Desafios da localização da pedra de amolar
A revisão acima do status atual da pesquisa de pedra de amolar dos aspectos de moldagem de pedra de amolar (matéria-prima e processo), métodos de avaliação de desempenho de pedra de amolar, queima de trilhos, etc., resume que o design e a fabricação de pedra de amolar são uma interação multidisciplinar (mecânica, materiais, mecânica, etc.), multifatorial (componentes, processos, interfaces, condições de trabalho, etc.) dos desafios técnicos complexos. Portanto, a seguir está um resumo das dificuldades e desafios enfrentados no processo de pesquisa e desenvolvimento de pedra de amolar de três aspectos: moldagem de pedra de amolar, comportamento da interface pedra de amolar/trilho e avaliação de desempenho de pedra de amolar (Figura 1), visando fornecer certas referências para cientistas e profissionais relacionados.
(1) Moldagem de mó
O desempenho da pedra de amolar é afetado pela formulação (resina, enchimento, abrasivo, etc.), processo de moldagem (mistura, cura, etc.), estrutura (porosidade e tamanho dos poros, concentração abrasiva, etc.) e interfaces heterogêneas (resina/abrasivo, resina/enchimento, etc.), força de ligação e outros fatores, conforme mostrado na Figura 1 (a). Atualmente, o mecanismo de ligação da interface heterogênea do sistema abrasivo não está claro; o enchimento micro/nano na tenacidade da ligação, resistência ao calor, resistência ao desgaste do mecanismo regulador precisa ser revelado; estrutura complexa da pedra abrasiva das propriedades físicas e químicas da pedra abrasiva, o mecanismo do impacto do desempenho do desempenho do serviço ainda não está claro. As dificuldades científicas e técnicas acima trazem grandes dificuldades para a regulamentação do desempenho das pedras de amolar.
Yuan Yongjie [1] utilizou Abaqus e Python para estabelecer um modelo de mó virtual, e realizou pesquisas relacionadas a mós através do método de cálculo de elementos finitos, que é uma inspiração importante para o projeto de mós com mais variáveis e processos complexos. Portanto, no futuro, podemos usar elementos finitos e outros métodos para construir o modelo de mó de forma rápida e eficiente, e estabelecer um espectro mais fino de relacionamento de resposta sinérgica entre vários fatores para orientar o projeto de mós. E o modelo é justificado por uma grande quantidade de dados experimentais básicos.
(2) Comportamento da interface pedra abrasiva/trilho
Geometria abrasiva, orientação espacial tem aleatoriedade, resultando em grandes diferenças no ângulo frontal do processo de retificação abrasiva (deslizamento, aração, corte) e, portanto, o papel de cada abrasivo no comportamento do material do trilho (força mecânica, temperatura de retificação, etc.) também é aleatório e, portanto, há diferenças no mecanismo de falha da pedra, o impacto da qualidade da superfície do trilho. Idealmente: o abrasivo após muitos ciclos de abrasão - processo de autoafiação, dá total liberdade à sua função de corte; desgaste da ligação e derramamento, de modo que o abrasivo passivado saia, a pedra de retificação se autoafie; mas desgaste excessivo da ligação, resultando em derramamento prematuro do abrasivo, a taxa de utilização abrasiva é reduzida, a resistência ao desgaste abrasivo da pedra de retificação é reduzida, encurtando a vida útil. Portanto, o desgaste e a autoafiação da pedra de retificação devem atingir um estado equilibrado, a fim de tornar a pedra de retificação tanto um forte desempenho de corte quanto uma longa vida útil. Ao mesmo tempo, o desgaste da pedra de amolar afeta diretamente a condição da aresta abrasiva e o ângulo de corte, o que por sua vez afeta o calor de moagem do processo de moagem e a qualidade da superfície do trilho. Assim, pode-se ver que no processo de moagem de trilhos, sob o acoplamento térmico-mecânico da interface pedra de amolar/trilho, a remoção de material e a falha da pedra de amolar afetam uma à outra e têm uma relação próxima, o que afeta, em última análise, a qualidade da superfície do trilho após a moagem.
