Шлифовка рельсов на кривых участках пути: предотвращение бокового износа на криволинейных участках пути.

Касательный рельс изнашивается равномерно. Изогнутый рельс – нет. На внешней стороне кривизны каждая ось прижимает фланец колеса к углу колеи, поэтому металл исчезает с одной узкой полосы головки, в то время как остальная часть профиля практически не затрагивается. Именно поэтому кривую нельзя шлифовать за один проход, как прямую линию, и поэтому шлифовка рельсов на кривых – это отдельная дисциплина: для каждого рельса требуется свой целевой профиль, разная глубина удаления металла, разная методика контроля.

В этом руководстве изложены изменения, происходящие на кривой, две доступные стратегии шлифовки, целевые показатели и пределы, определяющие допустимый объем работы, способы выбора интервалов и расходных материалов, а также способы подтверждения результата измеренными данными. В основе руководства лежат результаты наших полевых исследований на кривых для большегрузных автомобилей, высокоскоростных поездов и метрополитена, а также опубликованные исследования колесных рельсов.

Почему криволинейные участки изнашиваются иначе, чем прямые участки пути?

Физический принцип прост: чем меньше радиус, тем больше боковая сила, которую фланец колеса оказывает на высокий рельс, и тем сильнее точка контакта смещается от верхней части головки к углу колеи. В углу колеи геометрия контакта становится двухточечной, увеличивается проскальзывание, и одновременно происходит потеря материала из-за износа и усталости от качения.

Из этого вытекают три последствия, и все три имеют значение для программы шлифовки:

• Износ носит концентрированный, а не равномерный характер. Потеря металла на угловом участке рельса измеряется в миллиметрах, в то время как верхняя часть того же рельса может быть практически неповрежденной. Поэтому симметричная шлифовка либо не восстанавливает угловой участок, либо срезает слишком много металла с верхней части рельса.
• Профиль ухудшает динамические характеристики, а динамические характеристики ускоряют износ. По мере срезания угла измерительного участка, ширина измерительного участка увеличивается, геометрия контакта ухудшается, боковые силы возрастают, и следующий цикл износа происходит быстрее, чем предыдущий. Шлифовка — единственное действие по техническому обслуживанию, которое прерывает этот цикл.
• Малый радиус означает быстрый износ. Практика городского общественного транспорта подтверждает это: в сетях метро и легкорельсового транспорта изгибы проходят примерно под... 1000 м радиус - не касательная дорожка - где боковой износ и гофрирование составляют основную часть дефектов.

Ценность правильного подхода измерима. Чжай Ванмин и его коллеги из Юго-Западного университета Цзяотун разработали асимметричные профили шлифовки для 600 м Кривая радиуса на линии тяжелых грузов Шуохуан и опубликованные полевые измерения в Динамика автомобильных систем (2014): после шлифовки до заданных профилей износ рельсов на тестовой кривой был уменьшен на 30-40 процентовАналогичные работы выполнены Ши Чжиюном и др. (ICRT 2017/2018Метод был расширен до радиусов 400 м, 500 м, 600 м, 800 м и 1500 м, и наибольший прирост эффективности был достигнут на наименьших радиусах. Коридор Шуохуан нам хорошо знаком — именно там наша собственная программа проверки большегрузных автомобилей достигла 172,8 км.

Симметричные и асимметричные кривые шлифовки рельсов

Есть два способа выполнить закрученный удар, и выбор неправильного способа приводит к потере владения мячом.

Симметричное измельчение Используется один целевой профиль для обоих рельсов. Подходит для прямых участков пути и плавных кривых, где условия контакта двух рельсов схожи. Прост в выборе и проверке.

Асимметричное измельчение Устанавливает разные целевые профили для верхнего и нижнего рельсов. Логика такова:

• Высокорельсовая дорога (внешняя). Обработайте измерительный уголок таким образом, чтобы пятно контакта оттянулось назад к рабочей поверхности, а контакт с фланцем уменьшился. Именно здесь измеряется боковой износ и концентрируется удаление металла.
• Низкий рельс (внутренний). Необходимо усовершенствовать профиль верхней части рельса, чтобы сохранить разницу радиусов качения между двумя колесами оси. Именно эта разница позволяет колесной паре самостоятельно проходить повороты, а не смещаться вбок.

