鋼軌打磨頭打磨深度計算方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于軌道交通領域，尤其是涉及一種鋼軌打磨頭打磨深度計算方法和裝 置。
【背景技術】
[0002] 隨著我國鐵路運輸事業的不斷發展，主要干線的列車重量和行車密度的不斷增 加，大規模客運專線和高速鐵路的建設，對軌道的要求標準高，為了改善線路質量，確保列 車的安全運行，應用鋼軌打磨列車對在線鋼軌進行打磨維修與養護是必要的。
[0003] 鋼軌打磨可以消除鋼軌病害。如波磨、飛邊、接頭的不平順等，從而減小了列車運 行的噪音。鋼軌打磨可以修正鋼軌輪廓，從而改善輪軌接觸關系，減少輪軌接觸應力和磨 耗，提高列車運行的舒適性，并且合理有效的鋼軌打磨可以延長鋼軌使用壽命。
[0004] 目前，指導打磨車打磨作業的方案，幾乎都是專家基于經驗確定的。專家大概了解 了線路的鋼軌狀態之后，會根據經驗選擇一種打磨模式，即打磨頭的打磨量、打磨深度、打 磨角度、打磨時間等都是專家依據經驗確定的。
[0005] 但是實際打磨時，若專家根據經驗確定的打磨深度值小，則需要進行二次或多次 打磨，增加了打磨成本，降低了打磨效率，而若專家根據經驗確定的打磨深度值大，則使鋼 軌被過度打磨，降低了鋼軌使用壽命，增加了運營風險，即根據專家經驗確定的打磨頭的打 磨深度，很難實現將待打磨軌道的廓形進行準確的修正。

【發明內容】

[0006] 本發明提供一種鋼軌打磨頭打磨深度計算方法和裝置，用于解決現有技術中根據 專家經驗確定打磨頭的打磨深度的方式，很難實現將待打磨軌道的廓形進行準確的修正的 問題。
[0007] 本發明一方面提供一種鋼軌打磨頭打磨深度計算方法，包括：
[0008] 根據打磨角度和第一預設打磨深度，確定打磨頭的第一打磨直線方程，所述打磨 角度為打磨直線在預設的坐標系中的傾斜角；
[0009] 根據所述第一打磨直線方程和待打磨軌道的實測廓形方程，確定第一打磨面積；
[0010] 判斷所述第一打磨面積與根據打磨量確定的實際打磨面積是否相等；
[0011]若相等，則確定所述第一預設打磨深度為打磨頭的實際打磨深度。
[0012] 本發明另一方面提供一種鋼軌打磨頭打磨深度計算裝置，包括：
[0013] 第一確定模塊，用于根據打磨角度和第一預設打磨深度，確定打磨頭的第一打磨 直線方程，所述打磨角度為打磨直線在預設的坐標系中的傾斜角；
[0014] 所述第一確定模塊，還用于根據所述第一打磨直線方程和待打磨軌道的實測廓形 方程，確定第一打磨面積；
[0015] 判斷模塊，用于判斷所述第一打磨面積與根據打磨量確定的實際打磨面積是否相 等；
[0016] 第二確定模塊，用于若相等，則確定所述第一預設打磨深度為打磨頭的實際打磨 深度。
[0017] 本發明提供的鋼軌打磨頭打磨深度計算方法和裝置，首先根據打磨角度和第一預 設打磨深度，確定打磨頭的第一打磨直線方程，然后根據打磨直線方程和實測廓型方程確 定第一打磨面積，若第一打磨面積與根據打磨量確定的實際打磨面積相等，則可確定第一 預設打磨深度為打磨頭的實際打磨深度，之后即可以第一預設打磨深度控制打磨頭對待打 磨軌道進行打磨處理，由于確定的打磨深度經過校驗計算，使得確定的打磨深度準確度較 高，從而使根據確定的打磨深度對待打磨的軌道進行打磨修正的精度較高。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明實施例一提供的一種鋼軌打磨頭打磨深度計算方法的流程示意圖；
[0019] 圖2為本發明實施例二提供的另一種鋼軌打磨頭打磨深度的計算方法的流程示意 圖；
[0020] 圖3a為本發明提供的某待打磨軌道的整個實測廓形和標準廓型對比示意圖；
[0021] 圖3b為圖3a所示的廓形圖的局部放大圖；
[0022] 圖4為本發明實施例三提供的一種鋼軌打磨頭打磨量的計算裝置的結構示意圖；
