大型铁路维修中的整车厂的研制

大型铁路维修中的整车厂的研制

1点式检测系统在固块操作中，第一步和原稿系统应完成两个方向上的路床几何尺寸的检测和纠正操作，即纵向水平（称为纵平或水平）和横向水平（称为横平或水平），并完成公共和县的实施过程。作业中线路纵向水平的控制是通过捣固车上的三点式检测系统来实现的。系统在线路左、右两轨上各设有一套相同的纵向水平检测装置,分别对两股钢轨进行纵向水平检测。由于线路的左、右两轨间具有对称性,因此,实际作业中是在两根钢轨中间选择其中的一根钢轨作为基准轨,进行作业检测控制的。线路横向水平检测是通过横平检测装置——电子摆来实现的。一般全车配有三个相同的电子摆,分别布置在纵平三点式检测弦线系统的三个点处,检测三个点处的横向水平,或称为两轨间在竖直平面内的超高。在起道、抄平系统内部,横平和纵平相互联系、相互作用,共同完成起道、抄平作业。虽然在起道作业时两者需要同时考虑,但为了简化理解和阐述,可分别对横平和纵平进行研究和讨论,而将另一者的作用假设为零,并且,这种假设的情况在实际作业中是确实存在的。2点式纵平检测法从线路纵平整正的角度来看,线路纵平检测原理与线路方向偏差检测的三点式检测原理完全相同,只是各检测点间距离、传感器的结构以及检测平面不同。以竖曲线为研究对象,如图1实线所示,R、M、F点都在竖曲线上。在R较大的情况下:Η≈RΜ⋅ΜF2R=l1⋅l22RH≈RM⋅MF2R=l1⋅l22R一旦弦线系统给定,H仅与R有关,对一条给定的竖曲线H是个定值。捣固车对竖曲线作业时,已经作业过的R点在已整正的竖曲线上,假设未经作业的F点也在竖曲线上(实际可能不在竖曲线上),则起道作业过程就是把M点起道至满足上面的方程式,或者说把M点起道至与给定的理论起道量相等,此时三点在同一条竖曲线上。当半径无穷大时,圆曲线变成了直线,所以三点式纵平检测原理对直线也适用,只是H恒等于0。可见,三点式纵平检测起道系统不需要系统外任何输入(或输入为零)也可以做直线。与线路方向三点式检测原理相同,线路纵平检测原理在竖平面内不同线型变更点或竖曲线上作业时也存在着修正值。其修正值的计算方法与线路方向检测三点式无缓和曲线修正值的计算方法相同,可由手工或专用计算机计算完成。另外,工程上当R>50000m时,不进行修正,竖曲线当直线来处理。同理,线路纵平检测原理也存在残留偏差(残留系数为RF/RM),因此,也有近似法和精确法两种检测方式。虽然纵平三点式检测,从原理上可以整正线路的高低点,但是捣固车只有提升轨道(起道)的能力而没有下压轨道的能力,因此起道作业时总希望在线路最高点处也有一定的起道量,这可以通过人为给定前端基本起道量来实现。其原理如图1中虚线所示,则当F点处给定前端基本起道量Hf时,M点处有起道量为Η=Ηf×RΜRF=Ηf×l1l1+l2H=Hf×RMRF=Hf×l1l1+l2综合以上两式,则有:Ηf×l1l1+l2=Η≈l1×l22R有∶Ηf=(l1+l2)×l22R即M点处起道量H与F点处起道量Hf成一定比例变化,两者之间可以相互替换。如前所述,左右两轨纵平检测系统在不考虑超高的情况下相对独立自成系统,但是起道修正值和前端基本起道量总是同时加到左右两轨系统中,因此作业完成后左右两轨纵平变化趋势相同。此外,超高使左右两套系统联系起来,并不真正完全独立。3横向水平检测线路横向水平检测是通过电子摆来实现的,全车共设有三个,分布在R、M、F点处。但仅仅依靠三个电子摆是不能完成横向水平起道作业的,必须借助纵平检测弦来把R、F点的检测值传递到M点处。也就是说横平检测系统必须依赖纵平检测系统而存在。此外,不同系列的车型横向水平检测系统在方式和原理上有所不同。以D09系列捣固车为例,其前、后摆对起道系统有补偿,而中摆不参加起道作业,只供显示和观察。D09系列捣固车横向水平检测原理如图2所示。