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1、郑州铁路职业技术学院毕业论文 论文题目：钢轨打磨原理及其应用作者姓名：董江涛班级学号：铁路大机 090313060系 部：机电工程系专 业：工程机械（铁路大型养路机械控制技术） 指导教师：冯娜娜2010 年 5月 27 日目 录摘要（）英文摘要 （）第一章 钢轨打磨列车简述第二章 钢轨打磨列车的构造2.1 打磨小车（1）2.2 打磨电动机（2）2.3 砂轮（3）第三章 钢轨打磨列车的主要工作系统3.1 动力传动与走行系统（4）3.2 制动系统（5）3.3 液压系统（6）3.4 电气系统（7）第四章 钢轨打磨的原理第五章 钢轨打磨的应用结束语 参考文献 摘要钢轨是轨道交通的主要部件，钢轨与列车的
2、车轮直接接触，其质量的好坏直接影响到行车的安全性和平稳性。轨道交通开通运营后，钢轨就长期处于恶劣的环境中，由于列车的动力作用、自然环境和钢轨本身质量等原因，钢轨经常会发生伤损情况，如裂纹、磨耗等现象，使轮轨接触面的状况进一步恶化，造成钢轨寿命减少、养护工作量增加、养护成本增加，甚至严重影响行车安全。大型钢是合理整治这一突出病害轨的现代化大型机械。在国外高速铁路的维修工作中，钢轨的磨削工作以作为一项重要的维修内容，其高效性已受到各国铁路的广泛性关注。关键词：磨轨、润滑、液压、打磨小车、砂轮、转向架、供水系统、动力系统、制动系统、传动系统Abstract From the energy point
3、 of view, the compressor power belongs to the original motivation for the gas pressure can be transformed into a machine. With scientific and technological development, the increasingly widespread application of pressure to make the construction of compressors in many sectors in the national economy
4、 to become one of the key equipment necessary. Compressor in operation process will inevitably be some failures, or even an accident. Failure is the compressor running in the emergence of a non-normal conditions the exhaust, once excluded, the compressor will be able to resume normal work; while the
5、 incident is occurring in a devastating situation, if not repaired, the compressor can not be normaljob. The two are related, if we find fault not promptly removed, may cause major accidents. This paper analyzes the common piston-type air compressor failure, accidents and the reasons put forward to
6、exclude possible methods and preventive measures, safe operation of air compressor, raising the average uptime of guiding significance to improving the efficiency Keywords: Cooling Abnormal sound The main parts and components damaged Exhaust failure Compressor Accident OverheatingLubrication system
