高速鐵路的鋼軌打磨對(duì)于我國(guó)來說是一個(gè)新的課題,軌道不平順?biāo)鸬妮嗆墑?dòng)力,對(duì)行車安全、平穩(wěn)和乘車舒適性的影響隨行車速度的提高而顯著增大。對(duì)于高速鐵路,一些軌面不平順不要說使列車舒適度降低,甚至可能導(dǎo)致軌道和車輛的破壞甚至行車事故的發(fā)生,因而必須嚴(yán)格控制。
鋼軌是軌道交通的主要部件,鋼軌與列車的車輪直接接觸,其質(zhì)量的好壞直接影響到行車的安全性和平穩(wěn)性。軌道交通開通運(yùn)營(yíng)之后,鋼軌就長(zhǎng)期處于惡劣的環(huán)境中,由于列車的動(dòng)力作用、自然環(huán)境和鋼軌本身質(zhì)量等原因,鋼軌經(jīng)常會(huì)發(fā)生傷損情況,如裂紋、磨耗等現(xiàn)象,造成了鋼軌壽命減少、養(yǎng)護(hù)工作量增加、養(yǎng)護(hù)成本增加,甚至嚴(yán)重影響行車安全。
因此,就必須及時(shí)對(duì)鋼軌傷損進(jìn)行消除或修復(fù),以避免影響軌道交通運(yùn)行的安全。這些修復(fù)措施如鋼軌涂油、鋼軌打磨等,其中鋼軌打磨由于其高效性受到世界各國(guó)鐵路的廣泛應(yīng)用。
鋼軌打磨最早是在重載鐵路上為了延長(zhǎng)鋼軌使用壽命為目的發(fā)展起來的,鋼軌打磨形式也從最初的修理性打磨到保養(yǎng)性打磨發(fā)展到現(xiàn)在特別流行的“頻繁、快速、輕度”的預(yù)防性打磨。同樣高速鐵路也施行養(yǎng)護(hù)維修性的鋼軌打磨。而中高速鐵路新鋪軌后實(shí)施的初次鋼軌打磨為新軌打磨,是屬于另一種打磨類型,叫做“鋼軌預(yù)打磨”即預(yù)備性打磨,它完全不同于運(yùn)營(yíng)過程中的預(yù)防性鋼軌打磨。
鋼軌打磨技術(shù)經(jīng)過多年的應(yīng)用發(fā)展,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高速鐵路、重載鐵路和城市軌道交通的鋼軌養(yǎng)護(hù)維修中,有效地延長(zhǎng)了鋼軌的使用壽命。在應(yīng)用過程中,需要注意以下幾點(diǎn):
1)鋼軌打磨的要求(鋼軌短期壽命還是鋼軌長(zhǎng)期壽命);
2)鋼軌打磨采用的目的(降低噪音或是減少磨耗和傷損);
3)鋼軌打磨采用的策略(打磨策略、打磨次數(shù)、打磨模式等);
4)不同的打磨目的,就要采用不同的打磨策略,同時(shí)鋼軌打磨的效果需要長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。
鋼軌打磨是一項(xiàng)相對(duì)昂貴的作業(yè)手段,其應(yīng)用必須跟預(yù)期獲得的經(jīng)濟(jì)效益掛鉤。鋼軌打磨應(yīng)用的效果如下:
1)增加鋼軌50%-100%的使用壽命;
2)減少鋼軌失效的風(fēng)險(xiǎn);
3)減少車輪、軌道部件以及軌道幾何形位的惡化率;
4)允許列車以較高的速度運(yùn)行;
5)降低輪軌噪音。
砂輪作為打磨工具進(jìn)行作業(yè)時(shí),砂輪與鋼軌之間屬于剛性接觸,因此對(duì)打磨控制技術(shù)要求較高,且砂輪打磨鋼軌時(shí)靠其自銳保持鋒利的切削性能,對(duì)砂輪配方和制造工藝的要求較高。
砂帶與鋼軌之間屬于彈性接觸,規(guī)避砂輪與鋼軌的剛性接觸,且砂帶屬于涂覆磨具,鋼軌打磨過程提高了磨料有效利用率。砂帶打磨散熱性好,噪聲小,打磨鋼軌時(shí)不會(huì)發(fā)生鋼軌表面燒傷、打磨工具的破碎等。
經(jīng)過預(yù)防性打磨的鋼軌和道岔,可延長(zhǎng)鋼軌的使用壽命3至5年。不僅提高了線路設(shè)備質(zhì)量、降低運(yùn)輸成本,而且大大提高了旅客列車運(yùn)行的平穩(wěn)性,使旅客乘坐火車更加舒適。
金剛石、立方氮化硼是目前世界上硬度最高的兩種材料,硬度高、耐磨性好,用其作磨料來加工硬、脆性等難加工工件,消耗量極小,不僅可以保證工件的加工精度,而且提高了加工時(shí)效,同時(shí)也有效解決了對(duì)環(huán)境的污染問題。因此出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢(shì):金剛石磨具取代普通碳化硅磨具;CBN磨具取代普通剛玉磨具。
金剛石砂帶:用于石材、玻璃、陶瓷、單晶硅、多晶硅、合成材料、硬質(zhì)合金、鋁合金等硬脆材料復(fù)雜形面的磨拋加工。
CBN砂帶 :各種鐵基合金、鈦合金、不銹鋼、高溫合金、(鎳基和鈷基合金)等硬韌難加工材料及復(fù)雜形面工件的磨拋加工。