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申请/专利权人：武汉大学;中铁第四勘察设计院集团有限公司;沈阳奥拓福科技股份有限公司

摘要：本发明公开了一种水射流打磨钢轨的水刀头位置、角度控制方法，包括：确定拟合线段的数目n,并获得拟合线段的斜率gi；确定喷嘴到打磨点的轴向距离Si，确定射流束与钢轨间的几何关系；确定当前拟合线段Li对应的水刀头喷嘴出口轴心处坐标及水刀头喷嘴角度；结合横移路径长度LP、水刀头喷嘴出口轴心处坐标xi，yi及水刀头喷嘴角度αi，计算横移路径两端空间坐标；重复步骤，直至确定所有拟合线段对应的水刀头喷嘴出口轴心处坐标、水刀头喷嘴角度、横移路径两端空间坐标；对水刀头喷嘴的位置、角度进行控制作业；基于平面和坐标几何方法，为水射流打磨钢轨提供指导，为钢轨修复的设备研制提供方法基础，降低研发成本。

主权项：1.一种水射流打磨钢轨的水刀头位置、角度控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：通过建立拟合线段的数量与目标轮廓的轮廓度之间的关系，确定拟合线段的数目n,并获得拟合线段fii=1,2,3,…,n的斜率gi；步骤2：以防止喷头与钢轨发生碰撞为原则，确定喷嘴到打磨点的轴向距离Si，该轴向距离Si即为靶距；步骤3：基于射流扩散角θi、水刀头喷嘴出口处宽度W0确定射流束与钢轨间的几何关系；步骤4：依据步骤三确定的几何关系，确定当前拟合线段fi对应的水刀头喷嘴出口轴心处坐标（xi，yi）及水刀头喷嘴角度αi；步骤5：结合横移路径长度LP、水刀头喷嘴出口轴心处坐标（xi，yi）及水刀头喷嘴角度αi，计算横移路径两端空间坐标；步骤6：对下一拟合线段，重复步骤1-5，直至确定所有拟合线段对应的水刀头喷嘴出口轴心处坐标、水刀头喷嘴角度、横移路径两端空间坐标；并保存坐标至坐标矩阵A[i]、保存角度至角度矩阵B[i]；步骤7：用于操作水刀头喷嘴对的机床，依据坐标矩阵A[i]、角度矩阵B[i]对水刀头喷嘴的位置、角度进行控制作业；所述步骤3的具体方法为：设水刀头喷嘴出口处宽度为W0；设磨料水射流束从水刀头喷嘴喷射出来后，其射流扩散角为θi，设此时磨料水射流外侧边缘轮廓为Loutside，内侧边缘为Linside;设内侧边缘Linside与待打磨轮廓的交点为Pi;设交点Pi处的水射流宽度为Wi；水刀头喷嘴出口内侧边缘点为Qi，在进行打磨作业时，QiPi的延伸线和拟合线段fi相重合；所述射流扩散角θi、交点Pi处的水射流宽度Wi通过实验数据，建立与水刀头喷嘴处压力A、水刀头横向移动速度B、靶距S的水射流切割钢轨回归模型得到； （5） （6）式中，A：水刀头喷嘴处压力，B：水刀头横向移动速度，S：靶距;代入计算时A、B、S参数的实际值需要进行无量纲处理，在区间360-400MPa,200-600mmmin,3-9mm内，转换为范围内的水平值。

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