Главная ошибка при асимметричной шлифовке заключается в чрезмерном шлифовании верхнего рельса. Если внешний угол колеи шлифуется слишком сильно, радиус качения внешнего колеса уменьшается, самонаведение ослабевает, угол атаки увеличивается, а боковая сила возрастает, что приводит к... более Боковой износ, а не уменьшение. В опубликованных работах по оптимизации профиля это четко указано: целевой профиль должен быть получен на основе измеренного характера износа и контакта колеса с рельсом, а не на основе фиксированного угла.

Наши собственные полевые наблюдения показывают, насколько неровными могут быть две стороны одного рельса. На кривой R=800 м на линии Иян шесть проходов шлифовки удалили максимум... 0,3 мм от внешней поверхности высокоскоростной железной дороги и 1,8 мм от внутренней поверхности — В шесть раз больше металла на одной стороне той же головки. Один симметричный профиль мишени не может это отразить.

Как выглядит приемлемая шлифовка кривых: цели и ограничения

Качество шлифовки криволинейных участков оценивается по профилю, поверхности и зоне контакта, а не по внешнему виду рельса. Основные критерии приемки, по которым мы работаем:

Индекс качества шлифовки (GQI) является наиболее полезным из этих показателей, поскольку он преобразует соответствие профиля в одно число, которое руководитель участка может принять или отклонить. Он делит головку рельса на четыре зоны и оценивает, насколько точно профиль грунта соответствует проектному профилю. На кривой зоны не одинаково важны: зона угла колеи на высоком рельсе отвечает за боковой износ, в то время как верхняя центральная зона контролирует качество хода.

Износ боковой поверхности следует измерять, а не оценивать. Если вы решаете, шлифовать или обновлять кривую, решение основывается на измеренном износе боковой поверхности по сравнению с пределом, установленным оператором, плюс остаточная напорность — см. наше руководство по Измерение износа рельсов и решение о шлифовке или замене..

Профилактические и корректирующие интервалы при лечении кривых

Две программы, один бюджет:

• Профилактическое шлифование Используется легкий, частый проход по всей сети, чтобы поддерживать профиль близким к проектному и удалять начинающуюся усталостную трещиностойкость до того, как она превратится в дефектную полость. Удаление металла намеренно минимально — оно остается в пределах упругого режима контакта колеса и рельса.
• Корректирующая шлифовка Используется более интенсивный, но менее частый проход, направленный на кривые, где износ накапливается быстрее всего. На кривых малого радиуса с высоким износом широко распространена практика корректирующего прохода примерно с интервалом в четверть часа; цель состоит в удалении неровностей, микротрещин и ранней гофрировки до того, как они распространятся.

Вас ограничивает не машина, а то, чем вы владеете. В течение двух часов ночью на линии Хэнлю (Наньнинское бюро, 2022) ГМК-96Х железнодорожная станция 18,72 перевал-км с нашими колесами в эксплуатации. Планирование кривых движения осуществляется в километрах проходов в час работы, а не в километрах пути, и решение о интервале становится арифметической задачей: количество металла, удаляемого за цикл ÷ количество удаляемого за проход = количество проходов за цикл, а количество проходов × километры проходов в час = часы работы.

Эффективность удаления металла за один цикл работ невелика и зависит от зоны очистки. В нашем эксперименте с Loram DM01 (Цзянмэнь, апрель-июнь 2026 г.), измеренная с помощью профильного измерителя на протяжении всего цикла работ, эффективность удаления металла составила... 0,142-0,241 мм во внутренней зоне рельса, 0,165-0,326 мм во внешней зоне рельса и 0,193-0,222 мм в верхней части рельса.Это правильный порядок величин для профилактического цикла, и он объясняет, почему для устранения глубоких дефектов необходима программа коррекции, а не более длительный профилактический этап.

