深圳地铁二期工程钢轨打磨车选型分析

摘要：目前地铁钢轨打磨车制造主要依靠进口，国内尚处于起步阶段，通过分析深圳地铁二期的选型，基于地铁钢轨打磨需求，从使用功能完善性、安全可靠性、经济性进行分析，为制造商及地铁业主的选型提供参考。

关键词：钢轨打磨车选型应用可靠性

中图分类号： U231+.3 文献标识码： A 文章编号：

一 地铁钢轨打磨需求

1.钢轨打磨车广泛运用铁路、地铁的目的

钢轨是一切铁路设备的载体，其质量的好坏直接关系到运行设备的运行安全和运行质量。由于轨道长期承受运行车辆所产生的交变轮间作用力，很容易发生压溃、裂纹、磨耗、剥落等受损情况。这些问题如果不及时消除，会导致缺损进一步发展，导致掉块、断轨的发生，影响行车的安全。为了进一步适应地铁提速的要求，改善轮轨关系，延缓更换轨道周期，全面提高乘客的舒适度，早期的处理措施就是及时更换钢轨。大量的钢轨“提前退役”会造成严重的能源、资源浪费。钢轨的使用寿命主要是由滚动接触疲劳和磨耗所决定的，一方面需要保证钢轨的质量，一方面还要进行合理打磨。

深圳地铁二期采购钢轨打磨车，是用于深圳地铁环中线钢轨维护工作的配套设备，同时也适用于深圳地铁罗宝线、蛇口线钢轨的维修维护。钢轨打磨车可以修正轨道波浪状磨损、轮轨擦伤，进行线路钢轨的预防性维修，此外还可作轨面检查，并依据轨道原始形状对磨损的钢轨进行修复使其恢复到轮轨接触合理的状态。

2. 工作条件

（1）钢轨整修作业于运营后进行，要求设备的作业效率高，大于连续6小时作业时间。

（2）设备应满足深圳地区湿热气候条件使用要求，可适应地铁隧道内及地面的作业环境。

海拔高度：≤1200m，环境温度：+0.2℃~+40 ℃，工作相对湿度：100%

3.钢轨类型及材质

正线：60kg/m，高碳微矾U75V普通热轧钢轨和U71Mn钢轨

车辆段：50kg/m U71Mn钢轨（车场线），60kg/m U75V热轧钢轨（试车线、出入段线）

（1）钢轨轨底坡 1/40

（2）正线采用无缝钢轨，车辆段采用25m钢轨

（3）最小平面曲线半径300m（正线）， 150m（车辆段线）

（4）道岔号，No.9(正线)、 No.12(正线) 、 No.7(车辆段)

（5）轨道最大超高120mm

（6）接触网供电方式及电压，架空接触网、DC1500V

（7）最大坡度40‰

（8）最大轴重≤16t

（9）最小通过曲线半径≤100m

（10）线路钢轨内侧有防脱护轨（钢轨作用边离防脱护轨的距离为65mm，比钢轨面高10mm），外侧有波导管（离钢轨外侧距离为250—300mm，比轨面低20mm）。

二 目前国内国际钢轨打磨车产品现状以及主要性能参数分析

1.美国HTT公司RGH系列产品，市场占有率较高

RGH钢轨打磨车动力采用John Deere 317KW电喷柴油机，Jupiter计算机控制，CAN总线，简化电气系统，液压驱动磨头。深圳地铁一期RGH10C型钢轨打磨车自2008年以来， 3年间作业59次，打磨25km，共发生各类故障41次，其中引起正线救援的故障3次；香港地铁HTT公司磨轨车已燃烧报废一台，剩余一台在使用较少的情况下，故障频繁，2010年间共发生13次故障。安全性能差，功能不完善，打磨效率低，维护保养困难。主要问题：机车自身未提供打磨小车机械式提升装置，走行控制系统和打磨系统集成控制，控制系统故障时无法动车，动力售后维修困难，液压打磨驱动漏油等问题。

2. 瑞士Speno公司 RR16M系列钢轨打磨机车

瑞士Speno公司 RR16M系列钢轨打磨机车：该车采用卡特彼勒522 KW发动机，电动磨头打磨方式，PLC控制、HMI人机操作、标准电气系统，两节8磨头车加动力车编组方式。以香港地铁使用的Speno公司钢轨打磨机车为例，主要有以下特点：①工作效率高、故障率低，平均每周可工作4-5次，每次可不间断连续打磨钢轨3小时以上。②安全可靠，使用至今9年至今该系列产品未曾出现安全事故和救援事件。③维护保养成本低， Speno钢轨打磨车与HTT钢轨打磨车在同等的使用情况下，Speno钢轨打磨车每年的维护保养成本约20万港币左右，而HTT钢轨打磨车的维护保养成本高达200万港币。该车采购成本较高，约为其他品牌1.5倍。

3. 美国Loram公司 LRG23系列

LRG23系列钢轨打磨车：该车采用康明斯500 KW发动机，电动磨头打磨方式，PLC控制、HMI人机操作、标准电气系统，两节8磨头车加动力车编组方式。近几年陆续在南京地铁、西安地铁、北京京港等地铁投入使用。据了解南京地铁和北京京港地铁使用频率大，打磨效果良好。

4. 北京二七轨道交通装备有限责任公司，与Speno公司合作生产Gmc96系列(适用于大铁路)， 襄樊金鹰重工、宝鸡株洲时代与HTT公司合作，生产48磨头国铁钢轨打磨车，主要是组装。地铁钢轨打磨车，国内厂家均无业绩，北京二七公司已完成16磨头地铁钢轨打磨车设计，处于起步阶段。

