Status quo razvoja ključne opreme za mljevenje željeznice

Trenutno je željeznički sistem najrasprostranjeniji, tržišni udio relativno velikog metoda mljevenja za tehnologiju aktivnog mljevenja, brze pasivne tehnologije mljevenja i tehnologije kompozitnog mljevenja glodanja i mljevenja. Sljedeća tri tipična stanja razvoja opreme za mljevenje šina su sažeta.

1.3.1 Oprema za aktivni ključ za brušenje tračnica

Aktivna tehnologija brušenja je trenutno najšire korištena, najveći tržišni udio metode brušenja, brušenje modela automobila više. Strani proizvođači automobila za mljevenje su uglavnom Sjedinjene Američke DržaveHARSCOiSTRAPkompanija i švajcarska kompanija SPENO i tako dalje. Domaća tehnologija brušenja šina počela je kasno, nakon decenija razvoja, sadašnji domaći proizvođači automobila za mlevenje su uglavnom Golden Eagle Heavy Construction Machinery Company Limited (Golden Eagle Heavy Industry), CNR Beijing Erqi Vehicle Company Limited (CNR Erqi), Zhuzhou CNR Times Electric Company Limited (Times Construction so High Company), kompanija Times Construction so High. Golden Eagle Heavy Industry (GEHI) i CNR Erqi su nezavisno razvili vozila za brušenje GMC-96X i GMC-96B uvođenjem tehnologije iz HARSCO (SAD) i SPENO (Švajcarska), respektivno, kao što je prikazano na slici 1 i slici 2. Vozilo za peskarenje GMC-48JS od strane TRITIME je nezavisno razvijeno od strane ELEC-a u martu. 2020. [1].

Fig.1GMC-96X

Fig.2GMC-96B[2]

Trenutno se uobičajeno koristi linija GMC-96X (Teška industrija Zlatnog orla), GMC-96B (Kineska željeznica Erqi), PGM-48 (HARSCO, SAD) i nova linija modela GMC-48JS (Times Electric), glavni radni parametri i radni zahtjevi prikazani su u Tabeli 1. Podaci o radnoj brzini vagona pokazuju da je brzina 3 ~ 2 . km/h, niža od kritične radne brzine može rezultirati šinom. Ispod kritične radne brzine može uzrokovati prekomjerno mljevenje u lokalnim područjima, a lokalna toplina brušenja šine pri malim brzinama aktivno je sklona spaljivanju šine [3]; ako je radna brzina previsoka, ne može se osigurati idealna efikasnost uklanjanja. Vozilo za mljevenje dizajnirano za maksimalni radni nagib od 30 ‰ može podnijeti veliku većinu održavanja linijskog mljevenja. Međutim, za neke pruge sa dugim nagibom (gradijent veći od 30 ‰), posebno za željeznicu Sichuan-Tibet u izgradnji, koordinacija radnih performansi vagona za mljevenje i problema vuče će biti jedan od važnih izazova.

Tab1.Radni parametri tipičnog vlaka za brušenje šina[2]

1.3.2 Ključna oprema za brzo brušenje pasivnih tračnica

Brzi pasivni vagon za mljevenje uglavnom proizvodi njemačka kompanija VOSSLOH HSG vagon za brušenje šina, koji se uglavnom sastoji od vagona za mljevenje i pomoćnog vagona, slika 3. Operacije brušenja zahtijevaju vuču lokomotive, radnu brzinu do 60 ~ 80 km/h; cijelo vozilo 4 grupe brusne jedinice ukupno 96 brusnih kamena u isto vrijeme u radnom stanju i pri brzini od oko 6000 o/min velikom brzinom rotacije, kao što je prikazano na slici 4; svaka grupa jedinica za mljevenje opremljena je sa 2 seta okvira za mljevenje, proces rada brusnog kamena se može postići bez zaustavljanja cijele grupe brze, kontinuirane rotacije, odnosno, jedno punjenje kamena za mljevenje može biti kontinuirano brušenje oko 70 km [4], kao što je prikazano na slici 5. Tokom procesa brušenja, količina brusnog toka i pritisak brusnog toka mogu se pratiti stvarni pritisak brusne iskre. Nakon brušenja, profil šine se testira kako bi se provjerio učinak brušenja. Vozilo za mljevenje velike brzine oslanja se isključivo na otpor vlaka za mljevenje kako bi uklonio materijal glave šine, jer točak za mljevenje nema pogon. Dakle, radna brzina ima značajan uticaj na radni efekat brusnog vozila. Kada mašina za mlevenje velike brzine vrši operaciju mlevenja u međustaničnom pravcu: u fazi ubrzanja napuštanja stanice, kada je brzina veća od 30 km/h, brusni okvir se spušta i počinje operacija brušenja; u fazi usporavanja ulaska u stanicu, kada je brzina manja od 15 km/h, brusni okvir se podiže i operacija brušenja je završena. Dakle, u području koje odgovara ubrzanju i usporavanju vozila za peskarenje, efekat brušenja je smanjen zbog smanjenja brzine vozila; dio površine koji se ne može brusiti zbog podizanja okvira za brušenje mora biti pokriven vozilom za brušenje skretnica u stanici tokom sljedeće operacije.

