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基于非均匀磨削层的钢轨砂带磨削能力与打磨模式研究
| 论文题名： | 基于非均匀磨削层的钢轨砂带磨削能力与打磨模式研究 |
| 关键词： | 钢轨砂带打磨;磨削能力;打磨模式;非均匀磨削层 |
| 摘要： | 钢轨打磨作为铁路养护技术中的一种重要手段，能够消除钢轨表面产生的磨耗与损伤，修复钢轨廓形。钢轨养护时，多个打磨工具按不同的角度偏转，对病害钢轨廓形进行包络式打磨，多遍磨削后，消除钢轨表面缺陷并使钢轨的横断面成型。打磨工具这种按不同偏转角度和打磨功率组合的方式称为打磨模式。与传统钢轨砂轮打磨相比，钢轨砂带打磨属于“弹性”磨削，不易损伤钢轨表面，磨削效率高。近年来，国内外已开始对钢轨砂带打磨技术展开研究，但尚未有针对砂带打磨模式的研究，尤其是针对非均匀磨削层的钢轨砂带打磨模式研究，一定程度上制约了砂带打磨技术的运用。本文基于钢轨养护的需求对钢轨砂带打磨方法展开研究，建立砂带在钢轨表面非均匀磨削层上的磨削能力评价模型，获取打磨工艺参数对钢轨廓形的影响规律，并在此基础上对多砂带联合作业的打磨模式生成算法展开研究。本文涉及的主要研究内容如下: 针对钢轨病害廓形分布特征及养护需求，提出作业区间内典型病害廓形筛选方法。定量表征钢轨病害廓形与目标廓形之间的差异，获取去除材料的非均匀特征沿钢轨横向的分布规律，结合分布规律及打磨角度，确定钢轨表面病害层材料去除总量。 利用接触理论，得到砂带在内凹接触轮下与钢轨表面的接触应力分布规律;结合接触应力的分布规律，计算单颗磨粒通过接触区域时的去除体积，并确定接触区域内参与切削的磨粒数，进而建立砂带在钢轨非均匀材料去除层上的磨削能力评价模型，获取打磨工艺参数对钢轨廓形的影响规律，并通过打磨实验对砂带磨削能力评价模型进行验证。 以80头砂带打磨装备为例，根据病害钢轨去除材料沿钢轨横向的分布规律，依据砂带在钢轨非均匀磨削层上的磨削能力评价模型，借助遗传算法对多砂带联合作业的打磨模式生成算法展开研究，并对打磨后廓形及误差进行预测，通过打磨误差分析打磨模式生成算法是否合理。 以提高打磨车的作业效率为目的，对打磨模式进行优化。多遍打磨中打磨模式的选择会影响打磨车的作业效率，对打磨模式进行优化，确定多遍打磨中的最优砂带打磨模式。最后，结合设计的砂带打磨模式生成算法，开发钢轨砂带打磨模式自动生成软件，软件能够根据病害钢轨廓形自动生成匹配的砂带打磨模式，为砂带打磨技术的工程运用提供技术支持。 |
| 作者： | 龚昇 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 李建勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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