三 技术规格书概要

1.动力系统，柴油机的低排放环保要求

（1）发动机要选用安装一台低能耗电喷柴油机，且柴油机应由柴油机电子控制模块、燃油系统、进排气系统、系统、冷却系统、电气系统、机体组件等系统和部件组成

（2）动力牵引系统采用在中国国内销量超过1000台，具有维修资质的商应不少于5家的低能耗柴油机。投标人提供柴油机的型号、功率和生产厂家、产地，以及选用功率的依据等。

2.传动方式（液压技术）

传动系统牵引动力传动采用全液压传动，即在运行和作业时，都采用液压传动。运行、作业工况的转换通过微机控制泵、马达排量、转速实现。

3.走行部

（1）车体和走行部的设计应满足机车走行、连挂以及安装作业系统的要求。

（2）机车的走行部优先选用转向架型式。转向架定距、轴距、轮对内侧距等应满足整修作业和走行两种工况时的需要。

（3）走行部和车体连接件的设计，应能做到整车起吊，如需专用吊具，卖方应作为专用工具提供给买方。

（4）采用整体辗钢车轮，标准轮径，LM型踏面，满足深圳地铁环中线配备的不落轮镟床对钢轨打磨列车进行镟轮要求。

4.制动系统

（1）列车制动

列车制动装置要包括：动力空气制动和停车制动。同时加装总风缸减压直通制动缸功能。能够与JZ-7型工程车制动系统实现连挂，优先采用JZ-7制动机。

（2）动力空气制动

机车应采用空气制动系统；每个车轮上独立设置单元制动装置，通向单元制动器前的各个风管应设有截断塞门（具体数量及安装位置在设计联络时确定）。

（3）停车制动

机车装有足够的弹簧式停车制动装置，充风时缓解，并能轻松机械手动缓解，保证机车停车的安全性。在两台司机室显眼位置都能清晰看到制动系统各压力值显示。若采用JZ-7制动机，制动距离应满足中国铁道标准。设有紧急制动功能，并将执行原件放置在司机应急操作便捷处。

5.控制系统

（1）钢轨打磨车组的功能主要通过可编程逻辑控制器控制。

（2）机车走行控制系统与打磨系统分开独立操作，当打磨系统出现故障时，不影响走行功能。

（3）控制系统应能编辑多种打磨方式和打磨方式的执行程序，并且能够储存编辑结果。可以监控、记录并打印打磨的过程。

（4）可以对钢轨打磨车组的各个系统进行监控和故障诊断，投标人应列出监控和故障诊断的项目；控制系统应设定故障的报警方式，应包括但不限于：显示器报警、声光报警等。

（5）提供系统的硬件描述，打磨系统软件版本描述，信息显示应采用中文，控制系统的数据记录应具备数据下载功能。

6.作业系统

（1）打磨作业系统应采用电机驱动旋转磨头打磨方式，供货商应详细描述磨头的数量、种类及功能。可在无地沟的环境下更换磨石，磨头的打磨角度可在司机室控制和调整，磨头角度的调整误差不应超过1°，可完全独立对每个磨头的打磨角度、功率及横向偏移进行控制。投标人应描述打磨装置的定位和调整装置，调整方式，定位精度等。打磨时，不能产生过热现象，避免对钢轨造成损伤。

（2）钢轨打磨车组走行时（非打磨工作时），打磨装置应升起并锁定，打磨装置在升起的状态应满足深圳地铁车辆限界要求。在控制系统全部失效的情况下，磨头和打磨小车应具有手动应急提升功能。打磨系统紧固螺栓强度满足反复拆装检修的要求，各个螺栓的安装位置也应考虑维护的便利性。

7.保护系统

（1）机车的设计应当符合有关操作人员安全保护要求，地板、登车梯和各类脚踏板应具有防滑功能；供货商应说明安全保护要求的依据标准。机车按有关规定要求设置了防火和消防措施；灭火材料可在中国大陆地区二次充装。

（2）机车装有对柴油机水温、冷却水水位、机油油温、机油压力、燃油压力，液压传动装置油温、油压、油位，空气压力，超速等的安全警告和保护措施（包括卸载、停机及制动保护），并方便检查。在司机室设置有显示温度、速度、压力（包括总风缸、制动缸等压力）的仪表，动力室设烟、温感报警、摄像监控系统；能在司机室对报警信号做出初步处理。

（3）柴油机排出气体应经过净化器，该净化器是根据柴油机废气排放量及其成份专门设计配置的。废气的排放位置应考虑不对线路、管路、部件造成影响。柴油机的废气经过净化，废气排放应满足欧洲Ⅲ号排放标准或其他等同标准。

四 结论

综上所述，本文针对钢轨打磨车广泛运用铁路、地铁的目的，地铁工作条件入手分析，对比分析了目前国内国际钢轨打磨车产品现状以及主要性能参数，结合运用分析，针对深圳地铁二期工程的实际情况，针对打磨车的动力传动系统、制动系统及控制系统、保护系统提出优化设计，对磨头采用电机控制等进行规定，制定了技术规格书。

参考文献：

[1].王小文,章欣,冯文相.广深准高速铁路钢轨波状磨耗特点和发展规律[J]. 中国铁道科学. 2012(02)

[2].王文健,陈明韬,郭俊,刘启跃.高速铁路钢轨打磨技术及其应用[J]. 西南交通大学学报. 2011(05)

[3].周亮节,刘建新,崔大宾,杜星.铁路钢轨预防性打磨型面及其对车辆运行性能的影响[J]. 铁道机车车辆. 2010(05)