[发明专利]一种恒功率钢轨打磨系统

说明书

技术领域

本发明涉及铁路轨道测量技术领域，尤其是涉及一种应用于钢轨打磨车的恒功率钢轨打磨系统。

背景技术

轨道交通线路开通运营之后，作为线路基础部件的钢轨将长期处于恶劣、复杂的环境中，由于列车的动力作用、自然环境，以及钢轨本身质量的差异等因素，钢轨产生伤损的情况时有发生。典型的钢轨伤损，如：裂纹、磨耗等现象，将直接造成钢轨寿命的减少，同时钢轨养护工作量和养护成本都将大幅增加，甚至可能会严重影响到轨道交通行车运营的安全性。因此，必须及时对钢轨的伤损进行消除或修复，才能最大限度地避免影响轨道交通安全运行的事故发生。

在现有技术当中，针对不同类型的钢轨缺陷采取了各种不同的模式对高速铁路钢轨的波浪型磨耗(钢轨顶面高低不平的波浪形磨耗，简称波磨)、钢轨肥边、马鞍型磨耗、焊缝凹陷及鱼鳞裂纹等病害实施快速打磨，以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷。同时，将轨头轮廓恢复至设计要求，从而减缓钢轨表面缺陷的进一步发展，提高钢轨表面的平滑度，以进一步达到改善旅客乘车舒适度、降低轮轨噪音和延长钢轨使用寿命的目的。

钢轨打磨车是钢轨维护的重要铁路工程机械设备，主要用于对钢轨的各种缺陷进行打磨。自上世纪90年代从国外引进，其控制系统全部为进口，进口系统成本非常高，且控制算法技术对国内完全封锁，同时配件昂贵且维护响应慢。而在现有技术当中，针对钢轨打磨车的打磨控制方法大致有恒定压力控制方法和下压行程控制方法两种类型。这两种方法在小型打磨装置中使用广泛，但是对于大型打磨车辆来说，由于液压系统响应速度、执行部件结构影响等因素，其打磨控制方式还完全不能符合实际铁路钢轨打磨的标准和要求。同时，恒定压力控制方法和下压行程控制方法在打磨过程中极易形成小波长波磨，由于钢轨具体线路磨耗的区别，采用恒压打磨控制方式后的钢轨轨面不平整度不能很好地得到消除。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种恒功率钢轨打磨系统，能够解决现有打磨系统在钢轨打磨过程中易形成小波长波磨，由于钢轨具体线路磨耗的区别，导致钢轨轨面的不平整度不能得到很好消除的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种恒功率钢轨打磨系统的技术实现方案，一种恒功率钢轨打磨系统，包括：设置在钢轨打磨车上的控制单元、比例阀、液压系统、打磨电机和磨石。

所述打磨电机在所述液压系统的控制下带动所述磨石下压至所述钢轨上，所述磨石接触到钢轨后使得所述打磨电机的输出功率发生变化，所述控制单元通过控制液压系统施加至所述打磨电机的下压力来控制所述打磨电机的输出功率。

所述打磨电机的输出功率反馈至所述控制单元，所述控制单元根据给定的目标功率，以及所述打磨电机的输出功率，通过调整所述比例阀的电流控制所述液压系统施加至所述打磨电机的下压力，以实现所述打磨电机在所述钢轨打磨车移动打磨过程中的输出功率恒定。

优选的，所述控制单元包括依次相连的功率PID控制环节、下压力计算环节和下压力PID控制环节。所述功率PID控制环节根据打磨控制计算机给定的目标功率与所述打磨电机实际反馈的输出功率进行PID计算，所述下压力计算环节根据所述功率PID控制环节输出的计算结果计算出给定下压力。所述下压力PID控制环节根据所述下压力计算环节输出的给定下压力，以及下压力的实际反馈值进行PID计算，得到输出至所述比例阀的电流，通过调整所述比例阀的电流控制所述液压系统施加至所述打磨电机的下压力，以此调节所述打磨电机的输出功率。

优选的，所述功率PID控制环节根据以下公式进行PID计算：

ΔP_n＝K_P1*ΔP_n+K_I1*ΔP_n-1+K_D1*ΔP_n-2；

ΔP_n＝P^*_n-P_n-1；

ΔP_n-1＝P^*_n-1-P_n-2；

ΔP_n-2＝P^*_n-2-P_n-3；