Atualmente, o mecanismo de interação entre remoção de material e falha da pedra de amolar no processo de retificação de trilhos e sua influência na qualidade da superfície do trilho ainda não está claro, o que aumenta a dificuldade de projeto da pedra de amolar, conforme mostrado na Fig. 1(b). Portanto, é importante estudar o mecanismo de remoção de material durante o processo de retificação de trilhos, o mecanismo de desgaste da pedra de amolar, a evolução da qualidade da superfície do trilho e construir o modelo de relacionamento físico da estrutura da pedra de amolar - propriedades mecânicas da pedra de amolar - desempenho de retificação - mecanismo de falha da pedra de amolar - qualidade da superfície do trilho, que é de grande valor para o projeto e fabricação da pedra de amolar.
(3) Avaliação do desempenho da pedra de amolar
A avaliação científica e abrangente do desempenho da pedra de amolar (especialmente a capacidade de moagem), fórmula da pedra de amolar, design do processo fornece uma referência importante. Atualmente, existem vários métodos para avaliar o desempenho da pedra de amolar, e há uma falta de padrões de avaliação uniformes para o desempenho da pedra de amolar, o que dificulta o compartilhamento dos resultados de pesquisa relacionados à pedra de amolar, conforme mostrado na Fig. 1(c). Enquanto isso, atualmente, muitos pesquisadores realizam pesquisas relacionadas preparando pedras de amolar de tamanho real, que têm um tamanho grande, o que não é propício para a posterior caracterização e análise macro/micro, e não podem obter dados experimentais mais finos, resultando nos resultados experimentais das pedras de amolar com orientação limitada sobre a regulamentação do desempenho das pedras de amolar, o que reduz a eficiência de pesquisa e desenvolvimento das pedras de amolar, aumenta o custo da pesquisa e resulta no desperdício de energia e matérias-primas. Portanto, uma rota de tecnologia de avaliação multidimensional pode ser adotada para projetar cientificamente o equipamento de avaliação de pedras de amolar e construir as diretrizes de avaliação para o desempenho de pedras de amolar em várias dimensões, de modo a estabelecer a base para a promoção de pedras de amolar em linhas de transporte ferroviário.
Figo.1 Os principais problemas para o desenvolvimento do GS
(a) Formação de rebolo [2,3,1]; (b) Relações entre mecanismos de remoção de material, mecanismos de desgaste do rebolo e qualidade da superfície do trilho [4,5,6,7,8]; (c) Métodos de avaliação do desempenho do rebolo [9,2,10].
[1] YUAN Yongjie. Os mecanismos regulatórios de desempenho da pedra de moagem de trilhos com estrutura porosa[J]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2021.
[2] ZHANG Wulin. Estudo sobre os mecanismos regulatórios de desempenho de pedras de moagem ferroviárias de alta velocidade por meio de abrasivos de coríndon[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2021.
[3] ZHANG Pengfei, ZHANG Wulin, YUAN Yongjie, et al. Investigando o efeito do calor de retificação no mecanismo de remoção de material da retificação de trilhos[J]. Tribology International, 2020, 147:105942.
[4] JI Yuan, TIAN Changhai, PEI Dingfeng. Análise comparativa de padrões chineses de rodas de retificação ferroviária e padrões internacionais estrangeiros[J]. Controle de qualidade ferroviária, 2018, 46(9): 5-8.
[5] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Wenjian, et al. Influência da pressão de moagem nos comportamentos de remoção de material ferroviário[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
[6] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Investigação experimental sobre mecanismo de remoção de material durante retificação de trilhos em diferentes velocidades de avanço[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
[7] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, et al. Sondando o efeito do tamanho do grão abrasivo nos comportamentos de retificação de trilhos[J]. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 53: 388-395.
[8] JOACHIM Mayer, ROBERT Engelhorn, ROSEMARIE Rot, et al. Características de desgaste de abrasivos de coríndon sol-gel reforçados com segunda fase[J]. Acta Materialia, 2006, 54(13): 3605-3615.
[9] XU Xiaotang. Estudo sobre o mecanismo de retificação de trilhos de alta velocidade[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2016.
[10] XU Xiaotang, WANG Hengyu, WU Lei, et al. Um estudo experimental sobre retificação de trilhos de alta velocidade em condições úmidas[J]. Engenharia de lubrificação, 2016, 41(11): 41-44.