钢轨打磨作为铁路养护技术中的一种重要手段,能够消除钢轨表面产生的磨耗与损伤,修复钢轨廓形。钢轨养护时,多个打磨工具按不同的角度偏转,对病害钢轨廓形进行包络式打磨,多遍磨削后,消除钢轨表面缺陷并使钢轨的横断面成型。打磨工具这种按不同偏转角度和打磨功率组合的方式称为打磨模式。与传统钢轨砂轮打磨相比,钢轨砂带打磨属于“弹性”磨削,不易损伤钢轨表面,磨削效率高。近年来,国内外已开始对钢轨砂带打磨技术展开研究,但尚未有针对砂带打磨模式的研究,尤其是针对非均匀磨削层的钢轨砂带打磨模式研究,一定程度上制约了砂带打磨技术的运用。本文基于钢轨养护的需求对钢轨砂带打磨方法展开研究,建立砂带在钢轨表面非均匀磨削层上的磨削能力评价模型,获取打磨工艺参数对钢轨廓形的影响规律,并在此基础上对多砂带联合作业的打磨模式生成算法展开研究。本文涉及的主要研究内容如下:针对钢轨病害廓形分布特征及养护需求,提出作业区间内典型病害廓形筛选方法。定量表征钢轨病害廓形与目标廓形之间的差异,获取去除材料的非均匀特征沿钢轨横向的分布规律,结合分布规律及打磨角度,确定钢轨表面病害层材料去除总量。利用接触理论,得到砂带在内凹接触轮下与钢轨表面的接触应力分布规律;结合接触应力的分布规律,计算单颗磨粒通过接触区域时的去除体积,并确定接触区域内参与切削的磨粒数,进而建立砂带在钢轨非均匀材料去除层上的磨削能力评价模型,获取打磨工艺参数对钢轨廓形的影响规律,并通过打磨实验对砂带磨削能力评价模型进行验证。以80头砂带打磨装备为例,根据病害钢轨去除材料沿钢轨横向的分布规律,依据砂带在钢轨非均匀磨削层上的磨削能力评价模型,借助遗传算法对多砂带联合作业的打磨模式生成算法展开研究,并对打磨后廓形及误差进行预测,通过打磨误差分析打磨模式生成算法是否合理。以提高打磨车的作业效率为目的,对打磨模式进行优化。多遍打磨中打磨模式的选择会影响打磨车的作业效率,对打磨模式进行优化,确定多遍打磨中的最优砂带打磨模式。最后,结合设计的砂带打磨模式生成算法,开发钢轨砂带打磨模式自动生成软件,软件能够根据病害钢轨廓形自动生成匹配的砂带打磨模式,为砂带打磨技术的工程运用提供技术支持。