激光平直度仪在攀钢钢轨生产中的应用

　　1 引言

　　平直度是衡量高速铁路(200km/h)钢轨实物质量的核心指标之一,它直接影响列车运行速度、安全性及旅客乘坐时的舒适性,因此,世界各国对高速铁路钢轨的平直度要求特别严格。对于钢轨平直度的测量方面,国外著名钢轨生产厂德国蒂森(Thysen)、法国萨西诺(Sogerail)、波兰卡特维兹(Kasowice)等均采用激光平直度仪进行测量,而国内各钢轨生产厂多年来一直采用人工靠尺法测量,其测量长度(测量长度[1.5m)和测量精度已经无法满足高速铁路对钢轨3m平直度的测量要求。为了满足高速铁路建设对高平直度钢轨的需求,2001年攀钢率先从法国引进了一套GEISMAR激光平直度仪用于高速铁路钢轨生产,从而为攀钢大批量生产高速铁路钢轨奠定了坚实的基础。

　　2 激光平直度仪测量原理

　　该激光平直度仪的测量原理属于激光测距法,如图1所示,测量开始时,钢轨静止不动,激光发生器发出激光束射向钢轨轨头上表面,当激光束遇到钢轨表面时产生反射,反射光经透镜聚焦后照射到探测器上,然后根据反射光在探测器上的位置计算出激光头与钢轨表面之间的距离。如图2,当激光头沿导向机构从左向右运动时,便可以测量出钢轨若干个不同位置激光头与钢轨表面之间的距离,然后对测量数据进行处理,从而获得与钢轨表面形状相一致的曲线显示在操作屏幕上,供操作人员使用。

　　3 激光平直度仪在钢轨生产中的应用

　　攀钢是国内首家钢铁企业引进该激光平直度仪,没有可借鉴的经验,通过中、外双方技术人员的共同努力,在短时间便完成了仪器的安装、调试,测量精度达到0.05mm,满足设计要求,很快就投入到高速铁路钢轨生产中,有效满足了高速铁路建设对高平直度钢轨的需求。具体来说,该激光平直度仪主要用于以下三个方面。

　　3.1 钢轨端部平直度测量

　　对于钢轨端部平直度的测量,该测量系统完全实现了钢轨测量位置的自动定位,勿须人工干预。当完成钢轨自动定位后,操作人员便可以启动测量程序对钢轨端部平直度进行测量,测量完毕后,钢轨实际平直度状况以如图2所示的曲线显示在操作屏幕上。操作人员根据测量曲线人工判断钢轨平直度是否满足高速铁路钢轨标准,若平直度超出标准要求,便可以立即利用与该激光平直度仪配套的双向液向矫直机对不合格的部位进行补充矫直,从而达到提高钢轨平直度的目的。

　　3.2 钢轨中央平直度检查和验收

　　对于高速铁路钢轨来说,中央平直度需要按照≤0.4mm/3m的标准来检查和验收,由于其要求很高,一般的测量方法根本无法满足它对测量精度的要求,因此,钢轨中央平直度的检查和验收完全依靠此激光平直度仪进行。