一种砂带磨削式全类型钢轨打磨装置及其打磨方法与流程

本发明涉及钢轨打磨技术领域，尤其涉及一种砂带磨削式全类型钢轨打磨装置及其打磨方法。

背景技术：

近年来随着我国轨道交通行业的迅猛发展，钢轨铺设里程逐年递增的同时，多样化轨道交通方式呈现了齐头并进的发展趋势，如：高铁、普铁、重载、轻轨、地铁、有轨等，道岔场区域与组数也在不断增加。轮对长时间反复碾压会导致钢轨表面呈现波浪形磨耗、肥边、掉块、鱼鳞纹、接头塌陷等多种形式的病害，尤其是尖轨、岔芯、以及槽型轨部分，更换成本远远高于正线轨道，且道岔区域病害不及时处理会增加列车的脱轨危险性。

打磨技术是全球范围内公认唯一能清除钢轨病害的有效手段，目前多数采用砂轮、铣刀去除钢轨表面病害层材料，修复钢轨踏面廓形，延长钢轨服役寿命，减少钢轨维护成本。目前这两种打磨常用方法中，铣削方式只能维护钢轨正线，且切削量较大，过大的材料去除量会缩短钢轨总体寿命；砂轮采用端面形式打磨，只能通过多种布置方式来适应各种打磨需求。

现有钢轨打磨方法存在的一些局限性，如：(1)砂轮、铣刀作业方式无法对道岔区域的岔芯、尖岔进行打磨养护，也无法完成槽型轨的病害打磨；(2)因单一方式无法完成全类型钢轨的打磨养护，使得目前所应用打磨方法过度依赖装备形式，形成了品类繁多的装备类型，给用户的使用、维护造成了很大的不便和负担；(3)工具加工性能直接影响打磨质量，砂轮、铣刀两种作业方式对打磨工具自身性能要求极为苛刻、成本很高，致使打磨工具消耗成为钢轨养护作业的巨大支出。

因此，为了克服现有打磨方法的应用局限性，解决钢轨打磨养护作业中的现存问题，亟需提出适用于全类型钢轨打磨养护需求的装置及其打磨方法。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种砂带磨削式全类型钢轨打磨装置及其打磨方法，具有适应性强、节能环保、成本低廉等优点，可以克服现有打磨装置及其打磨方法对装备及自身性能过度依赖的缺点，能够满足轨道交通钢轨任意类型、全线任意位置的病害打磨需求。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种砂带磨削式全类型钢轨打磨装置，包括机架、动力装置、传动机构、打磨机构，所述打磨机构包括砂带、接触轮，所述打磨机构通过所述传动机构与所述动力装置连接，架设在所述机架上，其中所述砂带在所述接触轮直接施加的打磨压力下与钢轨发生相互磨削作用去除钢轨材料。

进一步地，所述接触轮表面覆有一定厚度的橡胶层。

进一步地，所述接触轮表面橡胶层可以制成断续槽型、内凹型、齿槽型等不同形式。

一种砂带磨削式全类型钢轨打磨方法，该方法由上述砂带磨削式全类型钢轨打磨装置实现，包括以下步骤：

s1:所述打磨机构通过沿钢轨表面垂向a、横向b、纵向c以及以纵向c为轴的旋转方向d进行钢轨的廓形打磨运动；

s2:所述打磨机构通过沿钢轨表面以垂向a为轴的旋转方向e改变砂带与钢轨间接触状态；

s3:根据具体工况要求，所述s1和所述s2可独立或协作完成钢轨打磨工作。

进一步地，该方法用于打磨槽型轨时，设计与槽型轨踏面形状相匹配的接触轮型面及与槽型轨的服役工况相匹配的砂带磨削作业所需的机械结构，利用砂带周面磨削特征对槽型轨踏面实施打磨作业。

进一步地，该方法用于打磨岔芯、尖轨时，根据所述岔芯、所述尖轨等道岔组特定区域的磨削要求，利用砂带磨削系统自身的弹性接触特征，调整砂带的磨料、粒度等参量；根据所述岔芯、所述尖轨等道岔组特定区域的的空间特征，利用所述砂带周面磨削特征，减小砂带、接触轮宽度并调整与之配套的轮系结构；调整接触轮橡胶层厚度，采用所述内凹型接触轮，实现钢轨特殊位置的打磨。

