Почему мой шлифовальный круг для рельсов покрывает поверхность глазурью, а не режет?

Что на самом деле происходит на контактной поверхности?

Инструментальные испытания на шлифовку рельсовой стали показывают, что коэффициент трения в зоне контакта колеса и рельса проходит через три стадии:

Глазирование — это вторая стадия, которая никогда не переходит в третью. Если связующее вещество не может восстановиться, новая зернистость никогда не появляется, и шлифовальный круг приобретает полированную, нережущую поверхность. В нашей собственной серии испытаний эталонный рельсовый круг работал при съеме рельсов 0,79 г, коэффициенте трения на границе раздела 0,46 и степени шлифования 35,1 — так выглядит исправный самозатачивающийся круг.

Измеренные доказательства: как выглядит застывшее лицо под микроскопом.

Три опытных образца колес, изготовленных с постепенно увеличивающимся количеством связующего вещества, заполняющего зернистую структуру, были отшлифованы о рельсовую сталь в одинаковых условиях, а затем исследованы:

Тот же эффект проявляется и в цифрах. Три шлифовальных круга с возрастающей прочностью, GS-10, GS-12.5 и GS-15, удаляли соответственно 1,0 г, 0,7 г и 0,2 г рельсов — показатель GS-15 оказался примерно на 71% ниже, чем у GS-12.5, — при этом коэффициенты шлифовки увеличились с 12,8 до 16,0 и до 24,1 . Если рассматривать эти два показателя вместе: самый прочный круг оказался наиболее износостойким, но хуже всего резал. Износостойкость сама по себе не является преимуществом; это именно тот механизм, который лежит в основе шлифовки. Аналогичный вывод можно сделать и на основе содержания связующего вещества: прочность на сжатие кругов, изготовленных при низком, среднем и высоком содержании связующего вещества, составила 68,9, 95,2 и 122,7 МПа , а самый прочный резал хуже всего, потому что структура с высоким содержанием связующего вещества настолько плотная, что зерна не могут выступать наружу.

Металлические шлифовальные круги наглядно демонстрируют этот принцип: у круга с железной связкой коэффициент шлифования составил 686 , что примерно в 15 раз выше, чем у рельсового круга со смоляной связкой, но эта связь настолько прочная, что она никогда не изнашивается, зерна никогда не обнажаются, и круг покрывается глазурью. Кроме того, ему требуется правка, чего не может сделать шлифовальный поезд — именно поэтому все рельсовые шлифовальные круги, находящиеся в эксплуатации, имеют смоляную связку.

Пять проверок, которые следует провести, прежде чем винить колесо.

1. Зернистость и сорт абразива зависят от нагрузки. Более твердый и мелкий абразив дольше удерживает зерно. Если машина обладает достаточной мощностью, а обрабатываемая поверхность легкая, шлифовальный круг будет тереть, а не резать.
2. Скорость вращения шлифовального круга должна соответствовать номинальной. Превышение скорости при малом контактном давлении — кратчайший путь к полированной поверхности. Сравните номинальную скорость вращения круга (об/мин при 50 м/с) с фактической скоростью вращения шпинделя станка.
3. Глубина резания и настройка мощности машины. Слишком лёгкий проход не создаёт достаточной силы для разрушения или отделения зерна. Количество проходов на километр у железнодорожных колёс измеряется не просто так — целевая глубина резания должна соответствовать колёсу и мощности машины.
4. Геометрия контакта. Убедитесь, что головка не касается угла измерительного прибора или стороны поля, что угол установки соответствует целевому профилю и что ничто не упирается в фланец. Колесо, касающееся только узкой полосы, не достигает ни заданного давления, ни требуемой производительности.
5. Монтаж и биение. Колесо, не прилегающее плотно к загрязненному или заусенному фланцу, имеет дефект: оно периодически касается поверхности, снимает меньше материала и неравномерно нагревает рабочую поверхность. Установите его на место и проверьте еще раз.

Важно понимать следующее: на рельсошлифовальном поезде нет станции правки. Если шлифовальный круг застеклен во время эксплуатации, он не восстановит свою режущую способность на этом станке. Его либо нужно снять, либо изменить условия работы.

Данные по кейсу: что дает подобранное колесо

Там, где колесо соответствует машине и режиму работы, цифры однозначны. На шлифовальном поезде GMC-96X в Лючжоу за 2 часа простоя было зафиксировано 18,72 прохода на километр , а износ колес составил 20–30 мм против 43,5–59 мм у импортного колеса при той же нагрузке — примерно в два раза больше срока службы. Сравнение с половиной вагона на той же железной дороге показало в 1,5 раза больший срок службы у импортного колеса. На линии И-Ян колесо показало 5,7 проходов на километр на миллиметр износа; на линии тяжелых грузов Шуо-Хуан — 4,98 . На высокоскоростной линии Хэ-У в 2020 году показатели составили 4,28 против 3,27 проходов на километр на миллиметр у импортного колеса, при этом одно колесо достигло 214,22 проходов на километр без непрерывного посинения. Шлифовальные круги Molaton соответствуют стандарту Q/CR 1-2014 с расчетным сроком службы не менее 100 проходов на километр , а стандарт JB/T 11431 , в разработке которого участвовала компания RailwayCare, определяет размерные и градационные характеристики, которым соответствуют эти круги. Характеристики шлифовальных кругов Molaton определяются индивидуально для каждого типа оборудования и устраняемого дефекта, и каждая партия отслеживается по собственному протоколу испытаний.