Spoorslyp is 'n proses van materiaalverwydering deur slypwiele te draai. Die slyp kilometers is redelik lank, die gebruik van snyvloeistof sal nie net die onderhoudskoste verhoog nie, maar ook wydverspreide besoedeling veroorsaak. Sonder verkoeling en smering kan die hitte wat in die slypproses gegenereer word nie betyds vrygestel word nie, dus word die spoorbrandwonde dikwels waargeneem na spoorslypprosesse as gevolg van die droë toestande, hoë rotasiespoed van slypwiele (~3600 rpm) en slyplading (~2000 N) [1-4], soos gegee in Fig.1. Om die slypdoeltreffendheid verder te verbeter en goeie oppervlakintegriteit te verkry, is die ontwerp en vervaardiging van porieë in slypwiele 'n ekonomiese en effektiewe manier [5].
Fig.1.Die maal het brandwonde en wit etslae op spoorkop veroorsaak.
Chinese geleerdes het poreuse slypwiele voorberei en hul slypprestasie op 'n selfontwerpte tuig gekenmerk [5]. Dit kan opgemerk word dat sodra die porieë in die slypwiele gegenereer is, die maksimum druksterkte met 35% verminder het van 83.74 MPa tot 54.53 MPa. Die resultate van slyp-eksperimente het getoon dat met die toename in porositeit van slypwiele, die slypvolume effens verbeter is, die slyptemperatuur afgeneem en die wiellading verminder. Die resultate dui daarop dat die slypwiel met 'n hoër porositeit 'n beter selfaantrekvermoë besit, wat bevoordeel word om wiellaai te voorkom.
Fig. 2.Oppervlakmorfologie van slypwiele voor en na toets met verskillende porositeit: 8.12%(a) & (e), 15.81%(b) & (f), 18.60%(c) & (g) en 21.18%(d) &(h).
Die harde en bros wit etslaag is op alle grondspoorkoppe waargeneem as gevolg van die maalhitte, en die dikste WEL is gegee deur die laagste porositeit van slypwiele, soos gegee in Fig.3 en Fig.4. Onder die WEL is 'n vervormde perlietlaag wat gevorm word deur vervorming onder skuifspanning van skuurkorrels. Die hardheid van WEL is 5,77 GPa, ongeveer 2 ~ 3 keer harder as die matriks van perliet. Baie geleerdes het tot die gevolgtrekking gekom dat die WEL 'n noue verwantskap het met spoorbreuk [6-8]. Veroorsaak deur gemengde trek- en skuifspannings van wiele tydens die diens van relings, kan krake op die oppervlak voorkom. Die gevormde kraak sal vinnig deur die WEL-laag voortplant as gevolg van sy bros aard, by die WEL- en perliet-koppelvlak uitbrei of selfs tot in die perlietmatriks voortplant en erger spoordefekte vorm[9]. Gevolglik sal die harde en bros die voortydige mislukking van grondreling veroorsaak en kan effektief beheer word deur die porositeit van slypwiele.
Fig. 3.Hardheid van WEL en vervormde laag.
Fig. 4.OM van dwarssnitte van die spoorgrond deur verskillende porositeit van slypwiele: 8.12%(a), 15.81%(b), 18.60%(c) en 21.18%(d).
Die slypmeganisme van slypwiel met poriestrukture kan geïllustreer word in Fig. 5. As gevolg van die hoë negatiewe harkhoek en 'n relatief hoë aktiewe korreldigtheid, smelt die slypskyfies eers onder so 'n hoë temperatuur en sit dan vas op die wieloppervlak wat die slypvermoë van die slypwiel verswak en die slyphitte verhoog. In kontrak besit die poreuse slypwiel 'n beter selfkledingsvermoë en dra dit by tot 'n ligter skade op spooroppervlak[8]. Aan die een kant vergroot die poriestrukture die spasie tussen skuurkorrels wat genoeg spasie bied vir die stoor van skyfies en die vrystelling van die hitte. Die skyfies kan in die porie gekrul word en uitgeskakel word deur die daaropvolgende interaksie van skuurmiddels, en kan ook 'n gedeelte hitte van die kontaksone oordra. Aan die ander kant is die spanning en uitsteekhoogte vir elke aktiewe korrel groter as gewone slypwiel, wat die ongesnyde spaanderdikte verhoog en die vryf-effek tussen skuurgruis en spooroppervlak verminder om die pre-moegheid wat veroorsaak word deur spoorslyp te verminder soos bespreek. Daarom, afhangende van die uitstaande slypprestasie en onderskeidelik laer skade-effek op die spooroppervlak, het die slypwiel met poriestruktuur groot potensiaal om toegepas te word in spoorslyptegnologie onder sy hoë spoed en droë slyptoestand.
Fig. 5.Slypmeganisme van slypwiel met poriestrukture.
Verwysings
[1] Zhang W, Zhang P, Zhang J, Fan X, Zhu M. Ondersoek die effek van skuurkorrelgrootte op spoorslypgedrag. J Manuf Proses 2020;53:388–95.
[2] Lin B, Zhou K, Guo J, Liu QY, Wang WJ. Invloed van slypparameters op oppervlaktemperatuur en brandgedrag van slypspoor. Tribol Int 2018;122:151–62.
[3] Zhou K, Ding HH, Wang WJ, Wang RX, Guo J, Liu QY. Invloed van slypdruk op verwyderingsgedrag van spoormateriaal. Tribol Int 2019;134:417–26.
[4] Tawakoli T, Westkaemper E, Rabiey M. Droë maal deur spesiale kondisionering. Int J Adv Manuf Technol 2007;33:419–24.
[5] Yuan Y, Zhang W, Zhang P, Fan X, Zhu M. Poreuse slypwiele om die pre-moegheid te verlig en die materiaalverwyderingsdoeltreffendheid vir spoorslyp te verhoog. Tribol Int 2021; 154: 106692.
[6] Magel E, Roney M, Kalousek J, Sroba P. Die vermenging van teorie en praktyk in moderne spoorslyp. Fatigue Fract Eng Mater Struct 2003;26:921–9.
[7] Cuervo PA, Santa JF, Toro A. Korrelasies tussen slytasiemeganismes en spoorslypbewerkings in 'n kommersiële spoorlyn. Tribol Int 2015;82:265–73.
[8] Agarwal S. Oor die meganisme en meganika van wiellaai in slyp. J Manuf Proses 2019;41:36–47.
[9] Zhang ZY, Shang W, Ding HH, Guo J, Wang HY, Liu QY, et al. Termiese model en temperatuurveld in spoorslypproses gebaseer op 'n bewegende hittebron. Appl Therm Eng 2016;106:855–64.