7、第一章 钢轨打磨列车简述 钢轨在使用过程中，由于运营车速的不断提高，钢轨通过总重的增加、自然环境和钢轨本身质量等许多原因导致轨面条件不断恶化和轨头变形，产生波浪肥边，磨耗、剥落、轨面鱼鳞、裂纹、道岔等缺陷，破坏了原有的轨头形状，特别是在曲线段、钢轨接头和道岔，这些都会形象行车安全、行车速度和旅客的舒适性。所以轨道要经常打磨，通过钢轨打磨可以消除钢轨表面的不平顺、轨头表面的缺陷及将轨头轮毂恢复到原始的设计尺寸，从而实现减缓钢轨表面缺陷的发展，提高钢轨表面的平滑性，进一步达到改善旅客乘车舒适度，降低轮轨噪声、延长钢轨使用的寿命。国产的小型打磨机采用砂轮磨销，由于效率低、质量难保障等原因很难适应现在
8、铁路的高速发展，我国自20世纪80年代末从国外引进URR48-4、RR48HP-4、PGM-48型钢轨打磨车,PGH20C型道岔打磨车，在全国几条干线作业效果良好。当前，国际上有许多国家和公司不断开发和研究对打磨设备，并制造了各种类型的钢轨打磨列车，而我国铁路部门使用最多的车型是美国制造的PGM-48型打磨列车。PGM-48型钢轨打磨列车是一种结构复杂、控制先进的线路养护机械，机、电、液、气集及计算机技术与一体，主要用于消除钢轨的波磨、擦伤和剥落等损伤，进一步提高线路质量。它通过墎形和波磨测量系统获得钢轨的磨耗状况，并将测量结果提供到计算机控制系统，经过运算与比较，计算机控制系统将设置在1号车
9、、2号车、3号车上的打磨小车附属的48个打磨电动机完成偏转、横移与加压，对钢轨经行打磨作业。PGM-48型钢轨打磨列车由1号车、2号位和3号车三节组成，1号车和3号车分别位于列车的两端，2号车位于列车中部。1号车由司机室、主动力室，辅助发电机室、电气控制室四部分组成；3号车有司机室、动力室、物料室、电气室四部分组成；2号车由卧室、厨房间、盥洗室、休息娱乐室四部分组成。此外钢轨打磨列车包括转向架、车架、牵引装置、防火装置、检测系统、液压系统、电气系统、气动系统、动力传动系统及制动系统等基本构成。打磨车的驱动装置采用液压驱动系统，动力车的下部安装有两台动力转向架，整列共有四台转向架，而生活车的下部
10、有两台非动力转向架。该列车的打磨系统采用电驱动系统，共有48个打磨电动机，每8个打磨电动机安装在一个打磨小车上，而其中每册的2个打磨电动机为一组安装在打磨小车辅助架上，这两个打磨电动机可以锁定共同工作，也可以独立工作。列车的检测系统包括波磨检测和轨头廓形检测两个系统。波磨检测采用轮接触式电涡流传感器系统轨头廓形检测采用非接触式激光CCD固体成像检测系统。两个系统检测出来的数据均可以通过专门的检测用计算机系统存储和显示。PGM-48型钢轨打磨列车的特点（1） PGM-48型钢轨打磨列车可以在大于100m的曲线上进行打磨作业，打磨小车的轮对轴距为4.76m.因此可在标准规距的曲线条件下有足够的横向
11、移动量，保证安全通过曲线。（2） PGM-48型钢轨打磨列车配备着迄今为止与其他钢轨打磨列车相比最复杂又最易造作的计算机系统，它由一台图形界面计算机及由其控制的4台分开的计算机组成。（3） 障碍自动避让系统可有单独升降每一个打磨电动机，以便避让预知的障碍，安装在轴上的光学编码器监视本车在线路上的位置，当操作人员输入不需要打磨的起止位置，当打磨列车经过这些预知的位置时，砂轮将自动地、单独地升起和降落。（4） PGM-48型钢轨打磨列车可以连续工作6h，但砂轮在6h内发生消耗时，这个连续工作时间则不含更换砂轮的时间。第二章 钢轨打磨列车的构造1、 打磨小车打磨小车由8个电动机及砂轮、打磨电动机角度
12、偏转装置，调节油缸，打磨电动机下压机构、基准轮、悬挂机构、车架、走形轮以及控制系统等部分组成。每两个打磨电动机组成一个打磨单元，每侧各两个。打磨作业时，打磨电动机直接驱动打磨砂轮。根据不同的打磨范围，可调节打磨电动机在钢轨顶面的偏转角度及横向位置，并由液压油缸对打磨电动机施压，实现对钢轨的打磨作业。其结构由以下部分组成。（1） 走行轮：提供小车的支撑。（2） 打磨小车提升油缸：用于长途走行或保养时，将小车置于上位。（3） 规矩轮升降油缸：用于升降轨距轮。（4） 轨距轮伸缩油缸：用于向钢轨内侧张紧或松开轨距轮。（5） 摇篮：是打磨电动机的安装架。（6） 打磨电动机：公驴22KW,转速3600r/
