钢轨材料快进给干磨削机理研究

发布时间：2017-07-29 03:14

  本文关键词：钢轨材料快进给干磨削机理研究

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【摘要】：高速铁路、普通铁路、城市轨道交通铁路钢轨长期在列车高速载荷作用下会发生各类伤损,直接影响到列车运行的安全性、平稳性以及钢轨使用寿命。为保证行车安全舒适和钢轨的正常服役,需要定期对钢轨线路进行修复作业,去除钢轨表层各类缺陷。钢轨线路修复作业是保障列车安全平稳运行、保证和延长线路设备使用性能与使用寿命的重要环节。近年来,钢轨铣磨车已逐渐成为线路钢轨修复的主要设备,而磨削装置作为钢轨铣磨车的核心工作部件,其性能直接决定了铣磨车对钢轨修复的效果。国内当前使用铣磨车均为进口,对磨削效果影响很大的砂轮主要是国外厂商提供,对钢轨磨削的研究分析也很少。本文依据钢轨铣磨车作业情况,制定试验方案进行磨削工艺试验,选出适合铣磨车钢轨磨削的砂轮,并考察砂轮、工艺参数等对磨削力、磨削温度、比磨削能、表面粗糙度、表面形貌和表面残余应力的影响。主要研究内容如下:1)结合现有的钢轨磨削砂轮和钢轨的化学机械性能,开发和定制砂轮。对定制的砂轮开展实验研究,研究不同砂轮的最大磨削深度、耐磨性和砂轮堵塞情况,筛选出综合性能较好的适合钢轨磨削的砂轮。2)用筛选出的砂轮进行工艺实验研究,参考铣磨车作业参数制定实验磨削参数。对磨削力和磨削温度进行检测,研究磨削力和磨削温度随磨削参数变化的规律,分析最大未变形切屑厚度对磨削力和比磨削能的影响。观察磨屑的形态分析磨屑的成形机理。研究结果表明:随着磨削深度的增大,磨削力和磨削温度都呈增大趋势;进给速度增大,钢轨磨削力增大趋势逐渐变缓,磨削温度变化不大。3)观测磨削后不同磨削参数下的工件表面形貌、检测不同磨削参数下的工件表面粗糙度和残余应力;分析表面形貌、粗糙度、表面残余应力随磨削参数的变化规律。综合磨削力、磨削温度和粗糙度、残余应力等试验检测结果来分析不同磨削参数下的钢轨磨削质量,为作业砂轮的选取和工艺参数的制定提供参考。研究表明:选取的砂轮磨削后粗糙度能够满足需求;砂轮粒度对磨削工件表面的粗糙度影响最大;钢轨磨削后表面残余应力由压应力变为残余拉应力;在制定作业参数时,应综合考虑磨削力、磨削温度、残余应力和表面形貌等的变化情况。
【关键词】：钢轨材料 干磨削 砂轮 磨削参数
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U213.4;TG580.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 符号物理含义表11-15
• 第1章 绪论15-24
• 1.1 研究背景15-18
• 1.2 钢轨磨削的特点18-19
• 1.3 干磨削加工技术的发展现状和特点19-22
• 1.3.1 干式磨削技术国内外研究现状19-21
• 1.3.2 全干式磨削的特点21-22
• 1.4 课题来源、研究内容及研究方法22-23
• 1.4.1 课题来源22
• 1.4.2 研究内容22
• 1.4.3 研究方法22-23
• 1.5 本章小结23-24
• 第2章 磨削实验条件及检测设备24-31
• 2.1 实验设备24-25
• 2.1.1 机床24
• 2.1.2 实验所选用砂轮24-25
• 2.2 试验材料25-26
• 2.3 实验检测26-30
• 2.3.1 磨削力测量26
• 2.3.2 磨削温度测量26-28
• 2.3.3 表面粗糙度检测28
• 2.3.4 残余应力检测28-30
• 2.3.5 硬度检测30
• 2.3.6 工件表面形貌检测30
• 2.3.7 磨屑形貌检测30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 砂轮磨削性能评估31-43
• 3.1 砂轮的选择31-33
• 3.1.1 砂轮磨粒的选择31
• 3.1.2 砂轮粒度的选择31-32
• 3.1.3 砂轮硬度的选择32-33
• 3.1.4 结合剂的选择33
• 3.2 砂轮性能评估实验方案33-38
• 3.2.1 实验材料分析33-36
• 3.2.2 砂轮修整36
• 3.2.3 砂轮动平衡调整36-37
• 3.2.4 砂轮选取实验参数37-38
• 3.3 砂轮选取实验结果38-42
• 3.3.1 不同砂轮最大磨削深度分析38
• 3.3.2 不同砂轮的磨削比分析38-41
• 3.3.3 磨削前后砂轮堵塞状况41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 钢轨磨削工艺研究43-53
• 4.1 钢轨磨削工艺研究实验方案43-44
• 4.1.1 磨削实验用砂轮43-44
• 4.1.2 实验研究工艺参数44
• 4.2 钢轨磨削磨削力实验结果44-46
• 4.2.1 砂轮线速度对磨削力的影响44-45
• 4.2.2 磨削深度对磨削力的影响45
• 4.2.3 进给速度对磨削力的影响45-46
• 4.3 钢轨磨削磨削温度试验结果46-47
• 4.3.1 磨削深度对磨削温度的影响46
• 4.3.2 进给速度对磨削温度的影响46-47
• 4.4 最大未变形切屑厚度h_(max)对磨削效果的影响47-49
• 4.5 磨屑形态与能谱分析49-51
• 4.5.1 磨屑形貌分析49-50
• 4.5.2 磨屑能谱分析50-51
• 4.6 本章小结51-53
• 第5章 钢轨磨削质量分析53-63
• 5.1 磨削后工件表面形貌53-57
• 5.1.1 进给速度对表面形貌的影响54-55
• 5.1.2 磨削深度对工件表面形貌的影响55-57
• 5.2 磨削参数对表面粗糙度的影响57-59
• 5.2.1 磨削深度对表面粗糙度的影响57-58
• 5.2.2 进给速度对表面粗糙度的影响58
• 5.2.3 最大未变形切屑厚度h_(max)对表面粗糙度的影响58-59
• 5.3 磨削参数对表面残余应力的影响59-61
• 5.3.1 磨削深度对残余应力的影响60
• 5.3.2 进给速度对残余应力的影响60-61
• 5.4 亚表面形貌61-62
• 5.5 本章小结62-63
• 结论与展望63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68

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本文编号：587241