Поскольку ресурс расходных материалов выражается в километрах пробега на миллиметр износа колеса, выбор интервала замены и выбор колеса — это одно и то же решение. На железнодорожных путях для тяжелых грузов мы провели измерения. 5,7 км/мм (Иян, 145 миль на галлон со средним расходом топлива 25,45 мм) и 4,98 км/мм (Шуохуан, 172,8 км перевала, средний расход топлива 34,67 мм.Колесо, которое служит вдвое дольше, меняет то, сколько вещей на самом деле стоит год работы на шлифовальном станке — см. Стоимость шлифовки рельсов за километр.

Выбор станков и шлифовальных кругов для шлифовки рельсов на кривых участках

Машина диктует параметры колеса, а кривая диктует параметры машины. На ровной дороге 96-точильный поезд может наклонить достаточное количество камней, чтобы достичь угла колеи; на стрелке или очень крутом повороте геометрия ограничивает угол атаки, и работу выполняет меньшая по размеру специализированная машина.

На поворотах две характеристики колеса имеют большее значение, чем где бы то ни было еще:

Абразивная прочность. Кривые концентрируют нагрузку и тепло в узкой полосе. Зерно, которое затупляется и покрывается глазурью под такой нагрузкой, перестает резать и начинает тереться, именно так образуются синие полосы. В рамках программы испытаний проекта «Шэньхуа» были измерены прочность на сжатие и степень шлифовки для трех типов зерен:

Вот почему циркониево-глиноземный шлифовальный круг с зернистостью 16, на смоляном связующем и обернутый стекловолокном, является стандартным вариантом для шлифовки поездов, и почему круг на мягком связующем из каталога общего назначения быстро выходит из строя, когда парк начинает шлифовать закаленные рельсы на кривых малого радиуса. Наше сравнение Отечественные и импортные шлифовальные круги для рельсов по пяти показателям производительности Рассматривает те же вопросы с точки зрения закупок.

Достигать и формировать. Диаметр, толщина и диаметр отверстия шлифовального круга должны соответствовать геометрии шпинделя и головки станка — круг серии 350 мм нельзя использовать вместо круга формата 260×90, какими бы качественными ни были его абразивные свойства. глобальный справочник производителей рельсошлифовальных машин В списке указаны форматы, используемые каждым флотом, и причины их использования. Колесо проектируется с учетом конструкции машины, а не только рельса. Стоит прочитать это перед тем, как задавать параметры программы расчета кривой.

Измерение результатов до и после: как доказать эффективность программы по коррекции кривой.

Программа шлифовки криволинейных поверхностей без предварительных и последующих измерений является субъективным мнением. Рекомендуемый нами минимальный набор данных:

1. Профиль предварительной обработки с учетом фиксированных пикетирований на обоих рельсах, а также бокового износа и ширины колеи — таким образом, целевой профиль определяется на основе измеренного износа, а не по шаблону.
2. Удаление металлов по зонам После прохождения дистанции, чтобы убедиться, что угловая часть измерительного прибора была обработана, а коронка — нет.
3. Шероховатость поверхности (Ra) - допустимый размер, целевой показатель ≤10 мкм.
4. осмотр на предмет сгорания для непрерывных синих полос, а также ширины и положения контактной полосы (световой полосы).
5. Расход топлива в миллиметрах на колесо относительно пройденного расстояния в километрах, чтобы можно было рассчитать стоимость следующего цикла.

Наши собственные данные, измеренные следующим образом: в ходе испытаний Loram DM01 в Цзянмэне шероховатость по всем направляющим составила... 1,05–9,0 мкм, большинство показаний 2–4 мкм, синих полос нет.В ходе приемочных испытаний на кривых малого радиуса в метро Чэнду были проверены камни Молатона размером M20×2,5. 90/100 В соответствии со стандартом TB 10413-2018, восстановленные головки прошли проверку как на шероховатость, так и на светопропускание. Образцы колес также прошли испытания на безопасность при вращении. 6354 об/мин без разрушения - актуально на кривых, где нагрузка на углы проезжей части максимальна.

