合后 的廓面情况如图11和图6-12所示。
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图5广深准高速铁路下行线 k14+600曲线上股轨面裂纹（PD3钢轨）
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图12 秦沈线k59+250上行左股进口轨 （检测时间2006.10，轮轨已磨合）
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• 因此，钢轨预打磨形面应按图13进行设计。
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钢轨光带居中,宽度35mm
钢轨光带居中,宽度25mm
图13 -1钢轨预打磨廓面(1) 图13-2钢轨预打磨廓面(2)
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3.钢轨预打磨参数
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1) 钢轨预打磨廓面的设计
• 由于我国铁路轨底坡明显偏小（1：40）， 新钢轨铺设上道与车轮未磨合时，直线钢 轨车轮走形光带在距离轨距侧10～30mm 范围内（轨面R80起点至R300约5mm）， 曲线钢轨上股光带则更趋近轨距角，如图1 和图2所示。钢轨上道后未磨合时相应的廓 面如图3所示。
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图6 既有线插入钢轨的光带
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图7 既有线钢轨在轨距角处接触产生鱼鳞裂纹
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图8 既有线钢轨在轨距角部位产生剥离掉块
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图9 浙赣线鹰潭工务段朱家坎铺设的进口奥钢联热处理钢轨 使用约4亿吨后在轨顶面R80部位出现严重的滚动接触疲劳伤损而下道
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• 钢轨修理性打磨：打磨速度低，反复进 行，基本去除钢轨表面伤损或波磨，不 能去除深度裂纹。
• 钢轨预防性的渐进打磨：从修理性打磨 渐进过渡到预防性打磨。
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钢轨打磨的分类
• 钢轨预打磨： 开通运行前对新钢轨的打磨；
• 钢轨预防性打磨： • 一次快速打磨，完全去除包含微裂纹的薄
层，同时，形成或保持理想的轮廓。
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2. 钢轨预打磨的作用
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钢轨预打磨的作用：
• 1）形成适合轮轨接触的轨头形面； • 2）去除钢轨表面脱碳层； • 3） 去除因施工造成的轨面伤损； • 4） 提高轨道平顺性，与焊接接头轨面浑
然一体； • 5） 预打磨后车轮走行光带必须居中。
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Байду номын сангаас
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• 当钢轨较软、列车轮重较大时，随着车轮 的不断滚动碾压钢轨轨面被磨损，光带逐 渐变宽至整个轨面，轮轨通过自然磨损而 磨合，逐渐形成共形接触，见图4。
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图4 U71Mn钢轨磨合后的轨面状态 （成渝线铺设的U71Mn钢轨运行1年半后的光带）
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• 因此，为了减少因表面脱碳引起硬度降低 等因素对钢轨使用性能造成的影响，钢轨 应进行预打磨。为了去除钢轨轨面的脱碳 层，钢轨预打磨的深度在非工作边处应大 于0.2mm，轮轨主要接触部位应大于 0.3mm。
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• 轨道施工中，有时工程车运行会造成轨面 碾压、擦伤，需要在正式运行前通过钢轨 的预打磨去除这些缺陷。
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• 2) 钢轨预打磨深度
• 目前客运专线钢轨的脱碳层深度多数小于 0.3mm，个别为0.3～0.5mm，其中全脱碳 的深度约为0.1～0.2mm，见图14 。
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图14-1踏面脱碳层深度0.4mm 全脱碳层深度约0.2mm
图14-2轨角脱碳层深度0.4mm 全脱碳层深度约0.2mm
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• 主要内容 • 1.钢轨打磨分类 • 2.钢轨预打磨的作用 • 3.钢轨预打磨参数 • 4.钢轨预打磨程序 • 5.高速铁路钢轨的打磨l • 附件：客运专线钢轨预打磨规范（草案）
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1.钢轨打磨分类
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• 图1 西环线直线区段轮轨接触光带(2007年4月开通，2008年1月测量)
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图2 西环线曲线区段（R2000m）轮轨接触光带 (2007年4月开通，2008年1月测量)
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图3 西环线直线区段钢轨廓面 （未打磨，2007年4月开通，2008年1 月测量）
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• 无论是基地闪光焊接头还是现场焊接头， 焊接接头的平直度会超出标准规定的要求。
• 当焊接接头轨顶面平直度大于0.5mm/m时， 应先采用仿形打磨车对焊接接头进行局部 打磨，而后采用大机打磨，使焊接接头和 钢轨母材平直度基本趋于一致，达到标准 规定的小于0.2mm/m，以提高轨道的平顺 性。
