截面轮廓的左边R80圆弧，以标准60轨截面轮廓的最左下角为坐标原点(0，0)，则B区圆弧圆心坐标为(29.14，-45.29)，半径为80 ；B区的起点坐标是(11.08，32.65)，终点坐标是(26.49，34.67)。
[0021]c) C区位于钢轨截面轮廓的顶面R300圆弧，以标准60轨截面轮廓的最左下角为坐标原点(0，0)，则C区圆弧圆心坐标为(37.04，-112.55)，半径为300 ；C区的起点坐标是(26.49，34.67)，终点坐标是(46.36，34.67)。
[0022]d)D区位于钢轨截面轮廓的右边R80圆弧，以标准60轨截面轮廓的最左下角为坐标原点(0，0)，则D区圆弧圆心坐标为(43.72，-45.29)，半径为80 ；D区的起点坐标是(46.36，34.67)，终点坐标是(61.77，32.65)。
[0023]e)E区位于钢轨截面轮廓的右边R13圆弧，以标准60轨截面轮廓的最左下角为坐标原点(0，0)，则E区圆弧圆心坐标为(58.84，20)，半径为13 ；E区的起点坐标是(61.77，32.65)，终点坐标是(71.82，20.63)。
[0024](2)在计算A/B/C/D/E等5个区域的打磨面积之前，需要将现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形在顶部对齐和左侧对齐。本发明采用的方法是将现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形在顶部以面积为0的方式对齐，即将现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形在Y轴上一致。也即现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形在顶部交叉面积和为0时，两者顶部对齐完成。图3是现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形在顶部对齐和左侧未对齐的示意图，即顶部交叉面积和不为0，图2以标准60轨为具体实例显示了现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形在顶部对齐和左侧对齐的情况，即顶部交叉面积和为0。
[0025](3)根据步骤(1)所划分的A/B/C/D/E五个打磨区域和步骤(2)对齐后的现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形，计算现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积。以标准60轨为具体实例，如图4所示。将A区以一个像素为单位进行步进，划分成若干个细小的矩形(现场钢轨测量的截面廓形A区有多少个像素，A区就细化成多少个矩形区域)，所有小矩形面积只和即为A区打磨面积，本发明采用微积分方法计算A区打磨面积。B/C/D/E区域的打磨面积计算方法与A区一致。
[0026](4)根据步骤(3)所求取的现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积，除以打磨列车单个磨头的打磨量(单个磨头的打磨量由列车自身参数决定，是一个常数)，得到现场钢轨各个打磨区域所需要的磨头数目。例如，B区的打磨面积根据步骤(3)计算得出为25mm2，如果单个磨头打磨量为2.5 mm2，则B区需要布置的磨头数量为10个。A/C/D/E区域所需的磨头数量计算方法与B区一致
(5)将现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积按照(4)所求取的各个打磨区域需要的磨头数目进行面积等分，划分为一个一个面积相等的小块。以B区为例，B区需要10个磨头打磨，则将B区的打磨面积以R80圆心为连接点，等分为10等分，如图5所示。A/C/D/E区域的面积等分方法与B区一致；
(6)以每个小块的中心线角度即为每个钢轨打磨磨头的角度，打磨列车将各个打磨磨头按照每个小块的中心线角度进行排列即可，以标准60轨为具体实例，结合B区情况，如图6所示。A/C/D/E区域的每个钢轨打磨磨头的角度计算方法与B区一致。
[0027]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种基于面积的钢轨打磨方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)按钢轨截面轮廓的圆弧组成个数将钢轨打磨目标截面轮廓划分为多个打磨区域； 2)将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓进行对齐； 3)计算对齐后现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积； 4)根据单个磨头的打磨量，计算现场钢轨各个打磨区域所需要的磨头数目； 5)将现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需的磨头数目进行面积等分，将打磨区域划分为一个面积相等的小块，每个小块的中心线角度即为每个钢轨打磨磨头的角度，所述每个小块的中心线为各打磨区域在圆弧上的面积等分点与对应圆心的连线。2.根据权利要求1所述的基于面积的钢轨打磨方法，其特征在于，所述钢轨为50轨、60轨或75轨。3.根据权利要求1所述的基于面积的钢轨打磨方法，其特征在于，将钢轨截面轮廓划分为A、B、C、D、E五个打磨区域，其中: 1.1) A区为钢轨截面轮廓的最左边圆弧；最左边圆弧以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点，则A区圆弧圆心坐标为最左边圆弧的圆心坐标，半径为最左边圆弧的半径； 1.2)B区为钢轨截面轮廓的左边第二段圆弧，以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点，则B区圆弧圆心坐标为左边第二个圆弧段的圆心坐标，半径为左边第二个圆弧的半径； 1.3)C区为钢轨截面轮廓的顶面圆弧，以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点，则C区圆弧圆心坐标为顶面圆弧段的圆心坐标，半径为顶面圆弧的半径； 1.4) D区为钢轨截面轮廓的右边第二个圆弧段，以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点(0，0)，则D区圆弧圆心坐标为右边第二个圆弧的圆心坐标，半径为右边第二个圆弧的半径； 1.5) E区为钢轨截面轮廓的最右边圆弧，以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点(0，0)，则E区圆弧圆心坐标为最右边圆弧的圆心坐标，半径为最右边圆弧的半径。4.根据权利要求1所述的基于面积的钢轨打磨方法，其特征在于，步骤2)中将现场钢轨测量的截面廓形与打磨目标截面廓形进行对齐，包括顶部对齐和左侧对齐；其中: 步骤2)中将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓进行对齐，包括顶部对齐和左侧对齐；其中: .2.1)以钢轨截面轮廓的最左下角为坐标原点，将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓在顶部以面积绝对值之和为0的方式对齐，即将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓在Y轴上对齐；也即现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓在顶部交叉面积和为0时，两者顶部对齐完成； .2.2)将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓在左侧以面积绝对值之和为0的方式对齐，即将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓在X轴上对齐；也即现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓在左侧交叉面积和为0时，两者左侧对齐完成。
【专利摘要】本发明公开了一种基于面积的钢轨打磨方法，该方法包括以下步骤：（1）将钢轨截面轮廓划分为多个打磨区域；（2）将现场钢轨测量的截面轮廓与打磨目标截面轮廓进行对齐；（3）计算对齐后现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积；（4）计算现场钢轨各个打磨区域所需要的磨头数目；（5）将现场钢轨各个打磨区域的钢轨打磨面积根据所需的磨头数目进行面积等分，将打磨区域划分为一个一个面积相等的小块，每个小块的中心线角度即为每个钢轨打磨磨头的角度。本发明方法极大的提高钢轨打磨的精度，可有效地降低打磨列车的能耗，减少不必要的钢轨打磨量，延长钢轨的使用寿命，具有重要的理论和现实意义。
【IPC分类】E01B31/17
【公开号】CN105386375
【申请号】CN201510921096
【发明人】华长权, 熊伶俐, 尹勇, 李建芳, 程华, 桂卫东, 余博, 张蒙, 俞良凯, 黄富俊
【申请人】中国铁路总公司, 武汉铁路局武汉大型养路机械运用检修段
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月11日