钢轨打磨车电气控制系统

钢轨打磨车电气控制系统

白广志

哈尔滨哈铁装备制造有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150088

摘要：打磨车电气系统主要包括供电系统、可编程逻辑控制器系统、照明系统和钢轨打磨控制系统。钢轨是铁路设备的载体，由于钢轨长期承受运行车辆所产生的交变轮间作用力，很容易发生压溃、裂纹、磨耗、剥落等受损情况，这些问题如果不及时消除，会导致缺损进一步发展，导致掉块、断轨的发生，对铁路正常运行产生影响，甚至会威胁车辆的运行安全，所以相关管理人员一定要重视加强铁轨的保养和维护。铁轨打磨技术逐步成为维护和保养钢轨的重要技术，合理地对该技术进行应用，及时加强钢轨的维护和保养，能够让铁路运输的使用寿命大幅度延长，确保行车人员的安全，保证我国经济的快速稳定可持续发展。

关键词：钢轨打磨；技术发展；现状；打磨策略

一、钢轨打磨概述

1、供电系统

供电系统包括柴油机、发电机和配电柜。

柴油机将化学能转化为机械能，带动发电机工作，发电机将机械能转化为380V电源，为牵引电机、打磨电机、集尘装置电机、配电柜、取暖器、空调等设备供电。

2、可编程逻辑控制器系统

可编程逻辑控制器系统（简称PLC）包括触摸显示屏、CAN通信模块、CPU、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块、高速计算模块和稳压电源。

1. PLC电源必须从隔离变压器后端获取。

2. PLC输入、输出点要预留15%以上备用点，并间隔布置，便于后期扩展。

3. 同一输出模块或主控制器自带输出点，不得直接使用不同电压等级的负载，必须使用时，要通过24VDC继电器进行隔离。

4. PLC必须预留固定的编程接口，编程接口不得被其它任何固定通讯需求占用。

5. PLC总线、外部I/O等跟主控制器品牌一致，不得使用第三方产品。无论输入、输出，必须和外部元器件一一对应，不允许一口多用。

6. 现场安装的远程模块必须每个独立模块都留有不少于15%备用点，不足一点按一点计算。

7. 能配置存储卡的，要配置存储卡储存和引导程序数据，尽量不依赖备用电池。

3、 照明系统

包括司机室照明灯、近光灯、车尾灯和车底灯。

4、钢轨打磨控制系统

1. 打磨功能通过可编程逻辑控制器控制。

2. 机车走行控制系统与打磨系统分开独立操作，当打磨系统出现故障时，不影响走行功能。

钢轨打磨控制系统模式选择模块应包括：直线打磨肥边、曲线打磨肥边、廓形、曲线波磨、手动调整打磨位置、循环行走、通过道岔和维修等模式，能编辑打磨方式和打磨方式的执行程序，并且能够储存编辑结果。

二、钢轨打磨原理

钢轨打磨的原理主要是通过打磨类的机械设备来打磨钢轨的轨井位置，让钢轨磨损和轨头表面磨损的情况得到有效控制。钢轨打磨技术在国外已经得到了广泛地应用，合理地对钢轨打磨技术进行应用，加强钢轨头部截面几何构型的设计，对钢轨和车轮的接触进行优化，可以大幅度地减少钢轨和车轮的损耗，对提升钢轨使用寿命具有很大的帮助。

三、 钢轨打磨的作用

对钢轨使用寿命产生影响的关键因素在于滚动接触的疲劳和磨耗，钢轨的高质量和后期维护能够让钢轨的使用寿命大幅度延长，而钢轨打磨是对钢轨进行养护的一种重要方式，我国从国外引进的钢轨打磨技术主要是利用打磨的方式来避免钢轨出现裂纹或者磨耗等问题，可以让钢轨轨道间的不平顺问题消除，让轨道运行过程中，轮轨间的震动降低，提升运行的稳定性，让维护成本降低。通过打磨技术与钢轨涂油等方式相配合，可以大幅度的延长钢轨的使用寿命，扩大钢轨的使用收益率。当前，在轨道交通运行过程中，对钢轨交通运输时间的延长需求逐步提高，而且列车运行过程中的速度逐步加快，钢轨可能会面临更大的压力，损伤越来越频繁，如果没有办法合理地进行维护和处理，很有可能会导致轨侧严重磨损，轨面擦伤等，影响我国的运输能力和经济效益。如何降低噪音、震动，提升车辆的行车安全，增加用户的舒适度成为钢轨维护过程中需要重点解决的问题，而钢轨打磨技术的发展可以进一步提升轨道的质量，为我国铁路轨道交通事业的发展带来方便。

四 钢轨打磨策略

4.1打磨方式

钢轨打磨技术主要分为三种，新轨预打磨、预防性打磨和修理性打磨。

4.2修理性打磨

打磨列车通过较低的速度反复打磨钢轨，这样可以将钢轨表面的缺陷磨削掉，避免开裂和波形磨耗的病害出现。在运行过程中修理性打磨主要可以防止钢轨表面病害的发展，在重载运输铁路当中应用较为广泛。

4.3 预防性打磨

将轨头打磨成各种形状，让轮轨接触状态改善，这样可以有效地控制病害的出现，这种方式被称为预防性打磨。预防性打磨主要是依照需求来打磨轨头，使之呈现特殊形状，依照周期来进行不间断的打磨，可以大幅度的延缓钢轨的损伤，提升钢轨的使用寿命，维护钢轨的断面轮廓。对一般钢轨而言，需要经常使用预防性打磨的方式控制病害和缺陷。

