浅谈高速铁路道岔钢轨焊接接头打磨技术

刘建勋

【摘 要】道岔钢轨的平顺性直接影响着列车的行驶速度和行驶的平稳性，因此，论文基于多年的工作经验，针对工作过程中道岔钢轨焊接接头打磨技术相关问题展开分析，并结合道岔钢轨打磨中的两种方式，对多功能道岔打磨技术与设备进行设计，希望能够通过此研究为相关工作人员提供参考。

【Abstract】The smoothness of the switch rail directly affects the speed and stability of the train， therefore， based on years of work experience， this paper analyzes the problems of the welding joint grinding technology of switch rail. And combined with the two ways of the grinding of the switch rail， multi-function switch rail grinding technology and equipment are designed， hoping to provide reference for relevant staffs throught the research.

【关键词】高速铁路；道岔；打磨

【Keywords】 high speed railway； switch； polishing

【中图分类号】U215.5 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0187-02

1 引言

目前，铁路部门对铁路轨道进行维修保养的工作就包含钢轨打磨，这是借助砂轮削磨机对钢轨轨面进行细节处理的一种方式，做好钢轨打磨工作，能够有效的延长铁路的使用寿命，对实现经济效益的提升具有重要作用。由于钢轨道岔一般是在现场组接完成的，之后还需要对其进行焊接和打磨处理才能投入运营，这就对焊接接头打磨的质量有了更高的要求。

2 高速道岔钢轨打磨概述

2.1 道岔整体打磨

目前，我国道岔打磨仍然是以修复性打磨为基础，但是在实际运行过程中，普通的预防性和维护性打磨仍然不能满足实际需求，在验收标准和打磨工艺方面缺乏规范性[1]。目前，道岔钢轨整体打磨方法包括多种分类，下面以打磨列车为例进行说明。打磨列车主要是借助计算机控制系统得以实现的，它是通过分析将目标轮廓与现有轨道轮廓的数据之间的差值计算出来，借助打磨小车内打磨电机的作用调整偏转角度，进而通过不同角度的砂轮实现对钢轨表面的打磨，通过反复的调整打磨，实现对焊接接头以及波纹等的打磨。

2.2 道岔局部打磨

道岔局部打磨可以针对钢轨线路进行表面病害打磨和处理，目前，各个铁路部门都配备了相应的小型焊缝打磨设备，这种小型设备对人工劳动的强度有所降低，可以借助内部结构偏转支架作业。如图1所示，是常用的两种打磨机。虽然我国在焊接接头打磨作业方面已经取得了一定的进步，但是由于仍然是以人工作业的方式为主。一般进行人工局部打磨使用的工具是手提砂轮机，在整个作业过程中，对人员的工作经验依赖程度较高，这种常规的钢轨焊接接头打磨方式可能会造成钢轨材料的损伤，甚至严重的会导致质量隐患。基于这种现状，加强对钢轨焊接接头打磨设备的研究已经成为必然要求。

3 高速道岔焊接接头局部打磨技术难点及打磨设备

3.1 道岔焊接接头打磨技术难点

由于道岔打磨区域内的钢轨对平顺性的要求非常高，就使得对其打磨的难度较大，一般情况下，我们将道岔打磨的难度划分为四个等级，分别是Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级。其中，Ⅰ级的打磨难度较低，在作业空间上没有太多的限制，可以进行自由打磨，其打磨对象主要包含道岔尖轨端与正线钢轨相联的钢轨焊缝等，使用的设备主要是小型打磨设备；Ⅱ级打磨主要针对曲线钢轨，在进行现场打磨作业的时候，需要采用误差修正的方法进行，并且主要的打磨区域是道岔两根曲股钢轨上；Ⅲ级打磨在一定程度上会受到空间的限制，打磨的难度较高，主要的打磨区域是转辙器与辙叉两端的焊缝接头；Ⅳ级打磨则是针对特殊钢轨断面进行打磨，主要的打磨区域是道岔的尖轨、翼轨区域。