Результаты полевых испытаний на изогнутых и тяжеловесных железнодорожных путях.

Закономерность очевидна: на поворотах и при перевозках тяжелых грузов, где колесу приходится работать на пределе возможностей в узком диапазоне, именно ресурс расходных материалов отличает два предложения, которые на бумаге выглядят одинаково.

Шесть ошибок, из-за которых приходится платить деньги при скольжении по поворотам.

1. Для обеих направляющих используется один целевой профиль. Для обработки верхнего рельса необходимо сохранить его угловую форму; для нижнего рельса необходимо сохранить верхнюю часть рельса. Один шаблон не может выполнить обе задачи.
2. Слишком глубокая шлифовка внешнего угла измерительного прибора. Это создает ощущение прогресса, но увеличивает боковой износ, поскольку система автоматического управления ослабевает. Определите целевой профиль на основе измеренных данных.
3. Помол без предварительного заточки. Без этого невозможно определить местонахождение металла, поэтому приходится либо подрезать угол, либо пропускать отходы через коронку.
4. Обмен циклов на глубину. Меньшее количество, но более глубоких проходов повышает температуру удаления материала, увеличивает риск пригорания и повторно инициирует радиационно-конденсирующее напряжение. Большее количество, но более лёгких проходов в упругом режиме обходится дешевле в долгосрочной перспективе.
5. После шлифовки контактную полосу игнорировать не нужно. Профиль может пройти проверку размеров, но при этом контактная площадка окажется не на том месте. Измерьте полосу, как по ширине, так и по положению.
6. Покупка колес по цене, указанной в счете-фактуре. Цена двух колес одинакового размера может отличаться на 30-50 процентов, а количество километров пробега на одно колесо — еще больше. Сравните стоимость за километр пробега — метод описан в нашем руководстве. составление и сравнение цен на шлифовальные круги для рельсов..

Как колеса Молатона поддерживают кривые шлифовки рельсов

Рельсошильные круги Молатона производятся компанией RailwayCare (Wuhan Huatie Ruijie Rail Transit Technology Co., Ltd.) с производительностью 500 000 кругов в год, в форматах, используемых всеми основными семействами шлифовальных машин для поездов и стрелочных шлифовальных машин — см. каталог выше.

• Предназначено как для машин, так и для рельсов. Скорость движения транспортного средства, мощность двигателя, угол атаки шлифовальной головки и уклон рельса определяют состав зерна, твердость и сцепление; один и тот же формат 260 мм не используется одинаково для поезда с 96-каменными брусками и для шлифовальной машины стрелок.
• Оксид циркония-алюминия в смоляном связующем с обмоткой из стекловолокнаабразивный круг с зернистостью 16, рассчитанный на скорость 50 м/с, с монтажными отверстиями M10. ≥17 мм эффективное взаимодействие.
• Качественная продукция, а не просто поставка. ISO 9001:2015 (диапазон размеров 125-350 мм, колеса на полимерной связке), ISO 45001:2018, КРЦтехническая экспертиза, проведенная Китайской академией железнодорожных наук (TKTJ-19-0007-ST), отчеты Национального центра контроля качества абразивных материалов города Чжэнчжоу, соответствие требованиям. JB/T 11431-2020 и EN 12413плюс ГОСТ 33174-2014 для 1520 мм измерительные рынки.
• Жизнь подтверждена в полевых условиях. ≥100 пройденных километров в соответствии с условиями теста G1, плюс результаты для большегрузных, скоростных и городских перевозок, указанные выше.

Для более подробного ознакомления с аспектами проблемы, связанными с шлифованием, ознакомьтесь с нашими руководствами по... ршлифовка профиля велов, шлифовка головки рельса, удаление гофрирования, шлифовка поворотных стрел и первопричины износа боковых поверхностей рельсов покрыть смежную работу.

Что такое асимметричное шлифование и почему оно используется на криволинейных поверхностях?