Fig.3HSG brzo brusilica

Fig.4Jedinica za mlevenje

Fig.5Struktura brusnog okvira

U protekloj deceniji mnoge domaće institucije su se posvetile istraživanju i razvoju brzih brusnih mašina. 18. juna 2021., prvi domaći prototip za prototip za mljevenje inteligentne željeznice velike brzine u Pekingu-Šangaju koji su zajednički razvili Jugozapadni Jiaotong Univerzitet, Peking-Shanghai High-Speed ​​Railway i Southwest Jiaotong University Railway Development Cooperation, doo je došao s izvorne proizvodne linije za razvoj u kompaniji "Jugowest Jiaotong University", Ltd. [5] kao što je prikazano na slici 6. Dana 22. srpnja 2021., vozilo za mljevenje šina KGM-80II koje je neovisno istražilo i razvilo China Railway Construction High-Tech Equipment Co., Ltd. prošlo je ocjenu i odobreno je za probni rad [6], kao što je prikazano na slici 7. Uvođenje samorazvijenog vozila za mljevenje šina velike brzine je od velikog značaja za Kinu da ostvari potpunu autonomiju opreme željezničkog sistema.

Fig.6Peking-Shanghai inteligentni prototip prototipa za brzo brušenje željeznice [5]

Fig.7KGM-80II. Rail Rapid Brunsing Car[6]

1.3.3 Ključna oprema za glodanje i brušenje kompozita za brušenje

Trenutno se vagoni za glodanje i mljevenje široko koriste u domaćim i stranim željezničkim prugama za teške terete. Njemačka kompanija GMB, kao i austrijska kompanija LINSINGER, kompanija MFL, itd., glavni su proizvođači inozemnih vagona za mljevenje i mljevenje [4,7]. Slika 8 za mašinu za mljevenje i mljevenje SF03 kompanije LINSINGER, ukupna dužina automobila 25 m, težina automobila 120 t, opremljena sa dva troosovinska okretna postolja, samohodna brzina do 100 km/h, maksimalna radna brzina 0,36 ~ 1,20 km/h, kompletan automobil je opremljen sa diskom od 2 km/s. dva seta brusnih ploča [7,8,9]. Domaći proizvođači uglavnom uključuju China Railway Times Construction Machinery Co. u Baojiju i China Railway Construction High-Tech Equipment Co. Slika 9 prikazuje XM-1800 vozilo za mljevenje i mljevenje proizvedeno od strane China Railway Construction High-Tech Equipment Corporation, koje ima prednosti visoke operativne efikasnosti, fleksibilnog i manjeg brušenja, unutrašnje zaštite i posebne zaštite okoliša. profilno brušenje [10]. Tabela 2 upoređuje glavne operativne parametre vozila za mljevenje i mljevenje SF03 i vozila za mljevenje i mljevenje XM-1800, što pokazuje da je vozilo za mljevenje i mljevenje XM-1800 razvijeno u Kini dostiglo svjetski napredni tehnički nivo u smislu efikasnosti uklanjanja materijala i operativne preciznosti.

Fig.8SF03 glodalica

Sl.9 XM-1800 Glodalica[10]

Tab.2 Poređenje operativnih performansi između SF03 i XM-1800 tračničkog voza

1.3.4 Sveobuhvatno poređenje performansi glavne opreme za mljevenje šina

Aktivno brušenje, brzo pasivno mljevenje i mljevenje i brušenje kompozitnog brušenja tri tipična poređenje performansi opreme za brušenje tračnica, kao što je tabela 3. aktivno uklanjanje materijala za mljevenje, kontura omotača lake trake za brušenje je dobra, brza brzina rada, trenutno je najveći udio u tržišnom udjelu operacije. Za aktivno brušenje ključno je riješiti problem brušenja šine, kako bi se poboljšao kvalitet površine šine nakon brušenja. Istraživanja su pokazala da optimizacija parametara brušenja [11,3,12], strukture brusne ploče [13] može učinkovito poboljšati opekotine, čiji je razvoj aktivnih brusnih ploča visokih performansi fokus budućih istraživanja.

