Анализ способности рельсошлифовального станка преодолевать кривую в состоянии шлифования

May 05, 2023

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 11668 (2022) Цитировать эту статью

430 Доступов

1 Цитаты

Подробности о метриках

Шлифование рельсов становится важным средством технического обслуживания железных дорог. Динамическое поведение рельсошлифовального станка обусловлено взаимосвязью транспортного средства и пути, основанной на механо-электрогидравлической связи. В данной статье изучается способность рельсошлифовального станка преодолевать кривую путем моделирования и симуляции на основе одностороннего шлифования. Результат моделирования показан ниже. В типичном случае шлифовка рельсов приводит к увеличению поперечного смещения колесных пар, коэффициента схода колес с рельсов в передней колесной паре и скорости разгрузки колесных пар. В другом случае увеличение амплитуды неровностей рельса и уменьшение его длины волны, что усугубляет колебания мощности шлифования, мало влияет на способность преодолевать кривые. Когда радиус кривизны линии уменьшается по сравнению с состоянием без шлифовки, снижение способности преодолевать кривую в состоянии со шлифовкой более существенно. При увеличении количества работающих шлифовальных кругов увеличивается боковое смещение колесной пары, коэффициент схода колес с рельсов передней колесной пары и коэффициент разгрузки колесных пар. Короче говоря, шлифование рельсов значительно ухудшит способность рельсошлифовального станка преодолевать кривые.

Шлифование рельсов становится распространенным методом обслуживания рельсов во всем мире1,2,3. С расширением городской сети метрополитена объем трафика увеличивается в геометрической прогрессии. Это создает большие проблемы для шлифования рельсов и способствует разработке и использованию технологий точного шлифования и сопутствующего оборудования для линий метрополитена4,5,6,7. В ходе многолетнего развития теории динамики транспортных средств соответствующие теоретические исследовательские модели прошли путь от простой модели колеса до модели колесной пары-тележки-транспортного средства, модели формирования поезда и модели сцепления транспортного средства с путем (или подпутевого основания). Модель Zhai-Sun 8,9 является представителем. Шлифование рельсов может улучшить динамические характеристики транспортных средств10,11,12. К сожалению, из-за ограниченности рассматриваемой области и сферы применения ученые сосредотачиваются на соотношении колеи колес, а не на силе шлифования. Таким образом, динамическое поведение рельсошлифовального станка в процессе шлифования за рубежом практически не изучено. Процесс шлифования представляет собой динамическое шлифование, основанное на процессе перемещения, поэтому мощность шлифования и динамические характеристики влияют друг на друга. Если рельсошлифовальный станок сам по себе нестабильен, это может плохо повлиять на эффект шлифования. В крайних случаях это может привести к увеличению неравномерности рельсов на некоторых участках работы 13. Способность преодолевать кривые является важной частью динамического поведения рельсошлифовального станка.

Ван14 создал динамическую модель рельсошлифовального станка PGM-48 с мультижестким корпусом с помощью SIMPACK и проанализировал влияние первичной жесткости багги на его динамическое поведение. Чжан15 создал динамическую модель рельсошлифовального станка GMC-96X с помощью SIMPACK. В модели учтены силы шлифования между шлифовальным кругом и рельсом, а также колебания давления в гидравлической системе шлифования. Влияние самой гидросистемы и влияние шлифования автомобиля на багги не учитывается. Таким образом, динамическая связь между рельсошлифовальным станком (включая рельсошлифовальную машину, тележку, гидравлическую систему, шлифовальный круг) и рельсом не может быть реализована в его модели. Nie16 использовал программное обеспечение AMESim для создания системы вывода давления одного шлифовального круга в области рельсошлифовального станка для линии с нормальной скоростью и выдвинул предложения о том, как уменьшить колебания давления в системе давления воздуха. Tang17 смоделировал контроль давления трехходового пропорционального редукционного клапана, а также смоделировал влияние выходного давления шлифования, вызванного гофрировкой рельса. Zhi18 установил модель связи между рельсошлифовальным станком и режимом шлифования и проанализировал влияние бокового движения тележки на вертикальное и боковое смещение шлифовального круга в процессе шлифования на фоне рельсошлифовального станка, используемого на существующей линии. Влияние гидросистемы в данной модели не учтено. Fan19 разработал динамическую модель шлифования абразивной лентой и проанализировал возможность высокоскоростного шлифования абразивной лентой, изучая динамическое поведение под прямыми и изогнутыми линиями. Однако влияние гидросистемы также не учитывалось.