鋼軌打磨能夠有效修復(fù)鋼軌表面各種疲勞接觸損傷和缺陷,改善輪軌匹配關(guān)系,提高列車運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性,降低鐵路運(yùn)營成本。與傳統(tǒng)鋼軌砂輪剛性打磨方式相比,鋼軌砂帶打磨作為一種新型的打磨技術(shù),依靠接觸輪、砂帶和鋼軌三者之間復(fù)雜的接觸作用實現(xiàn)鋼軌表面材料去除。砂帶打磨具有“彈性接觸”特性,打磨過程中不易對鋼軌表面產(chǎn)生傷損。然而,當(dāng)前研究主要是將砂帶和接觸輪等效為一體來研究接觸輪和鋼軌之間的接觸作用機(jī)理,忽略了砂帶表面磨粒的形貌特征,嚴(yán)重制約了該打磨技術(shù)的實際工程應(yīng)用。因此,本文將對鋼軌砂帶打磨磨粒微觀接觸和材料去除理論進(jìn)行深入研究,并通過有限元仿真驗證理論模型的正確性和有效性,主要研究內(nèi)容為:通過基于白光共聚焦原理的三維表面輪廓儀測得砂帶表面磨粒分布三維點云數(shù)據(jù),根據(jù)砂帶“靜電植砂”工藝特點和國際表面紋理標(biāo)準(zhǔn)對磨粒參數(shù)特征進(jìn)行提取,通過Matlab軟件對提取的點云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,生成系統(tǒng)能夠識別的數(shù)據(jù)文件（.ibl）,再編寫與Pro/Engineer的接口程序,在Pro/Engineer中完成真實參數(shù)特征的砂帶形貌實體建模。根據(jù)彈塑性接觸理論,建立砂帶磨粒與鋼軌之間靜態(tài)接觸力平衡方程,確定每個磨粒... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１鋼軌表面各種損傷??Ｆｉｇ．?１－１?Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｒａｉｌ?ｄｅｆｅｃｔｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｒａｉｌ?ｓｕｒｆａｃｅ??

獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。隨著國內(nèi)鐵路建設(shè)里程的增加，鋼軌打磨任務(wù)量急劇增加，鋼軌打磨效率的提高急需解決。量資金，支持相關(guān)單位與國外的鋼軌養(yǎng)護(hù)裝備企業(yè)合作，國內(nèi)有中車二七軌道交通裝備有限公司、昆明中鐵大型養(yǎng)路機(jī)械有重型機(jī)械有限公司等。這些企業(yè)通過技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，將備國產(chǎn)化，彌補(bǔ)了國內(nèi)鋼軌打磨裝備及打磨技術(shù)的不足［７，８］。??軌打磨裝備中一般使用的是砂輪對鋼軌進(jìn)行打磨，但砂輪打磨，打磨過程中容易對鋼軌造成傷害。相比砂輪打磨，砂帶打磨是行作業(yè)的新型打磨技術(shù)，由于接觸輪橡膠層和砂帶基材的彈性“柔性接觸”，不僅能夠減少對鋼軌的傷害，單向火花更容易收污染，更具有環(huán)保性。這一新型打磨技術(shù)的原理如圖１＿２所示。過在接觸輪軸端面上施加打磨壓力，將砂帶與鋼軌廓形面緊緊效接觸磨粒直接與鋼軌廓形面相接觸，砂帶高速運(yùn)動去除鋼軌的廓形是由不同的曲率組成，為了實現(xiàn)對鋼軌輪廓的包絡(luò)性打面不同位置、不同弧段定量進(jìn)行打磨［９］。??接觸輪?橡膠層

?＾???表面磨粒決定的大小不一、形態(tài)各異的微觀接觸區(qū)域的集合（如圖１－３?ｂ）所示）。??同時，隨著打磨過程中時間的推移，砂帶表面磨粒不斷發(fā)生磨損，導(dǎo)致各接觸區(qū)??域和接觸應(yīng)力時刻動態(tài)變化。認(rèn)清砂帶打磨鋼軌過程中砂帶表面有效接觸磨粒與??鋼軌表面之間這一復(fù)雜多變行為，對于建立更為準(zhǔn)確、符合實際工況的材料去除??模型至關(guān)重要。??接觸輪?橡膠層??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高速鐵路鋼軌打磨技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 樊文剛,劉月明,李建勇.  機(jī)械工程學(xué)報. 2018(22)
[2]基于彈性赫茲接觸的鋼軌砂帶打磨材料去除建模研究[J]. 樊文剛,劉月明,王文璽,李建勇,王榮全.  機(jī)械工程學(xué)報. 2018(15)
[3]基于內(nèi)凹型接觸輪的鋼軌砂帶打磨靜態(tài)接觸行為與仿真研究[J]. 樊文剛,程繼發(fā),吳月峰,李建勇,宋曉陽.  機(jī)械工程學(xué)報. 2018(14)
[4]波浪型面鋼軌砂帶打磨時變接觸行為與仿真研究[J]. 樊文剛,程繼發(fā),呂洪賓,李建勇,宋曉陽.  機(jī)械工程學(xué)報. 2018(04)
[5]單磨頭打磨鋼軌廓形的仿真分析[J]. 邱俊興,許玉德,盧野,沈堅鋒,李鳳煜.  華東交通大學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[6]面向鋼軌砂帶打磨的砂帶磨耗過程建模[J]. 王文璽,李建勇,樊文剛,何喆.  西南交通大學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[7]砂帶三維表面形貌特征量化評價方法[J]. 王文璽,李建勇,樊文剛,劉月明.  華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(12)
[8]鋼軌打磨技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 劉月明,李建勇,蔡永林,聶蒙.  中國鐵道科學(xué). 2014(04)
[9]鋼軌打磨車打磨力波動抑制方法研究[J]. 段小龍,胡軍科,方健康,彭克立.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2014(02)
[10]鋼軌打磨接觸線模型研究[J]. 智少丹,李建勇,樊文剛,沈海闊,王恒.  鐵道學(xué)報. 2013(10)

碩士論文
[1]面向高鐵波磨消除的高速開式砂帶打磨小車設(shè)計與優(yōu)化[D]. 吳月峰.北京交通大學(xué) 2018
[2]基于非均勻磨削層的鋼軌砂帶磨削能力與打磨模式研究[D]. 龔昇.北京交通大學(xué) 2018
[3]基于虛擬樣機(jī)的高鐵鋼軌閉式砂帶打磨小車設(shè)計與優(yōu)化[D]. 王立峰.北京交通大學(xué) 2017
[4]鋼軌砂帶打磨接觸輪作用機(jī)理與參數(shù)優(yōu)化研究[D]. 宋曉陽.北京交通大學(xué) 2017
[5]面向鋼軌打磨的砂帶磨削過程建模與實驗研究[D]. 王榮全.北京交通大學(xué) 2016



本文編號：3533940