Brzina rada pasivnog mljevenja, teoretski može biti intermodalna sa običnim putničkom/kamionicom, bez potrebe za "šiberom", ne utiče na normalan prolaz linije. Osim toga, pasivno brušenje velike brzine zasnovano na strategiji preventivnog brušenja šina predloženo je da produži vijek trajanja šine uz značajne prednosti. Stoga brzo brušenje ima važnu konkurentnost u budućem razvoju. Služenje u velikim brzinama, velikom opterećenju, jakim vibracijama i drugim teškim uslovima, uz zadovoljavanje visoke efikasnosti, visokog kvaliteta i drugih operativnih zahtjeva, kako bi se osiguralo da brusni točak ima izvrsna mehanička svojstva (čvrstoća/žilavost), servisne performanse (performanse rezanja, otpornost na habanje, itd.) jedan je od važnih izazova u budućnosti.

Kompozitno brušenje ima značajne prednosti u efikasnosti uklanjanja materijala, završnoj obradi konture, kvaliteti površine itd. Međutim, njegova brzina rada je spora, u budućnosti, s razvojem ekonomije, vrijeme brušenja je izuzetno komprimirano, zahtjevi za efikasnošću brušenja se povećavaju, koordinacija budućeg kapaciteta linije i dužine vremena brušenja će biti u fokusu pažnje. Istovremeno, kako bi se osigurala tačnost korekcije profila šine i operativna efikasnost, razvoj brušenja tračnica kako bi izdržao oštre radne uvjete i visoko otporne karbidne alate za rezanje također je jedan od budućih fokusa istraživanja.

Tab.3Poređenje tri vrste tipične opreme za mljevenje šina

• YANG Changjian, WANG Jianhong, ZHU Hongjun, et al. Razvoj dvostruke snage 48 Brušenje kamena za brušenje tračnica T China Mechanical Engineering, 2019, 3(30): 356-371.
• Ministarstvo industrije i električne energije China National Railway Group Co., Ltd. Priručnik za brušenje šina[M]. Peking: China Railway Publishing House Co., Ltd., 2020, 1-73.
• ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël, et al. Temperaturno polje i reakcija materijala kao funkcija parametara brušenja šina[J]. Međunarodni časopis za prijenos topline i mase, 2021, 175: 12366.
• FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Status razvoja i izgledi tehnologije brušenja tračnica za željeznicu velikih brzina[J]. Časopis za mašinstvo, 2018, 54(22): 184-193.
• https://news.swjtu.edu.cn/shownews-22407.shtml/ [DB/OL]. [2021-08-13]
• http://www.crcce.com.cn/art/2021/7/27/art_5175_3372925.html/ [DB/OL]. [2021-08-15]
• LIU Zhenbin. Projektiranje opreme za mljevenje vlakova za glodanje tračnica i istraživanje kontrole sile brušenja[D]. Changsha: Central South University, 2013.
• YU Niandong, ZHANG Meng. Primjena SF03-FFS kola za glodanje i brušenje šina[J]. Željezničke tehničke inovacije, 1: 37-38.
• CHEN Huibo. Primjena SF03-FFS vagona za glodanje i brušenje na željezničkoj pruzi Shuozhou-Huanghua[J]. Kineske željeznice, 2013, (12): 85-88.
• http://www.crcce.com.cn/art/2018/1/30/art_5529_109.html/ [DB/OL]. [2021-08-16]
• ZHOU Kun, DING Haohao, Zhang Shuyue, et al. Modeliranje i simulacija sile brušenja kod brušenja tračnica koje uzima u obzir kut zakretanja brusnog kamena[J]. Tribology International, 2019, 137: 274-288.
• ZHOU Kun, DINGHaohao, WANG Wenjian, et al. Utjecaj tlaka mljevenja na ponašanje pri uklanjanju tračničkog materijala[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
• YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, et al. Porozne brusne ploče ka ublažavanju pred-zamora i povećanju efikasnosti uklanjanja materijala za brušenje šina[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692
• ZHOU Kun, WANG Wenjian, LIU Qiyue, et al. Istraživački napredak mehanizma za brušenje šina[J]. China Mechanical Engineering, 2019, 30(03): 284-294.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Eksperimentalno istraživanje mehanizma uklanjanja materijala tijekom brušenja tračnica pri različitim brzinama naprijed [J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Status razvoja i izgledi tehnologije brušenja tračnica za željeznicu velikih brzina[J]. Časopis za mašinstvo, 2018, 54(22): 184-193.
• XU Xiaotang. Studija o mehanizmu brušenja tračnica velike brzine[D]. Čengdu: Univerzitet Jugozapadni Jiaotong, 2016.
• WILHELMKubin, DAVES Werner, STOCK Analiza glodanja šina kao procesa održavanja šina: simulacije i eksperimenti[J]. Wear, 2019, 438-439: 203029.