13、min。（7） 打磨砂轮：直径254mm。（8） 打磨电动机摆角马大：辅助角度装置，使摇篮的角度达到最大值。（9） 打磨电动机垂直油缸：升起或降下打磨电动机并形成打磨电动机的垂直作业压力。（10） 侧向横向位移油缸：控制侧车及摇架横向位移的液压油缸，移动范围为50mm。 打磨小车的动作种类包括小车的起落与锁定、打磨小车的运行、打磨电动机的垂直升降、打磨电动机的转动与横向移动、打磨电动机的角度偏转、基准轮位置调整等。打磨小车的电力、液压系统可有计算机控制。每节车上装有一台打磨控制计算机，控制本节车上所有打磨工作。另外，车体外部左侧设有手动控制箱，用于手动控制打磨小车的升降等动作。每个打磨电动机偏
14、转角度范围：为向轨距侧，即内侧为+50度，向外侧为-50度。每个打磨电动机的打磨压力是通过液压油缸对打磨电动机施加向下压力而产生的。可以对每个打磨电动机单独施压。在保证打磨质量的前提下，应提高打磨压力。该打磨列车的打磨压力是通过功率显示的，其功率范围在1415kw之间。打磨列车的液压电磁阀、油缸及液压油设计的比较细腻，其中，打磨使用的液压油采用的是水基油，国外编号是UCONHP5046，目的是为了满足高温防火的要求。2、打磨电动机打磨电动机是打磨机构中的驱动元件，它直接担负着旋转磨石，起到时打磨小车具有打磨功能的作用。打磨小车由两处用到电动机，而且又都是关键件。其一是打磨电动机。其二是转角伺服
15、小电动机。打磨电动机采用的是功率22KW，转速3600r/min的特定性能的电动机。它具有在恶劣工作环境下连续工作的性能。即应有很强的耐高温、耐粉尘的工作性能和高等级的绝缘性能以及轴承润滑的高温、高速可靠性，即应不在轴颈旋转付处漏油，旋转用小型伺服电动机是为了解决打磨电动机转角时转动角度的微调而设的。打磨电动机由一个600V三相50A的空气开关和一个交流接触起来控制，空气开关是由手动控制，通常是在闭合状态，交流接触器的通断是有计算机来控制的。3、砂轮砂轮是由磨粒、结合剂和气孔组成。这些称为砂轮三要素。磨料是制造磨具的主要原料，直接担负着切削工作。目前常用的磨料有棕刚玉、白刚玉、黑碳化硅和绿碳化
16、硅等。结合剂的作用是将磨料黏合成具有一定强度的砂轮。砂轮的强度、抗冲击性、耐热性及抗腐蚀性能力，主要取决于结合剂的性能。常用的结合剂由陶瓷结合剂、树脂结合剂、橡胶结合剂和金属结合剂等。硬度是指磨销时再磨削力的作用下，磨料从砂轮表面脱落的难易程度，磨料难脱落，即砂轮硬，反之则砂轮软。组织选取的主要依据是普通磨削钢和铸铁中等组织砂轮；成型磨削、精密磨削，组织紧密砂轮；韧性大硬度不高的材料，组织疏松砂轮；硬质合金、热敏性材料（如磁钢）、有色金属，组织更疏松的大气孔砂轮。 第三章 钢轨打磨列车的主要工作系统1、动力传动与走行系统打磨车的主发动机动力传运路线：发动机的机械能转换为发动机的电能和液压泵输出
17、的液压能以满足走行和打磨机构等的正常工作需要。（1） 液压部分 每台发动机前端通过分动齿轮箱带动四台走行液压泵工作，同时带动辅助液压泵工作。四台走行液压泵分别通过液压管路与安装在车轴齿轮箱上的液压马达相连接，实现能量的传递，液压马达将液压能转化成机械能，通过车轴齿轮箱，带动车轴转动。四个辅助液压泵分别与液压油、发动机冷却液的散热风扇马达相连接，为风扇马达提供动力，以实现对液压油、发动机冷却液的冷却，同时作为液压泵的补偿泵，想走行系统补偿液压油，维持系统稳定。（2） 电液部分 辅助发电机动力传动路线：辅助电动机组可以提供220/380V电源主要用于整车生活用电，包括室内照明、空调、水箱加热等。同
18、时提供车内插座电源，以方便使用。 打磨车的走行传动系统采用闭式液压传动系统，液压传动更容易实现其运动参数(流量）和动力参数（压力）的控制，同时采用计算机（朱庇特2000控制系统）控制，将电子技术和液压技术相结合。 打磨列车的走行系统与计算机控制技术结合起来通过计算机的网络系统控制整个液压走行系统。2、制动系统PGM-48型钢轨打磨机的制动系统JZ-7型空气制动机是我国自行设计并定型的空气制动机，其性能与国外26-L型空气制动机相近，但增加了低压过充性能，以及具有良好的排风性能的中继阀，从根本上克服了原有制动机充排风性能不能满足列车要求的弊端。改性制动机性能良好、操作灵活、检修方便，它既适用于单
19、端操作的机车。也适用于双端造作的机车。主要由以下组成。（1） 空气压缩机及总风缸（2） 自动制动阀（3） 制动管（4） 副风缸（5） 三通阀或分配阀（6） 制动缸与基础制动装置3、 供水系统PGM-48型钢轨打磨列车设计了供水系统，供水系统的设计主要为了消防用水、钢轨表面降温和提供生活用水。打磨列车的供水系统主要包括水箱、喷水装置、动力和控制系统四部分（1） 水箱（2） 喷水装置：主要包括顶喷、侧喷、和消防水带喷水三种方式（3） 动力部分：主要是两个水泵，主水泵和生活水泵。4、 液压系统 液压系统主要元件有动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件和工作介质等五部分组成。（1） 动力元件：它的作用
