岳红强，商文杰，刘 博，刘青松

（北京拓博尔轨道维护技术有限公司，北京 100085）

0 引言

近年来，随着我国地铁和铁路的大规模兴建，钢轨的维护和保养越来越被铁路运营和养护部门重视。钢轨铣磨车是专门钢轨维护的重大智能装备，能有效修复钢轨波浪磨耗、鱼鳞纹等损伤，延长钢轨使用寿命，被越来越广泛地应用于铁路的维护中。

在将钢轨铣磨车进行国产化时，需要搭建钢轨铣削作业单元试验平台，模拟作业线路工况、开展铣削试验、开展铣后效果分析和指标检测等，用于自产钢轨铣削作业单元的出厂前功能检测及性能检测，也可作为其他钢轨铣削作业单元的标准检测平台，提供标准检测服务。本文提出了一种钢轨铣削作业单元试验平台的设计方法。

1 实验平台的设计思路

1.1 需要考虑的技术问题

在设计钢轨铣削作业单元试验平台时，要考虑的技术问题主要包括：

（1）要模拟钢轨铣磨车作业线路：包括轨型、轨距、轨缝、坡道、弯道以及各种铁轨病害（如边缘肥边、边缘磨耗、波浪磨耗等）。

（2）要模拟钢轨铣磨车作业工况：使铣削作业单元能够按照标准作业速度低恒速走行，满足铣削刀盘作业要求，同时速度在一定范围内可调。

（3）要模拟铣削作业单元的固定及安装：根据真实铣削作业单元的工作原理设计安装固定方式，保证铣削作业过程的可靠性。

（4）要模拟铣削作业操作流程：设计与真实钢轨铣磨车作业操作环境一致的试验平台，使操作人员通过该试验平台即可实现对操作流程的训练。

（5）要进行铣削作业效果评估：该试验平台能够将铣削作业单元的作业效果作为可靠数据进行性能指标评判。

1.2 总体解决思路

针对上述待解决的技术问题，本文提出的钢轨铣削作业单元试验平台的总体解决思路是：

（1）模拟真实钢轨铣磨车作业线路：依照铁路标准在地面铺设一定长度的标准60kg轨道，达到真实铁路线路标准，满足试验平台作业线路要求，同时，铁轨为分段铺设，可以将中间区段根据需要换成带有特定病害（如边缘肥边、边缘磨耗、波浪磨耗等）的铁轨，更换铁轨有标准成熟作业流程，简单方便。

（2）模拟钢轨铣磨车作业工况：根据铣削作业单元重量、刀盘铣削力及作业速度要求设计开发移动平车，移动平车速度可调且满足低恒速要求，可模拟机车载着铣削作业单元在铁轨上走行，移动平车设计有铣削作业单元的固定安装接口，且预留电控柜、操作面板等所需安装空间及接口，移动平车所用轮对采用标准铁路机车轮对，精确模拟钢轨铣磨车在轨道上的走行环境。

（3）铣削作业单元的固定及安装：铣削作业单元与试验平台的固定与安装，参照铣削作业单元与钢轨铣磨车的固定和安装，并根据试验情况做出优化，铣削作业单元与试验平台的固定方式采用与钢轨铣磨车相同的固定方式即螺栓连接固定，对安装方式进行了优化，钢轨铣磨车在安装铣削作业单元时采用的是铣削作业单元固定的方式，而试验平台安装铣削作业单元时采用的是试验平车固定的方式，安装便捷，占用空间小。

（4）模拟铣削作业流程：铣削作业环境基本与实际钢轨铣磨车一致，操作人员即可通过太平台进行作业操作训练，同时调试人员也可对作业单元功能、性能开展优化工作。

（5）铣削作业效果评估：铣削作业单元移动平台带动铣削作业单元在铁轨上模拟钢轨铣磨车低恒速运行，进而对铁轨进行铣削作业，由于作业环境基本与实际一致，可以对铣后精度进行检测，并作为铣削作业单元性能的评估依据。

2 实验平台的构成

本文提出的钢轨铣削作业单元试验平台，总体构成如图1所示。

图1 钢轨铣削作业单元试验平台构成图Fig.1 Composition diagram of the test platform for rail milling device

钢轨铣削作业单元试验平台主要由移动平车、实验轨道、铣削作业单元、铣削作业控制柜和作业操作台5部分组成。分别介绍如下：

2.1 移动平车

移动平车由变频电机、减速器、主动轮和从动轮等部件构成，变频电机和减速器为移动平车提供轮对牵引力。

移动平车采用《TB/T449-2016》标准规定的LM型车轮轮对，与钢轨铣磨车实际线路走行一致。同时，移动平车为铣削作业单元、作业控制柜、操作平台等功能部件提供安装基础，在轨道上负载走行，速度在0.3～1.8km/h范围内可调，满足铣削作业过程恒速要求。在移动平车上还设有操作手柄负载平台以及辅助设备等零部件。

移动平车上设有铣削作业单元连接板，该连接板是试验平台的重要连接部件，其经过精加工处理后的安装面，能够很好地安装并支撑铣削作业单元。

2.2 实验轨道

实验轨道采用标准钢轨连接，本论文中，实验轨道铺设长度为30米（实验轨道长度可根据事情情况调整），轨道上安装有可更换连接的钢轨。

2.3 铣削作业单元

铣削作业单元是是试验平台的核心单元，通过螺栓连接固定在铣削作业单元连接板上。铣削作业单元采用仿型加工的原理设计，其上安装有仿标准钢轨型面的铣刀盘，能够根据铣削控制系统的指令对病害钢轨进行铣削加工。

2.4 铣削作业控制柜

铣削作业控制柜固定放置在移动平车上，作业控制柜内有铣削作业控制系统，实时采集铁轨病害数据和操作台作业指令，运行智能控制算法，实时进行钢轨铣削修复作业。

2.5 作业操作台

作业操作台固定安装于移动平车上，作业操作台内安装有铣削作业单元作业状态监视器、作业操作按钮面板及移动平车操作面板，方便操作人员进行铣削作业操作。

3 结论

钢轨铣削作业单元试验平台解决了模拟钢轨铣磨车铣削作业时路基不稳、钢轨振动、易损伤刀片等问题，保证铣削作业线路稳定的同时，还可以针对性更换特定病害钢轨，使铣削作业单元调试、检测更准确便捷。

移动平车采用标准铁路机车轮对，模拟钢轨铣磨车恒速作业工况，在试验厂房即可实现，解决了实际线路上铣削作业所需空间大、试验条件苛刻、试验窗口短、牵扯人员多等问题。使调试更加方便，提高调试效率，节约调试成本，将铣削作业单元、作业控制柜、液压系统及作业操作台等机构合理布置，模拟实际作业环境，解决了作业操作人员培训困难、培训条件复杂、场地不便等问题。使得人员培训更有效率，方便针对性设计培训科目，培训空间便利，安全性更高。

钢轨铣削作业单元试验平台通过铺设标准钢轨、设计低恒速移动平车，构建了一种通用型铣削单元检测平台，可以作为通用检测平台对铣削作业单元进行功能、性能指标检测，进一步可作为认证标准检测机构。