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        淺談鋼軌打磨車在地鐵軌道養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

        2022-03-29 21:49:29張明宏
        機(jī)電信息 2022年5期
        關(guān)鍵詞:波磨

        摘要:地鐵新線運(yùn)營(yíng)之前都要對(duì)鋼軌進(jìn)行打磨,即預(yù)防性打磨,其目的是去除鋼軌軋制的斑痕、脫碳層、鋼軌對(duì)接處的焊點(diǎn)并提高鋼軌的表面粗糙度,最終目的是消除鋼軌表面不良痕跡,防止這些缺陷進(jìn)一步發(fā)展,延長(zhǎng)鋼軌使用壽命。此外,鋼軌打磨還包括保養(yǎng)性打磨和修復(fù)性打磨?,F(xiàn)對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)階段鋼軌打磨車的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析和探討。

        關(guān)鍵詞:鋼軌病害;波磨;預(yù)防性打磨;保養(yǎng)性打磨;修復(fù)性打磨

        中圖分類號(hào):U216.65? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? 文章編號(hào):1671-0797(2022)05-0065-03

        DOI:10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.05.018

        1? ? 地鐵中鋼軌常見的病害情況分析

        在地鐵新線開通運(yùn)營(yíng)之前,新鋼軌鋪設(shè)上道與車輪未磨合時(shí),直線鋼軌車輪走行光帶在鋼軌內(nèi)側(cè)10~30 mm范圍內(nèi),圓曲線[1]鋼軌上股光帶則更趨近軌距角。當(dāng)鋼軌較軟、列車輪重較大時(shí),隨著車輪的不斷滾動(dòng)碾壓,鋼軌軌面發(fā)生磨損,光帶逐漸變寬至整個(gè)軌面,輪軌通過(guò)自然磨損而磨合,逐漸形成共形接觸,如圖1所示。

        而當(dāng)鋼軌較硬、輪重較小又未能及時(shí)進(jìn)行打磨時(shí),輪軌接觸長(zhǎng)期在軌距側(cè),會(huì)導(dǎo)致該部位形成滾動(dòng)接觸疲勞傷損(RCF),容易在軌距角部位產(chǎn)生裂紋或剝離掉塊,如圖2、圖3所示。

        在極其復(fù)雜的工作條件下,鋼軌不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種損傷,有在冶煉過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷,也有在運(yùn)輸、建設(shè)及使用過(guò)程中出現(xiàn)的損傷。常見的損傷如下:(1)鋼軌磨耗,包括垂直磨耗、側(cè)面磨耗、波浪形磨耗(簡(jiǎn)稱波磨);(2)接觸疲勞傷損,包括軌頭裂紋、隱傷、剝離;(3)肥邊以及鋼軌擦傷等。部分鋼軌損傷如圖4、圖5所示。

        綜上所述,按照效益最大化原則,應(yīng)該及時(shí)對(duì)鋼軌進(jìn)行預(yù)防性打磨[2],使鋼軌形成適合輪軌接觸的軌頭形面,去除鋼軌表面脫碳層和施工造成的軌面?zhèn)麚p,使車輪走行光帶居中,提高軌道的平順性。

        2? ? 鋼軌打磨車的作用

        2.1? ? GMC16A型鋼軌打磨列車功能

        鋼軌打磨列車可以修正軌道波浪狀磨損、輪軌擦傷,糾正內(nèi)外軌傾斜變形,修整輪軌接觸面上各種由于車輛在鋼軌上行駛而產(chǎn)生的鋼軌缺陷,進(jìn)行線路鋼軌的預(yù)防性維修。GMC16A型鋼軌打磨列車主要用于消除鋼軌的表面磨損、變形和其他缺陷,滿足鋼軌下列保養(yǎng)及修復(fù)要求:

        (1)新軌預(yù)防性打磨。

        (2)周期預(yù)防性打磨。

        (3)保養(yǎng)性維修:對(duì)波磨、短波磨耗、長(zhǎng)波磨耗、傷損焊接接頭等鋼軌表面磨損進(jìn)行周期性保養(yǎng)。

        (4)修復(fù)性維修:對(duì)飛邊、走行面不平順、斑點(diǎn)和砂眼、表面磨損、變形等鋼軌表面缺陷等進(jìn)行修復(fù)。

        2.2? ? GMC16A型鋼軌打磨列車組成

        如圖6所示,GMC16A型鋼軌打磨列車由A1、A2車組成,A1車、A2車基本呈中心對(duì)稱結(jié)構(gòu),其中A1車安裝有檢測(cè)裝置,A2車相應(yīng)位置安裝工具箱。

        A1車上部從司機(jī)室端到連接桿端依次為司機(jī)室、水箱、噴淋沖洗水泵電機(jī)組、空氣凈化裝置、集塵裝置、風(fēng)源裝置、燃油箱、電氣柜、液壓油箱、發(fā)電機(jī)、變頻變壓裝置、分動(dòng)箱、柴油機(jī)及進(jìn)排氣部分、冷卻裝置。

        A2車從司機(jī)室端到連接桿端與A1車從司機(jī)室端到連接桿端幾乎完全一樣,區(qū)別在于A1車車下安裝有檢測(cè)小車,A1車司機(jī)室內(nèi)有檢測(cè)裝置顯示屏和檢測(cè)裝置控制柜,而A2車未安裝。A2車在檢測(cè)小車安裝位置安裝有工具箱。