20、是把液体利用原动机的机械能转换成液压力能。（2） 执行元件：它的作用是将的液压能转化成机械能。（3） 控制元件：包括压力阀，流量阀和方向阀。（4） 辅助元件：包括压力表、滤油器、蓄能装置、冷却器，管件和油箱。（5） 工作介质：指各类液压传动中的液压油或乳化液，它经过油泵或液动机实现能力按转换。5、 电气系统 电气系统主要包括主发电机，辅助发电机组、蓄电池、各电源转换元件、各用电部件和计算机控制系统组成。 PGM-48型钢轨打磨列车装备有2台美国KATO公司制造的交流发电机其信息如下：额定功率680kW视在功率850kVA额定电压600V额定转速1800r/min额定频率120Hz相数3相线数6
21、线功率因数0.8第四章 钢轨打磨的原理 随着我国经济的快速发展，铁路在国民经济中的作用愈显突出。进入新世纪以来，我国铁路进入了大发展的快车道，伴随着六次大面积提速，铁路的技术装备和管理水平进入世界先进行列，铁路线路维修也进入机械化时代。 自从1984年从国外引进大型养路机械进行线路维修、大修以来，铁路工务系统的作业方式和维修体制已经发生根本的变革，线路养护修理的质量、效率得到极大的提高，施工与运行的矛盾得到很大程度的缓解，施工生产的事故明显减少。特别是在铁路第六次大提速工程中，大型养路机械更发生不可替代的作用，以成为确保线路质量、提高既有线路效能，保证高速、重载、大密度铁路运输必不可少的现代化
22、装备。正是由于大型养路机械设备为铁路建设的发展作出的巨大贡献，所以，大型养路机械事业正以飞快的速度向前发展。全露大型养路机械设备的品种和装备数量快速增加，大型养路机械使用人员的队伍正不断壮大。大型养路机械是资金密集、技术密集的现代化设备，具有结构复杂、生产效率高、价格昂贵等特点，并且大型养路机械使用集运行、施工、检修与一身，所以大型养路机械的使用人员必须具有较高的综合素质和技术业务水平，专业的培训和岗位学习是自身的能力得到不断的提高。第五章 钢轨打磨的应用 钢轨打磨作为铁路工务部门在线路养护维修中的一种重要方法，在国外已经得到广泛应用，产生了巨大的经济效益。在国外，钢轨打磨已有50多年的历史，
23、到目前以达到比较完善的应用阶段。钢轨打磨的的目的在于消除钢轨的波浪磨耗和控制钢轨的解除疲劳，防止因解除疲劳而产生片状剥落、开裂等病害。在钢轨打磨的早期阶段，主要对钢轨进行矫正性打磨，而目前较多的采用预防性打磨。随着打磨设备和技术的不断改进，以及优质钢材和先进润滑技术的应用，已经基本上能够消除钢轨的波浪磨耗，有效地控制剥落现象，大幅度提高钢轨寿命，钢轨打磨能消除轨面的轨头变形，产生的波浪磨耗、肥边、剥落 钢轨打磨列车的设备，使工务部门在加强铁路线路结构现代化建设的同时，加快了施工机械换的进程，提高了机械化作业技术水平，促进了工务维修手段由限制刑相适应型转变，推动了公务技术进步，为铁路运输的快速发
24、展提供了坚实的基础。、轨面鱼鳞、裂纹、道岔毛刺等缺陷，恢复原有的轨头形状，特别是在曲线段、钢轨接头和道岔处。结束语 钢轨打磨列车的装备，使工务部门在加强铁路线路结构现代化建设的同时，加快了施工机械化的进程，提高了机械化作业水平，促进了工务维修手段由限制型向适应型转变，推动了工务技术的进步，为铁路运输的快速发展做出了不可磨灭的贡献。但在我国铁路发展的新形式下，铁路养护的大机化工作依然任重道远。参考文献1. 汪奕. 钢轨打磨列车. 北京：中国铁道出版社，2008.8.2. 张贵良. JZ-7性空气制动机. 北京：中国铁道出版社，2005.3. 何科学. 铁道工务. 成都：西南交通大学出版社，2007.4. 邓之明. 轨道车辆制动工程. 北京：中国铁道出版社，2006.5. 毛必显. 大型养路机械空气制动机. 北京：中国铁道出版社，2007.6. 中华人民共和国铁道部. 大型养路机械使用规则. 北京：中国铁道部出版社，2007.7. 苏公杉. CDO8-475型道岔捣固车的运用与保养. 成都：西南交通大学出版社，2007.8. 李纪 ,池凤山 . 机电事故分析与预防. 北京:煤炭工业出版社,19919. 庄司克雄. 磨削加工技术. 北京：机械工业出版社，2007.