Асимметричная шлифовка устанавливает различный целевой профиль для каждого рельса на кривой: верхний рельс шлифуется в основном в углу колеи, чтобы уменьшить боковой износ и сместить пятно контакта обратно к рабочей поверхности, в то время как нижний рельс шлифуется в верхней части рельса, чтобы сохранить разницу радиусов качения, которая позволяет колесной паре самостоятельно управлять движением. Она используется на кривых, потому что два рельса изнашиваются по-разному — на кривой R=800 м мы измерили удаление 0,3 мм на внешней поверхности верхнего рельса против 1,8 мм на внутренней поверхности.

Как часто следует шлифовать кривые участки дороги?

Универсального интервала не существует — он зависит от радиуса, осевой нагрузки, годового тоннажа и пределов износа, установленных оператором. Распространенная модель — это общесетевая программа профилактического обслуживания, включающая легкие, частые проезды, а также корректирующие проезды на наиболее быстро изнашиваемых кривых малого радиуса, часто с интервалом примерно в квартал. Интервал устанавливается на основе измеренного удаления металла за проезд и километра пробега за одно обслуживание: за 2 часа поезд весом 96 стоунов (около 127 кг) изнашивал 18,72 километра пробега за один проезд в нашем бюро в Наньнине.

Можно ли удалить износ боковой поверхности рельса с помощью шлифовки?

Шлифовка не восстанавливает изношенный металл — она изменяет форму оставшегося. Практические цели заключаются в удалении упрочненного и потрескавшегося материала в углах рельсов, восстановлении геометрии контакта, снижающей скорость дальнейшего износа, и продлении срока службы рельса. Опубликованные измерения на кривой для тяжелых грузов радиусом 600 м показали снижение бокового износа на 30-40 процентов после шлифовки асимметричного профиля.

Какой формат колес мне нужен для шлифовальной машины стрелок или для крутого поворота?

Шлифовальные станки для стрелочных переводов и крутых поворотов обычно используют меньшие, специализированные форматы: станки серии RGH20C используют шлифовальные круги серий 280×25,5×116 мм и 150 мм (150×80 с отверстием 5/8 дюйма или 150×77 с резьбой M20), в то время как шлифовальные станки используют круги 260×90×154 мм, 250×75×150 мм, 180×105×90 мм или 260×83×152 мм в зависимости от класса. Размеры соответствуют формату, указанному производителем станка — отверстие, толщина и схема крепления определяются шпинделем.

Как проверить качество шлифовки криволинейных поверхностей без лабораторных условий?

Измерьте четыре параметра: профиль на фиксированных пикетах относительно проектного профиля (GQI или эквивалент), шероховатость поверхности Ra (мишень ≤10 мкм), ширина и положение контактной полосы (25-30 мм высокоскоростной, 35-40 мм (обычные и тяжелые грузы), а также расход топлива на колесо в миллиметрах на колесо в зависимости от пройденного расстояния в километрах. Эти данные достаточны для принятия или отклонения заявки на проезд, а также для расчета стоимости следующего цикла.

Обратитесь к поставщику шлифовальных кругов для рельсов, специализирующемуся на обработке кривых участков.

Отправьте нам данные о кривой — радиус, сечение и уклон рельса, измеренный износ боковой поверхности до шлифовки, годовой тоннаж, модель машины и целевой профиль, над которым вы работаете, — и мы предоставим вам спецификацию колеса, ожидаемый пробег в километрах на колесо с указанием его параметров для испытаний, а также коммерческую раму, которую вы сможете сравнить с продукцией любого другого поставщика.

• WhatsApp: +86 15072332788
• Электронная почта: simon.wang@railwaycare.com

Компания RailwayCare (Wuhan Huatie Ruijie Rail Transit Technology Co., Ltd.) – ваш профессиональный партнер в области шлифовки рельсов, предлагающий шлифовальные круги Molaton, проверенные на высокоскоростных, большегрузных и линиях метро с 2004 года.

RailwayCare (Wuhan Huatie Ruijie Rail Transit Technology Co., Ltd.) – ваш профессиональный партнер в области шлифовки рельсов, предлагающий шлифовальные круги Molaton, проверенные на высокоскоростных, большегрузных и линиях метро с 2004 года.