鋼軌打磨車在地鐵軌道養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用

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摘要：地鐵新線運(yùn)營之前都要對鋼軌進(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)對地鐵運(yùn)營階段鋼軌打磨車的應(yīng)用進(jìn)行了簡要分析和探討。

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

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)10～30mm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)，輪軌接觸長期在軌距側(cè)，會導(dǎo)致該部位形成滾動接觸疲勞傷損（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，鋼軌不可避免地會產(chǎn)生各種損傷，有在冶煉過程中出現(xiàn)的缺陷，也有在運(yùn)輸、建設(shè)及使用過程中出現(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

2.1GMC16A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：對波磨、短波磨耗、長波磨耗、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)。

2.2GMC16A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車基本呈中心對稱結(jié)構(gòu)，其中A1車安裝有檢測裝置，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車車下安裝有檢測小車，A1車司機(jī)室內(nèi)有檢測裝置顯示屏和檢測裝置控制柜，而A2車未安裝。A2車在檢測小車安裝位置安裝有工具箱。

2.3GMC16A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)和打磨砂輪型號不同，這是因?yàn)榈啦泶蚰ミ^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260mm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9～24mm的橫移量，因此φ180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300mm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），制動壓力不小于3kPa，制動顯示燈亮；（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145bar”“作業(yè)風(fēng)壓7.5bar”“最小背壓6.5bar”“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觸摸屏上自動放下所有打磨小車，放下測量小車后，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。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），制動壓力不小于3kPa，制動顯示燈亮；（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量小車，車下確認(rèn)各個(gè)狀態(tài)正常；（6）逐一確認(rèn)檢測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

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，延長鋼軌壽命，并且在微小裂紋不超過0.2mm時(shí)進(jìn)行預(yù)防性打磨，是阻斷鋼軌加速破壞趨勢的最佳時(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)防性打磨可延長鋼軌壽命5～8年，減少車輛蛇形運(yùn)動，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，為公司帶來經(jīng)濟(jì)和社會效益。

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作者:張明宏 單位:大連地鐵運(yùn)營有限公司