        2.3? ? GMC16A型鋼軌打磨列車砂輪

        打磨車的普通打磨單元和特殊打磨單元使用的打磨電機(jī)和打磨砂輪型號(hào)不同,這是因?yàn)榈啦泶蚰ミ^(guò)程中,要求非岔心側(cè)全部打磨,因此打磨砂輪要深入到基本軌和護(hù)軌之間,進(jìn)而使砂輪的厚度受到限制。而為了提高使用效率,使砂輪的線速度相應(yīng)提高,薄砂輪采用260 mm直徑。砂輪規(guī)格如表1所示。

        使用上述兩種規(guī)格的砂輪進(jìn)行正線打磨,由于走行輪輪緣[4]與鋼軌有9~24 mm的橫移量,因此?準(zhǔn)180的砂輪在-20°角度打磨時(shí),砂輪與軌面基本只有線接觸,極易打壞鋼軌、崩裂砂輪。若增大砂輪直徑,在半徑小于300 mm打磨作業(yè)時(shí),打磨砂輪與鋼軌內(nèi)側(cè)距離不等,內(nèi)側(cè)股砂輪向鋼軌內(nèi)側(cè)遠(yuǎn)離,外側(cè)股砂輪與護(hù)軌接近,會(huì)撞上鋼軌。因此,打磨小車采用平移機(jī)構(gòu),布置在兩個(gè)搖籃框的中間,使兩個(gè)搖籃框呈現(xiàn)“八”字型,弦長(zhǎng)減半,小車走行輪與曲線行程的弓高相應(yīng)減小。

        2.4? ? 打磨作業(yè)系統(tǒng)操作

        2.4.1? ? 打磨作業(yè)準(zhǔn)備工序

        (1)打磨車進(jìn)入封鎖區(qū)間,必須停在直線地段(不包括道岔、道口、橋梁、隧道),制動(dòng)壓力不小于3 kPa,制動(dòng)顯示燈亮;

        (2)在打磨作業(yè)控制系統(tǒng)觸摸屏主界面觀察發(fā)電機(jī)參數(shù)是否正常;

        (3)確認(rèn)“作業(yè)油壓145 bar” “作業(yè)風(fēng)壓7.5 bar” “最小背壓6.5 bar” “小車供電QLIM3” “升降液壓閥開啟”指示燈點(diǎn)亮;

        (4)工況選擇開關(guān)扳到“作業(yè)位”;

        (5)啟動(dòng)油壓按鈕,按小車自復(fù)位按鈕,進(jìn)行小車復(fù)位;

        (6)電機(jī)打磨PLC觸摸屏上自動(dòng)放下所有打磨小車,放下測(cè)量小車后,車下確認(rèn)各小車導(dǎo)輪與鋼軌表面接觸緊密;

        (7)開啟測(cè)量小車計(jì)算機(jī);

        (8)選擇正線或道岔打磨模式及打磨模式編號(hào)。

        以上操作步驟完畢后,完成打磨作業(yè)準(zhǔn)備工序,方可開始打磨作業(yè),如圖7所示。

        2.4.2? ? 打磨作業(yè)收車工序

        (1)打磨車必須停在直線地段(不包括道岔、道口、橋梁、隧道),制動(dòng)壓力不小于3 kPa,制動(dòng)顯示燈亮;

        (2)觀察打磨電機(jī)壓力正常,電機(jī)全部最高位燈亮,停止打磨電機(jī),確認(rèn)電機(jī)電流為“0”;

        (3)調(diào)速手輪歸零,方向手柄歸零;

        (4)確認(rèn)各電機(jī)實(shí)際角度歸零;

        (5)提升全部打磨小車與測(cè)量小車,車下確認(rèn)各個(gè)狀態(tài)正常;

        (6)逐一確認(rèn)檢測(cè)小車和打磨小車高位并鎖定,小車前端和后端高位指示燈點(diǎn)亮;

        (7)逐一關(guān)閉每個(gè)打磨小車的集塵裝置、反吹裝置、水系統(tǒng)噴淋模式,并逐一確認(rèn),關(guān)閉油路;

        (8)在左側(cè)操作面板將“工況轉(zhuǎn)換”調(diào)至牽引位。

        以上操作步驟完畢后,完成打磨作業(yè)收車工序,方可牽引運(yùn)行駛離作業(yè)區(qū)域。

        3? ? 結(jié)語(yǔ)

        預(yù)防性打磨,每打磨一次鋼軌都能延緩其損傷發(fā)展的速度,延長(zhǎng)鋼軌壽命,并且在微小裂紋不超過(guò)0.2 mm時(shí)進(jìn)行預(yù)防性打磨,是阻斷鋼軌加速破壞趨勢(shì)的最佳時(shí)機(jī)。鋼軌打磨可以分為預(yù)防性打磨、保養(yǎng)性打磨和修復(fù)性打磨,定期預(yù)防性打磨可延長(zhǎng)鋼軌壽命5~8年,減少車輛蛇形運(yùn)動(dòng),減少噪聲,改善列車的運(yùn)行狀況,保障旅客乘坐舒適度,降低能耗,減少機(jī)車部件和軌道的維修成本,為公司帶來(lái)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 鐵路工程基本術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 50262—2013[S].

        [2] 地鐵與輕軌系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理規(guī)范:CJJ/T 170—2011[S].

        [3] 內(nèi)燃機(jī)車通用技術(shù)條件:GB/T 3314—2006[S].

        [4] 機(jī)車輪對(duì)組裝技術(shù)條件:TB/T 1463—2006[S].

        收稿日期:2021-12-20

        作者簡(jiǎn)介:張明宏(1987—),男,遼寧大連人,工程師,研究方向:地鐵軌道、隧道結(jié)構(gòu)的檢測(cè)管理。

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