3.2 道岔打磨新型设备

第一，半自动择头仿形精磨机：这种打磨设备在结构上主要是由打磨电机、机架、钳夹以及遥控器等组成，在进行现场作业的时候，工作人员会借助吊臂或其他工具将打磨机放置到打磨轨道上，将整个设备进行夹紧固定，之后就可以启动电机并通过遥控器对打磨作业进行控制[2]。与普通的打磨设备相比，这种打磨机具有更高的打磨精度，基准准确性更高，能够有效的提高打磨效率。第二，全自动双股仿形精磨小车：这种精准打磨小车可以实现对参数和检测数据的预先设置，并且能够实现对相关温度数据的储存、查询以及整理，在整个打磨过程中还会显示打磨状态，有利于进行现场观察。

4 多功能道岔打磨技术设备的设计

4.1 打磨原理

在进行打磨技术设备设计的时候，要在半自动精磨机的基础上进行研究，对打磨机架采用整体式的结构，机架两端的支撑能够与钢轨进行接触，在打磨作业的时候可以通过机架支撑移动、旋转，通过往复形式的运动，完成整个打磨过程[3]。

4.2 整体设计

机械设备的整体设计主要分为两个部分，分别是打磨单元和承载单元，打磨单元和承载单元是通过套筒连接在一起的，可以实现拆分运输，也能够进行快速组装。在打磨单元和承载单元一侧都安装有支撑板，设置着四个车轮，以此作为整体设备运行的基础。

4.3 打磨单元设计

在设计中，要对打磨单元的各项设备进行分析，在结构上要包括机架外框、打磨电机、打磨车轮、砂轮罩等装置，将打磨机的运行模式设置为滚轮模式，并且安装在机架的外侧位置，这样可以方便进行推行作业；将压紧装置安装在打磨单元两侧，设置相应的旋转手轮来实现对其位置的控制，如果压紧装置，就可以增加移动过程中钢轨的摩擦阻力，更好地进行打磨作业；将仿形锁定装置安装在外部机架和内部偏转架中间，将该装置中的弧形板与外部机架相連，其中的锁定螺钉与内部偏转机架相连，通过对螺钉运行轨迹的观测，获得弧形板的外形尺寸，通过对尺寸的锁定，可以对偏转角度进行控制，针对指定的角度进行打磨。

4.4 控制系统设计

第一，砂轮进给量控制：做好砂轮给进量的控制是提高打磨效率和打磨质量的关键环节。在设计控制系统时，可以将打磨压力反馈控制模式应用进去，在进行现场打磨作业之前，整理钢轨焊接接头平直数据，对相应的打磨压力参数进行设置，通过该系统控制砂轮机的给进量，可以降低打磨过程中产生的误差，并且在数据可靠性方面也明显提高，更有助于对整个打磨作业进行控制。第二，工控机程序控制：在进行钢轨打磨之前，首先要对焊接接头的平直状况和作业空间进行打磨压力的设定，将各项工艺参数设定好之后开始打磨作业。在整个打磨过程中，可以通过对砂轮位移、往复间距点等的显示实现对打磨作业的调整，也可以对关键的打磨位置进行重点设置。

5 结语

高速铁路钢轨道岔焊接接头打磨是当前提高铁路运行平稳性的关键环节，因此，加强对焊接接头打磨技术和设备的研究，对铁路行业的更好发展具有重要意义。在实际工作中，相关人员要充分认识到打磨技术和打磨设备的重要作用，针对性的采用打磨技术，做好打磨设备的设计创新，为实现高速铁路钢轨焊接打磨技术的发展做出努力。

【参考文献】

【1】史正涛.城铁钢轨焊头数控精磨关键技术研究[D].成都：西南交通大学，2015.

【2】涂江洋.高速铁路道岔钢轨焊接接头打磨技术研究[D].成都：西南交通大学，2015.

【3】刘俊奇.高速铁路无砟道岔铝热焊接与接头打磨施工技术及应用研究[J].黑龙江科技信息，2016（20）：193-194.endprint