从图2可以看出,D09系列捣固车在线路上任一点处作业时,总是把F点和R点处的理论超高设定为与M点的理论超高相等。起道抄平系统作业时,在R、F点处设定的理论超高值与来自横平检测装置(电子摆)的实际超高值相比较形成超高差;此超高差通过纵平检测弦传递到M点处,使M点处高度传感器产生检测值;然后横平超高差与纵平高度传感器检测值在起道、抄平系统内通过运算相抵消,最终相当于R和F点处同时有与M点理论超高数值相当的起道量,再次通过纵平弦的传递作用使M点处有与M点理论超高相当的实际起道量,进而使M点处的实际超高与理论超高相等,满足作业要求。值得指出的是,以上有关的超高量是相对于基准轨而言的。由以上讨论可知,横平检测起道原理是基于纵平检测起道原理来实现的。也就是说,纵平检测起道原理可以独立的来理解和运用,但横平检测起道原理必须基于纵平检测起道原理来实现。以下分几种情况来进一步阐述横向水平检测及起道原理。3.1点处超高差与m点处起道量的叠加如图3所示,整车在平直的线路上作业,理论超高恒等于零,左轨为基准轨,右轨为超高轨。假设由于某种原因使F点处升高,则F点处电子摆检测到线路实际超高值(横平值),由于此时线路的理论超高为零,F点处超高差(等于实际超高减去理论超高)在数值上等于实际超高值;同时由于测量杆的作用使F点处纵平测量弦升高了相当于超高差的起道量,通过纵平弦又使M点处高度传感器检测出按纵平弦比例折算的检测值;F点处超高差与M点处高度测量值同时进入起道抄平系统,在系统中按比例合成叠加后,其综合效果为零,即在M点处不产生起道量。F点处出现低点的情况与出现高点情况相同,只是值的符号可能相反。R点处的情况与F点的情况类似,只是纵平弦折算系数不同。F点和R点同时出现以上情况时,可理解成单点分别作用后的叠加。如图4所示。图4中,原理同前,F点超高差与M点处ab段抵消;R点超高差与M点处bc段抵消,M点处起道量为零。3.2r、f点段自适应的理论超高形成机理如图5所示,整车在圆曲线上作业,理论超高为常数,左轨为基准轨,右轨为超高轨。原理同前,F点超高差与M点处bc段抵消;R点超高差与M点处ab段抵消。另一方面,由于R、F点处抵消后仍然存在着在数值上等于理论超高的起道量,同样通过纵平检测弦的作用使M点处产生与理论超高相当的起道量cd段,从而在M点产生与理论超高相等的超高量。当超高差为零时是一个特例,M点起道量相当于在R、F点处给定与理论超高相等的起道量,如图6所示。3.3在r、f点处的叠加此时,R、F点处同时出现超高差与圆曲线上超高差为零的两情况的叠加,M点起道量相当于在R、F点处,给定与理论超高相等的起道量,如图7所示。3.4这三点是在曲线上的此时就是在圆曲线上作业时的情况,见图5所示。4横平独立作业的能力以上分别分析了纵平检测和横平检测起道、抄平原理,也明确了两者间的相对独立性和必然联系性。正如前所述,从原理上来说,纵平离开横平仍然能够独立成为系统,但横平离开纵平则不能独立完成工作;从捣固车作业实际来看,两者关系是密不可分,必须协调一致,才能完成起道、抄平作业。横、纵平综合检测及起道原理,在原理上可以理解为横平和纵平检测原理的叠加,但是这种叠加并不是简单的加法计算,而是在起道、抄平系统内部有机综合的结果,如图8所示。可见,基准轨最终起道量为基本起道量在M点的折算;超高轨最终起道量为基准轨起道量再加上理论超高在M点的作用效果的总量。5本系统的特点捣固车起道、抄平控制系统,特别是在D09系列捣固车的横平起道控制原理,更符合线路在实际作业中对复杂几何形状控制的要求,具有国际先进水平。本系统,特别是其中的横向水平检测技术更加具有其独到的设计,它有以下特点,是本系统值得总结的方面。1)所有的量都是相对于过基准轨的(水)平面设定的;2)横平检测起道原理以纵平检测起道原理为基础,两套系统的相互作用,实现了起道、抄平