一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统及方法与流程

技术特征：
1.一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统，其特征在于：包括高压磨料水射流钢轨打磨车，设于所述磨料水射流钢轨打磨车前端的轨道数据采集监测车、用于确定磨料水射流钢轨打磨车打磨参数的轨道信息数据库、设于所述磨料水射流钢轨打磨车后端的钢轨表面质量检测车、与所述轨道数据采集监测车和所述钢轨表面质量检测车相连通的上位机控制系统以及用于使磨料水射流钢轨打磨车保持在较佳打磨状态的高聚物添加剂；其中，所述轨道数据采集监测车用于采集待打磨钢轨段的数据，作为是否调整高聚物添加剂浓度的判断依据；所述钢轨表面质量检测车用于在打磨作业过程中检测打磨后的钢轨是否达到了钢轨的仿形要求和表面质量要求；通过所述轨道数据采集监测车实时采集待打磨轨道数据，再与预实验得到的高聚物添加剂浓度和打磨深度的变化关系图进行比对，使用所述轨道信息数据库中的辅助数据和所述轨道表面质量检测车获得的数据共同进行高聚物添加剂浓度值修正，以实现通过在磨料水射流钢轨打磨过程中实时调整高聚物添加剂浓度来改变打磨能力的动态调节，进而使打磨后的钢轨满足仿形要求和表面质量要求。2.根据权利要求1所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统，其特征在于：所述轨道数据采集监测车设于距离所述磨料水射流钢轨打磨车前端300～500m处。3.根据权利要求2所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统，其特征在于：所述高聚物添加剂为聚丙烯酰胺。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统，其特征在于：所述轨道信息数据库是提前采集铁轨工作年限、铁轨布置位置、铁轨工作环境等信息建立的；所述铁轨布置位置信息包括弯道、进站处、出站处等列车往往需要执行减速、制动、加速等操作的位置信息；所述铁轨工作环境是指包括潮湿路段、高温路段、冻土路段等具有某些物理特性的工作环境。5.一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节方法，其特征在于，应用如权利要求1-4中任一项所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统实现，包括以下步骤：s1：通过轨道数据采集监测车采集并确定待打磨段钢轨的表面质量数据，并传输给上位机控制系统；s2：所述上位机控制系统根据所述待打磨钢轨的表面质量数据确定磨料水射流钢轨打磨车的初始打磨深度，并预设磨料水射流钢轨打磨车打磨钢轨的初始打磨参数，该初始打磨参数包括所需高聚物添加剂的初始浓度、打磨入射角度、打磨压力以及打磨流量；s3：根据轨道信息数据库的工况信息，对所述初始打磨深度和所述初始打磨参数进行微调修正，得到打磨作业使用的准打磨深度和准打磨参数；s4：根据所述准打磨深度和准打磨参数对待打磨钢轨进行分段打磨作业；同时，所述轨道数据采集监测车继续行进并采集即将打磨钢轨段的表面状况数据；s5：通过钢轨表面质量检测车采集已经打磨完成的钢轨段表面质量数据，并判断打磨后的钢轨表面质量是否达到钢轨的仿形要求和表面质量要求；s6：若判断所述钢轨表面质量检测车采集的已经打磨完成的钢轨表面质量数据达到钢
轨的仿形要求和表面质量要求，将步骤s5获得的所述已经打磨完成的钢轨段表面质量数据与步骤s4获得的所述即将打磨钢轨段的表面状况数据传输给上位机控制系统，并与预实验得到的高聚物添加剂浓度与打磨深度的关系图进行比对，推算出即将打磨钢轨段最合适打磨深度下的高聚物添加剂浓度；s7：依据所述即将打磨钢轨段最合适打磨深度下的高聚物添加剂浓度实时调整水射流磨料浆体射流打磨钢轨所需高聚物添加剂的浓度，以确保所述磨料水射流钢轨打磨车始终工作在较佳状态下，使打磨后的钢轨满足仿形要求和表面质量要求。6.根据权利要求5所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节方法，其特征在于：步骤s3在确定所述磨料水射流打磨钢轨的初始打磨深度和预设打磨参数时，参考高聚物的流变特性，还包括如下步骤：s31：通过预实验得到在一定打磨速度和确定的被打磨材料情况下所需高聚物添加剂浓度与打磨深度的变化关系；s32：根据预实验结果绘制获得高聚物添加剂与打磨深度的关系图；s33：根据所述高聚物添加剂与打磨深度的关系图确定所述磨料水射流打磨钢轨的初始打磨深度和预设相应的初始打磨参数。7.根据权利要求6所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节方法，其特征在于：步骤s5还包括，若判断所述钢轨表面质量检测车采集的已经打磨完成的钢轨表面质量数据如果与钢轨的仿形要求和表面质量要求严重不符，其差值超过预先设定的阈值时，报警并通知人工复检，排查该高压磨料水射流钢轨打磨车的打磨系统是否发生错误。8.根据权利要求6或7所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节方法，其特征在于：步骤s7还包括，若判断需要调整所述高聚物添加剂浓度时，依据所述即将打磨钢轨段最合适打磨深度下的高聚物添加剂浓度动态实时提升或降低水射流磨料浆体射流打磨钢轨所需的高聚物添加剂浓度，重复步骤s4～s7继续进行打磨作业。9.根据权利要求8所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节方法，其特征在于：步骤s7还包括，若判断不需要调整高聚物添加剂的浓度时，判断打磨作业是否结束，判断为否，则继续打磨，判断为是，则结束打磨。10.根据权利要求6、7或9所述的一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节方法，其特征在于：所述准打磨深度和所述准打磨参数的确定中，所述轨道数据采集监测车采集的数据所占权重大于所述轨道信息数据库获得的信息所占权重。

技术总结
本发明公开了一种磨料水射流钢轨打磨用高聚物动态调节系统及方法，该系统包括高压磨料水射流钢轨打磨车、轨道信息数据库、设于打磨车前端的轨道数据采集监测车、设于打磨车后端的钢轨表面质量检测车、与轨道数据采集监测车和钢轨表面质量检测车相连通的上位机控制系统以及高聚物添加剂；通过轨道数据采集监测车实时采集待打磨轨道数据，再与预实验得到的高聚物添加剂浓度和打磨深度的变化关系图进行比对，使用轨道信息数据库中的辅助数据和轨道表面质量检测车获得的已打磨完成的数据共同进行高聚物添加剂浓度值修正，进而实现实时调整高聚物添加剂浓度来改变高压磨料水射流钢轨打磨能力的动态调节。钢轨打磨能力的动态调节。钢轨打磨能力的动态调节。


技术研发人员：李登 王敏劼 巫世晶 蔡世荣 张琨 武子全
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司 沈阳奥拓福科技股份有限公司
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2022/3/21