北京博捷高德科有限公司

尖轨(钢轨)磨耗检测及打磨指导设备

    前言:

    铁路的快速发展,对尖轨及钢轨的质量控制、磨耗监测较高,高精尖的尖轨及钢轨高精度廓形检测、磨耗监测、打磨指导极为重要。

    一、设备介绍
    设备采用尖端的光学编码技术,实现尖轨及钢轨廓形和磨耗的高精度检测、数字化采集,专用软件综合分析为一体。设备极为轻便(0.9kg),一人手持可随时随地操作。


 


         
    设备在世界各国广泛使用,中国铁科院、京津、京沪、武广、大秦铁路、德国高铁,日本
新干线等,都用这套设备来监测线路尖轨及钢轨的磨耗和廓形变化情况,及现场打磨指导。

    二、检测原理
利用自带磁性吸附在尖轨及钢轨顶面,牵引测量臂上小滚轮,在尖轨、钢轨剖面滚动划过一次,即完成一次测量(1分钟)。

    设备内置的高分辨率精密编码器,通过小滚轮的不断移动,不断采集各个运动点的X值、Y值。USB将数据上传电脑,软件自动绘出所测尖轨及钢轨剖面的精准外形,并与国标或生产厂标准校核,道岔、钢轨和辙叉的磨耗等各项参数即可准确分析。

    三、技术优势
    1、检测精度:±0.01mm;
    2、重复性精度:0.005mm;
    3、检测即可显示钢轨垂磨、侧磨、总磨耗(图1);
    4、利用BOJD专用道岔分析软件,现场即可分析尖轨及辙叉的每一点磨耗。



                       图1 国铁钢轨磨耗                                              图2 轨头宽度

    5、利用BOJG专用分析软件上的正交角度设置,为打磨车48头或96头的上下调角度提供指导,可根据检测结果,指导打磨车特定磨头对肥边或局部点进行精确打磨。
    6、通过BOJD道岔专用分析软件,现场可计算如下参数:
    1)可计算尖轨及钢轨与标准对比的磨耗面积,肥边面积;
    2)任意位置的轨头宽度(W)(见图2);
    3)轨顶半径;
    4)轮廓上每一点弧线切角角度;
    5)轮廓弧线每一点的曲率;
    6)标准钢轨轨距;
    7)左右钢轨高差,角度差;
    7、卓越的软件分析及图像处理能力,涵盖欧洲先进的尖轨和钢轨廓面磨耗检测分析;
    8、软件提供了各种尖轨及钢轨图形对比,旋转,批处理等。

    三、现场运用案例

    以下的示例,蓝线是尖轨、钢轨或辙叉的基准图,红线为实测图,通过两图的比较,可分析线上运行尖轨、钢轨和辙叉的磨耗情况,并对打磨进行指导。
一)尖轨检测分析示例:郑西高铁潼关段6号道岔的晃车病害分析


 

         图3:郑西高铁潼关段6号晃车尖轨实测图与基准图对比


            
 图4:图3尖轨与基准对比的公差带图

    分析:从图4可见,6号尖轨与标准相比,右侧大1mm,导致换道时的冲击晃车。
    一般情况下,当轮轨接触部分形成良好的轮轨关系时,基本上不晃车。
    但上图中郑西高铁潼关段6号道岔尖轨部分,因为比标准大1mm,无法形成良好的轮轨关系,列车换道时,尖轨通过自己弧面的硬冲击,将车轮引导到另一股线路上,即产生了较大的晃车冲击。

    二)钢轨检测示例:京津城际高铁运营两年后2010年8月29日,在上行2185-10右轨处的检测数据分析



图5:京津高铁2010年8月上行2185-10右轨处钢轨实测图与基准对比

    分析:
    1、从上图可见,京津高铁运营两年后,图正角度交-2°~-20°范围内,有微小的垂磨,-30°~-65°范围内,有明显肥边;
    2、图框右下显示垂磨0.196mm侧磨0.103mm总磨耗0.247mm;
左侧红框大于基准,是因为厂家提供的钢轨,不敢走负公差或零公差,都是正公差。



    图6:图5上行2185-10右轨处钢轨实测图与基准对比的公差带图

    分析:
    1、可移动图上C1或C2,得到正交角度-2°~-20°范围内微小垂磨的每一点公差值,以及-30°~-65°范围内,有明显肥边部分每一点的公差值。
三)辙叉检测示例: 武广高铁新辙叉示例
 


          图7:武广高铁的一组新辙叉实测图与基准对比图
 

 

        图8:图6辙叉对齐校核后的公差带图


    分析:轮轨接触部分公关在0.2mm以内,表明这个辙叉质量不错。
四)打磨指导示例:京津城际高铁运营两年后在上行2185-10右轨处的打磨前检测数据分析
设备图上的正交角度,与打磨车上磨头的正交角度一样,对打磨车极有指导意义。


            
图9:京津城际上行2185-10右轨打磨前实测图与基准对比     
 

 

                  图9:京津城际上行2185-10右轨的公差带图


    分析:
    由于本设备正交角度与打磨车一致,我们只需30°~65°,调这个位置的打磨头,打去这部分的肥边即可,拉动C1(图上为40.519,-0.302)或C2(图上为44.988,-0.609),按这个数打磨量打磨。即可得到准确的廓形,对打磨极有指导意义。

    四、应用推荐
    1、尖轨、钢轨、辙叉轮廓变化监测
    设定一些固定监测点,定期检测这些部位的轮廓,了解它们的变化趋势,一旦超标,及时处理,确保行车安全。
    2、提供维护优化方案对比
对直道、弯道、上下坡、各种滑润摩擦系数、各种维护手段下,精密检测这些钢轨维护手段后,一定时间内的磨耗情况,定性维护方法何种更佳。
    3、为打磨车提供指导
    打磨前检测这将作业路段的廓形,制定优良的打磨方案。打磨中和打磨后检测,指导打磨车的磨削量,严格保证尖轨、钢轨、辙叉打磨质量。
    4、道岔、钢轨、辙叉新产品验收
道岔、辙叉仍没有较好的检测验收设备,在一些线路上,道岔往往导致列车运行中冲击、晃车,如能有这套设备验收把关,对制造厂也有促进作用。
    5、科研首选
    设备的高精度,以及多种轨头参数的检测计算,软件强大的分析,能优化轮轨接触关系,为科研单位提供尽可能精准的数据和分析方法。
    6、关键监测点联网适时掌握,关键数据可控可查
线路管理看关键点,在一些容易造成安全隐患的地点,对设置的关键点定期检测,数据上传铁路网络,各局领导不出办公室,即可随时检查这些位置的尖轨、钢轨、辙叉的廓形、磨耗情况、线路维护质量,做到心中有数,提高线路管理质量。

    五、部分应用单位
    1、京津高速铁路,用于钢轨磨耗监测和打磨指导;
    2、大铁重载高速铁路  用于对弯道等复杂路段润滑维护手段的磨耗监测,评定维护效果等;
    3、武广高铁 用于钢轨磨耗监测和打磨指导;
    4、铁科院 用于各种检测,分析和科研;
    5、石家庄铁道大学 用于客专打磨和教学。
    6、成都绵阳工务段等众多用户。
 

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