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进行 焊接接头仿形打磨时，不应将焊头1m 范围的平直度低于轨道钢轨的其他部位； 即不能只一味追求焊接接头1m范围达到标 准要求，而是应该将焊接接头放在整个轨 道中来考虑问题，以免形成1m范围的低接 头。
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• 3) 钢轨预打磨遍数
• 为了形成预打磨廓面以及保证打磨后轨面 的粗糙度，对48磨头的打磨车，通常需要4 遍左右，对96磨头的需要2遍左右。
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• 4) 预打磨轨面粗糙度
• 法国高速铁路规定，钢轨打磨后的粗糙度 要求小于5μm, 英国要求小于7μm,，而我国 铁路参照欧洲标准规定为小于10μm。
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图10 铺设在直线上的热处理钢轨由于轮轨长期难以磨合， 在轨距角部位形成疲劳裂纹
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图11 K36+700准高速上行线上股U71Mn钢轨廓面 （2004年8月更换，2006年12月测量，表面光洁，轮轨已磨合，无RCF）
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• 而当钢轨较硬、轮重较小，又未能及时进 行大机打磨时，轮轨接触长期在轨距侧， 会导致在该部位形成滚动接触疲劳伤损 （RCF），见图5～图10所示。轮轨磨合后 的廓面情况如图11和图6-12所示。
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图5广深准高速铁路下行线 k14+600曲线上股轨面裂纹（PD3钢轨）
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图12 秦沈线k59+250上行左股进口轨 （检测时间2006.10，轮轨已磨合）
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• 因此，钢轨预打磨形面应按图13进行设计。
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钢轨光带居中,宽度35mm
钢轨光带居中,宽度25mm
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3.钢轨预打磨参数
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1) 钢轨预打磨廓面的设计
• 由于我国铁路轨底坡明显偏小（1：40）， 新钢轨铺设上道与车轮未磨合时，直线钢 轨车轮走形光带在距离轨距侧10～30mm 范围内（轨面R80起点至R300约5mm）， 曲线钢轨上股光带则更趋近轨距角，如图1 和图2所示。钢轨上道后未磨合时相应的廓 面如图3所示。
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图6 既有线插入钢轨的光带
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图7 既有线钢轨在轨距角处接触产生鱼鳞裂纹
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图8 既有线钢轨在轨距角部位产生剥离掉块
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图9 浙赣线鹰潭工务段朱家坎铺设的进口奥钢联热处理钢轨 使用约4亿吨后在轨顶面R80部位出现严重的滚动接触疲劳伤损而下道
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• 钢轨修理性打磨：打磨速度低，反复进 行，基本去除钢轨表面伤损或波磨，不 能去除深度裂纹。
• 钢轨预防性的渐进打磨：从修理性打磨 渐进过渡到预防性打磨。
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钢轨打磨的分类
• 钢轨预打磨： 开通运行前对新钢轨的打磨；
• 钢轨预防性打磨： • 一次快速打磨，完全去除包含微裂纹的薄
层，同时，形成或保持理想的轮廓。
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2. 钢轨预打磨的作用
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钢轨预打磨的作用：
• 1）形成适合轮轨接触的轨头形面； • 2）去除钢轨表面脱碳层； • 3） 去除因施工造成的轨面伤损； • 4） 提高轨道平顺性，与焊接接头轨面浑
然一体； • 5） 预打磨后车轮走行光带必须居中。
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Байду номын сангаас
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• 当钢轨较软、列车轮重较大时，随着车轮 的不断滚动碾压钢轨轨面被磨损，光带逐 渐变宽至整个轨面，轮轨通过自然磨损而 磨合，逐渐形成共形接触，见图4。
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图4 U71Mn钢轨磨合后的轨面状态 （成渝线铺设的U71Mn钢轨运行1年半后的光带）
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• 因此，为了减少因表面脱碳引起硬度降低 等因素对钢轨使用性能造成的影响，钢轨 应进行预打磨。为了去除钢轨轨面的脱碳 层，钢轨预打磨的深度在非工作边处应大 于0.2mm，轮轨主要接触部位应大于 0.3mm。
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• 轨道施工中，有时工程车运行会造成轨面 碾压、擦伤，需要在正式运行前通过钢轨 的预打磨去除这些缺陷。
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• 2) 钢轨预打磨深度
• 目前客运专线钢轨的脱碳层深度多数小于 0.3mm，个别为0.3～0.5mm，其中全脱碳 的深度约为0.1～0.2mm，见图14 。
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图14-1踏面脱碳层深度0.4mm 全脱碳层深度约0.2mm
图14-2轨角脱碳层深度0.4mm 全脱碳层深度约0.2mm