进一步地，该方法可以用于50kg/m、60kg/m、75kg/m等正线钢轨以及尖轨、岔芯等道岔区钢轨的廓形打磨。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明实施例具有如下有益效果：(1)砂带磨削利用周面磨削及其系统可调参量多的优势，能够完成道岔区域、正线区域钢轨病害去除，可实现工字型、槽型等全类型钢轨的打磨养护，比现有打磨方式效率提高3～5倍；(2)砂带磨削具有砂带宽度、接触轮型面可变化的应用特征，仅改变砂带轮系即可适用多种工况需求，降低了对原有打磨方式对装备的过度依赖性；(3)因特定的静电植砂工艺，砂带具有弹性磨削、快速磨削、冷态磨削等优势，打磨作业过程降低了对砂带自身性能的要求，且砂带易获取，更换便捷，大幅降低了钢轨维护中工具消耗成本，预期可降低70％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。另说明，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，亦可以根据如下例图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用砂带磨削式全类型钢轨打磨装置进行打磨的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种接触轮形式示意图；

图3为本发明实施例提供的一种槽型轨打磨示意图。

图4为本发明实施例提供的一种岔芯打磨示意图；

图5为本发明实施例提供的一种尖轨打磨示意图；

具体实施方式

为便于本领域的技术人员充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实例对本发明进行阐述。这些实例只为进一步说明发明的优点和特征，而不是对本发明的限制。

如图1所示，一种砂带磨削式全类型钢轨打磨方法是利用砂带1在打磨压力下与钢轨3相互作用去除材料，其中接触轮2直接将加压力施加至砂带1发生磨削作用；砂带1及其轮系可以实现沿钢轨表面的垂向a、横向b、纵向c直线运动，并可以实现绕a轴、c轴的旋转运动e、d。

所述砂带及其轮系的a、b、c、d等运动形式系为实现适应不同钢轨打磨目标廓形下而设置，运动形式e是为了改变砂带、钢轨间接触状态，均化砂带磨损并易于磨屑收集而设置，实际打磨作业过程中，上述几种运动可根据具体工况要求进行协作。

如图2所示，所述接触轮形式表面橡胶层可以制成不同形式：断续槽型2-1、内凹型2-2、齿槽型2-3等，利用槽型接触轮可以实现砂带磨削过程中的断续冲击效果，增强砂带表面磨粒破碎自锐能力，维持其锋利特性，提高砂带磨削效率；可以利用橡胶层型面特征的变化，调整接触压力沿轴向的分布压力，利用材料去除廓线来实现打磨廓形。

图3所示为本发明应用于槽型轨4打磨的示意图。可以利用砂带周面磨削方式来对槽型轨踏面实施打磨作业，同时可根据槽型轨踏面形状设计接触轮型面，并根据槽型轨的服役工况来设计砂带磨削作业所需的机械结构，克服了当前砂轮、铣刀无法打磨槽型轨的特征。

图4、图5所示为本发明应用于岔芯5、尖轨6打磨的示意图。所述砂带磨削式全类型钢轨打磨方法可以完成对岔芯、尖轨的病害去除与廓形修复，利用砂带磨削系统自身的弹性接触特征，可调整砂带的磨料、粒度等参量以适应岔芯5、尖轨6等道岔组特定区域的磨削要求；利用砂带周面磨削特征，可以减小砂带、接触轮宽度并调整与之配套的轮系结构，以适应岔芯、尖轨等部位的空间限制；所述砂带磨削方法用于岔芯、尖轨打磨时，可借助内凹型2-2接触轮特征，并调整接触轮橡胶层厚度，实现钢轨特殊位置的打磨。

利用砂带磨削方式实现打磨目标廓形时，可用于包括50kg/m、60kg/m、75kg/m等正线钢轨以及尖轨、岔芯等道岔区钢轨的廓形打磨。上述廓形实现过程充分利用了砂带磨削方式变量多的优势。砂带式钢轨打磨为目前唯一能实现全类型钢轨廓形打磨的有效方法。

以上所述，仅是本发明的部分实例，并非是对本发明的限制。凡是根据本发明的技术实质对以上实例所做出的变形和改进，都属于本发明的范围。