王 勝，潘亞嘉，丁 坤，劉三忠

(西南交通大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，成都 610031)

襄樊金鷹軌道車輛有限公司生產(chǎn)的DCL2-32型搗固車有連續(xù)作業(yè)模式和步進(jìn)作業(yè)模式，在連續(xù)作業(yè)模式下，需要實(shí)時檢測C點(diǎn)檢測小車與A，B，D點(diǎn)檢測小車的相對位移關(guān)系，用以計算修正值。本文重點(diǎn)介紹連續(xù)作業(yè)模式下的四點(diǎn)法檢測撥道修正值計算模型。

1 B點(diǎn)偏離對C點(diǎn)矢距的影響

連續(xù)式搗固車在連續(xù)作業(yè)模式下，主車連續(xù)走行，搗固小車步進(jìn)走行，主車上的A，B，D點(diǎn)檢測小車間的相對位置不發(fā)生改變，C點(diǎn)檢測小車與A，B，D點(diǎn)檢測小車間的相對位置時刻變化。如圖1所示，假設(shè)在撥道的瞬間，C點(diǎn)小車偏離靜態(tài)位置的距離為Δx。

圖1 連續(xù)作業(yè)模式下四點(diǎn)法檢測

設(shè)C點(diǎn)檢測小車到C'時，B，C點(diǎn)檢測小車測量的矢距分別為 H'2，H'1，則有K'B定義為連續(xù)作業(yè)模式下B點(diǎn)偏離對C點(diǎn)矢距的影響系數(shù)。

2 D點(diǎn)偏離對C點(diǎn)矢距影響

如圖2所示，點(diǎn)劃線表示正確的軌道位置，實(shí)線段AB為整正后的線路，實(shí)線段BD為未整正的線路。C點(diǎn)的矢距隨C點(diǎn)的位置變化而變化，小車由C點(diǎn)移動Δx到 C'，C點(diǎn)矢距為 H1，C'點(diǎn)矢距為 H'1，B 點(diǎn)矢距為H2，D點(diǎn)偏移距離為 FD，C'點(diǎn)殘留偏差為F'C，撥道作業(yè)只能將軌道移動到虛線位置。

圖2 四點(diǎn)法檢測連續(xù)作業(yè)模式的偏差分析

偏差F'C可由下列方程組求出

如圖2，式(5)中，e'1為連續(xù)作業(yè)模式下D點(diǎn)偏移對C'矢距的影響量;e'1為連續(xù)作業(yè)模式下D點(diǎn)偏移對B點(diǎn)矢距的影響量。

解方程組式(5)得出

3 撥道過程數(shù)學(xué)模型

如圖3所示，連續(xù)作業(yè)模式下四點(diǎn)法檢測撥道有以下規(guī)律:D點(diǎn)檢測小車處于未整正曲線上，C點(diǎn)檢測小車處于即將撥動的軌道上，A，B點(diǎn)檢測小車處于已整正的曲線上，A，B，D點(diǎn)檢測小車間相對位置固定，C點(diǎn)檢測小車與A，B，D點(diǎn)檢測小車間有相對運(yùn)動。

圖3 連續(xù)作業(yè)模式下四點(diǎn)法檢測撥道數(shù)學(xué)模型

如圖3所示，C點(diǎn)檢測小車與 A，B，D點(diǎn)檢測小車間產(chǎn)生相對位移Δx時，以C'橫坐標(biāo)為X軸建立直角坐標(biāo)系，F(xiàn)(x)為未經(jīng)整正的線路曲線，f(x)為經(jīng)過整正的線路曲線，建立方程有

又H1'=H2'KB'，將式(8)及式(9)代入整理得

可以看出，搗固車撥道過程是根據(jù)撥道前的線路線型F(x)求撥道后的線路線型f(x)。

4 修正值計算模型

撥道修正，即根據(jù)作業(yè)方向上各檢測點(diǎn)所處位置的鋼軌線型，計算出各檢測點(diǎn)偏離圓曲線的大小對C點(diǎn)的理論影響值，然后對實(shí)測的撥道量進(jìn)行修正。

圖4 連續(xù)作業(yè)模式下四點(diǎn)法檢測撥道修正值計算

如圖4所示，搗固車連續(xù)作業(yè)模式下四點(diǎn)法檢測撥道時，A，B，C三點(diǎn)處于圓曲線上，C點(diǎn)與 A，B，D 點(diǎn)間有相對運(yùn)動，對應(yīng)D點(diǎn)的D'點(diǎn)在緩和曲線上，D點(diǎn)偏移量FD為

設(shè)FD對C點(diǎn)矢距的影響值為V4'(C點(diǎn)的修正值)為

又根據(jù)式(12)推得

將式(15)代入式(14)，得出連續(xù)作業(yè)模式下四點(diǎn)法檢測撥道時修正值計算的數(shù)學(xué)模型V'4為

同理寫出連續(xù)作業(yè)模式下三點(diǎn)法檢測撥道時修正值計算的數(shù)學(xué)模型V'3為

式中，K'3D、K'3B分別是三點(diǎn)法檢測時 D，B點(diǎn)對 C'點(diǎn)矢距的偏離影響系數(shù)，其值為

5 總結(jié)

在曲率變化的緩和曲線上以及線型變更點(diǎn)處，需要針對不同的線型計算撥道量的修正值，要求出連續(xù)作業(yè)模式下不同線型處單弦法檢測撥道修正值的計算方程式，包括在有緩和曲線的直緩點(diǎn)、緩圓點(diǎn)、圓緩點(diǎn)、緩直點(diǎn)四種線型變更點(diǎn)處的修正值計算方程，以及在無緩和曲線的直圓點(diǎn)、圓直點(diǎn)處修正值計算方程，只需將各檢測點(diǎn)的線型方程式代入修正值計算的數(shù)學(xué)模型計算撥道修正值。

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