[0023] 圖5為本發明實施例四提供的另一種鋼軌打磨頭打磨量的計算裝置的結構示意 圖。
【具體實施方式】
[0024]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例 中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0025] 圖1為本發明實施例一提供的一種鋼軌打磨頭打磨深度計算方法的流程示意圖。 如圖1所示，該方法包括：
[0026] S100,根據打磨角度和第一預設打磨深度，確定打磨頭的第一打磨直線方程，所述 打磨角度為打磨直線在預設的坐標系中的傾斜角。
[0027] 其中，預設的坐標系可以為在軌道的目標廓形上選擇一點作為坐標原點，比如以 標準鋼軌橫截面的軌頂上任意一點為原點，以水平方向為X軸，豎直方向為Y軸建立的坐標 系。打磨頭對待打磨軌道的實測廓形進行打磨之后，其打磨部分為一條直線，該直線在預設 的坐標系中，與X軸正方向的夾角即為該直線的傾斜角。
[0028] 第一預設打磨深度為預設的初始打磨深度。實際使用時，打磨頭上可以施加一定 的壓力，對待打磨軌道進行打磨，打磨頭在加滿壓力和完全不加壓力的情況下，打磨深度值 不同，即打磨頭在加滿壓力時對應一個最大的打磨深度值，在完全不加壓力時，對應一個最 小的打磨深度值，第一預設打磨深度可以是在最小打磨深度值和最大打磨深度值之間的一 個值。第一預設打磨深度在選擇時，可以根據待打磨軌道的實測廓形與目標廓形間的距離 確定，也可以選取最小打磨深度值和最大打磨深度值之間的中間值，本實施例對此不做限 定。
[0029] 假設第一預設打磨深度值為hi，打磨角度為Θ，則打磨頭從實測廓形上的打磨點 (Xl，)打磨b深度之后的第一打磨直線方程為：
[0030] y = ki(x-Xi)+yi-hi/cos(9)
[0031] 其中ki = arctg(9)。
[0032] 其中，打磨角度可以根據經驗確定，也可以根據打磨角度計算方法計算得到。
[0033] S110,根據所述第一打磨直線方程和待打磨軌道的實測廓形方程，確定第一打磨 面積。
[0034] 其中，打磨軌道的實測廓形方程，可以通過將打磨軌道的實測廓形在預設的坐標 系內參數化獲得。舉例來說，首先以標準軌道橫截面的軌頂為原點建立坐標系，以水平方向 為X軸，豎直方向為y軸，在該坐標系下計算出實測鋼軌的參數化方程為:yl = f(x);x={xi， X2，· · ·，Χη};
[0035] 其中，η為實測廓形上沿χ軸離散的點的個數，Χ1，Χ2, . . .，&為實測廓形上各離散點 對應X軸的坐標值，yl = {yii，yi2,...，yin}為實測廓形上對應X軸各個點的縱坐標值。
[0036] 第一直線方程與實測廓形方程之間有一個相交的區域，該區域的面積即為第一打 磨面積SSi，利用包括三角形法或者四邊形法在內的面積計算方法計算&。以三角形法計算 Si為例，由于實測廓形yl參數化之后各點坐標已知，而直線方程已知，假設從實測廓形中取 2個點，從直線中對應取1個點，或者從實際鋼軌廓形中取1個點，從直線中對應取2個點組成 的一個三角形的三個點的坐標分別為: A(xll，yn)，B(X21，y21)，c(X31， y31)，則三角形三邊長 度分別為：
[0037]
[0038]
[0039]
[0040] 若p = l/2(a+b+c)，則三角形ABC的面積為
[0041] Si=[p(p-a)(p_b)(p-c)]l/2〇
[0042] S120,判斷所述第一打磨面積與根據打磨量確定的實際打磨面積是否相等。
[0043] 其中，打磨頭的打磨量等于打磨面積乘以作業距離，打磨過程中速度恒定，作業距 離等于速度乘以時間，所以在確定打磨頭的打磨量后，實際打磨面積S就可以按下式計算：
[0044] g = v + v + t
[0045] 其中，V為打磨量，v為打磨速度，t為打磨時間。
[0046] S130,若相等