4.4新轨预打磨

对于新铺设的铁路进行打磨，被称为新轨预打磨，这种技术应用过程中可以消除脱碳层和表面缺陷，并且对轨头的轮型进行优化，以提升钢轨的应用效果，减少钢轨的接触应力。

4.5 打磨质量控制

1）打磨控制要点

首先需要控制侧磨，对于曲线地段，打磨曲线需要在上股外侧、下股内侧的方向，保证上股钢轨能够和轮对的大半径滚动圆之间有效接触，下股和轮对的小半径圆进行接触，对导向进行改善。另外在直线段进行打磨时，可以对两股内侧进行打磨，通过交替打磨的方式，使其不发生两点接触。其次需要注意控制疲劳，对内侧轨头进行打磨时，使一点接触转变为两点接触，将应力集中的区域改变，这样可以避免应力集中的出现而影响铁轨。第三是控制波磨，需要注意合理地对曲线下股外侧进行打磨，防止轮对踏板反向凸缘与钢轨之间进行接触，通过这种打磨方式可以全方位地进行去峰平谷，而且侧磨和疲劳是矛盾的，对侧磨进行控制可能会导致疲劳增加，反之对波磨进行控制可以有效地消除疲劳或侧磨。在打磨过程中需要注意对打磨方案进行确定，依照实际情况找准问题，提升钢轨的使用寿命。

2） 严格按要求打磨

在打磨钢轨时一定要严格依照规范要求进行操作，首先在开始打磨前仔细地对现场进行排查，判断周边是否有易燃易爆物品，如果出现需要及时进行清理，防止后续施工过程中出现不必要的麻烦，其次需要注意打磨的轨道不能松动，最后在打磨收尾时，还需要全面仔细地进行检查，以提升质量控制效果。

3）验收打磨结果

最后需要注意加强检查和验收，只有如此才能判断钢轨打磨的技术是否发挥出应有的作用，对钢轨打磨技术进行完善。

4.6科学确定打磨周期

对病害的性质和矛盾的重点进行分析，需要注意对打磨对策和打磨方式进行确认。对于提速后的线路出现的病害问题，国内尚无资料可以参考，而国外尽管有一些经验数据，但是因为车速差距、钢轨材质等不同，因此数据不可靠，还需要注意进行摸索。提速后，钢轨由于需要承担较大的重载，导致破坏的情况逐步加剧，各种病害的产生也导致钢轨的使用寿命下降，因此需要重视在借鉴他国经验的条件下，积极总结累积自身经验。深入地对病害的发展情况进行认识和了解，对当前需要解决的问题病害的种类和严重程度等进行记录。在一段时间的积累之后，合理地进行工艺调整，在保证线路正常运行不产生缺陷的条件下，对打磨周期进行控制。我国线路分布较广，地域辽阔，各种区域的温度差异、路基情况各不相同，因此需要在打磨周期方面进行因地制宜的设计。

5 钢轨打磨技术的发展趋势

5.1打磨作业智能化

智能化打磨是当前打磨方式发展过程中的一个重要方向，通过对钢轨当前的廓形和目标廓形的比对，自动进行打磨参数和布设方式的设计，这样可以让打磨后的钢轨截面与目标廓形更为接近，让打磨的遍数减少。当前在钢轨维护过程中使用打磨模式的数目较为固定，只有使用微调打磨工艺和角度的方式以实现大目标廓形的构件，单次打磨作业需要打磨2~5遍才能保证线路的维护效果，导致维护的成本增加。

智能化打磨的方式可以通过钢轨廓形的测量和处理技术，对打磨进行智能化的控制，通过数据处理技术和钢轨廓形的测量，快速准确的对打磨后的钢轨廓形进行分析，让廓形和目标廓形的差异量化，这样可以有效地保证打磨的效果，避免出现事故和意外。

5.2 打磨信息集成化

打磨管理数据库的构建是当前科学化发展过程中的重要体现，打磨管理主要是在维护钢轨过程中制定打磨计划，并且依照打磨的具体情况反馈打磨质量，而打磨数据库的建设可以有效的对打磨周期进行协调。合理地使用打磨方法，形成统一化的管理平台，与线路的特征相结合，在控制成本和兼顾高效的条件下，建立运营维护周期，系统化地对打磨工作进行指导。

结束语

钢轨打磨技术逐步向更精确，更稳定的方向发展，合理的对打磨技术进行应用，加强经验总结，对改进打磨技术具有很大的帮助，符合铁路运输的需求。所有可编程器件的程序、参数清单。电气零部件清单，并包含名称、型号、规格、订货号、厂商、数量等信息。 PLC、变频器、触摸屏、位置控制器、智能仪表、拧紧装置等可编程器件的程序或参数CD备份。计算机系统的操作系统、驱动程序、应用程序；合同包含的第三方软件，如数据库、组态软件等；以上软件的CD安装盘。甲方根据已配置情况选用各类可编程器件的开发软件、转换接口、电缆等。

参考文献：

[1]樊文刚,刘月明,李建勇.高速铁路钢轨打磨技术的发展现状与展望[J].机械工程学报,2018,54(022):184-193.