Vijesti
Status quo razvoja ključne opreme za mljevenje željeznice
Trenutačno se najčešće koristi željeznički sustav, tržišni udio relativno velike metode mljevenja za aktivnu tehnologiju mljevenja, brzu pasivnu tehnologiju mljevenja i glodanje i mljevenje kompozitne tehnologije mljevenja. Ukratko su prikazana sljedeća tri tipična statusa razvoja opreme za brušenje tračnica.
1.3.1 Ključna oprema za aktivno brušenje tračnica
Aktivna tehnologija mljevenja je trenutno najraširenija, najveći tržišni udio metode mljevenja, brušenje modela automobila više. Strani proizvođači automobila za brušenje uglavnom su Sjedinjene DržaveHARSCOiREMENtvrtka i švicarska tvrtka SPENO i tako dalje. Domaća tehnologija brušenja tračnica započela je kasno, nakon desetljeća razvoja, trenutni domaći proizvođači automobila za brušenje uglavnom su 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 Electric), China Railway Construction High-tech Equipment Company Limited i tako dalje. Golden Eagle Heavy Industry (GEHI) i CNR Erqi neovisno su razvili vozila za brušenje GMC-96X i GMC-96B uvođenjem tehnologije tvrtki HARSCO (SAD) odnosno SPENO (Švicarska), kao što je prikazano na slici 1 i slici 2. Vozilo za brušenje GMC-48JS, koje je neovisno razvio TIME ELECTRIC, odobreno je za rad u ožujku 2020. [1].
sl.1GMC-96X
sl.2GMC-96B[2]
Trenutačno, linija modela GMC-96X (Golden Eagle Heavy Industry), GMC-96B (China Railway Erqi), PGM-48 (HARSCO, SAD) i nova linija modela GMC-48JS (Times Electric), glavni radni parametri i radni zahtjevi prikazani su u tablici 1. Podaci pokazuju da je radna brzina kolica za mljevenje oko 3~24 km/h, niža od kritične radne brzine može dovesti do tračnice. Ispod kritične radne brzine može uzrokovati prekomjerno brušenje u lokalnim područjima, a lokalna toplina brušenja tračnice pri malim brzinama aktivno je sklona spaljivanju tračnice [3]; ako je radna brzina previsoka, ne može se osigurati idealna učinkovitost uklanjanja. Vozilo za brušenje dizajnirano za maksimalni radni gradijent od 30 ‰ može podnijeti veliku većinu održavanja linije brušenja. Međutim, za neke pruge s dugim nagibom (gradijent veći od 30 ‰), posebno Sichuan-Tibet željeznice u izgradnji, koordinacija radnih performansi vagona i problema s vučom bit će jedan od važnih izazova.
Tab1.Radni parametri tipičnog vlaka za brušenje tračnica[2]
| Modeli | GMC-96X | GMC-96B | PGM-48 | GMC-48JS |
| Broj brusnih kamenova | 48 sa svake strane | 48 sa svake strane | 24 sa svake strane | 24 sa svake strane |
| Brzina mljevenja | 3~24 km/h | 3~15 km/h | 3~24 km/h | 2~16 km/h |
| Snaga motora za poliranje | 22 kW | 18,5 kW | 22 kW | 22 kW |
| Kut brušenja | -70°～+20° | -70°~+15° | -50°~+45° | -70°~+25° |
| Minimalni radijus krivulje aktivnosti | 180 m | 250 m | 180 m | 180 m |
| Maksimalni nagib trase | 30‰ | |||
| Točnost uzdužnog brušenja | Maksimalne vrijednosti amplitude u rasponima od 300 mm i 1000 mm su 0,03 odnosno 0,15 mm | |||
| Hrapavost površine tračnice nakon brušenja | Ra manji od 10 μm; Ne smije biti kontinuiranog ili prekomjernog plavog iscjetka | |||
1.3.2 Ključna oprema za brzo brušenje pasivnih tračnica
Pasivna kolica za brušenje velike brzine uglavnom proizvodi njemačka tvrtka VOSSLOH HSG kolica za mljevenje tračnica, koja se uglavnom sastoje od kolica za mljevenje i pomoćnih kola, Slika 3. Operacije brušenja zahtijevaju vuču lokomotive, radnu brzinu do 60 ~ 80 km / h; cijelo vozilo 4 grupe jedinica za mljevenje ukupno 96 brusnih kamena u isto vrijeme u radnom stanju i pri brzini od oko 6000 o/min velike brzine rotacije, kao što je prikazano na slici 4; svaka grupa jedinica za mljevenje opremljena je s 2 kompleta okvira za mljevenje, radni proces brusnog kamena može se postići bez zaustavljanja cijele grupe brze, kontinuirane rotacije, to jest, jedno punjenje brusnog kamena može biti kontinuirano mljevenje Oko 70 km [4], kao što je prikazano na slici 5. Tijekom procesa mljevenja, količina iskri brušenja, istrošenost brusnog kotača i tlak brušenja mogu se pratiti u stvarnom vremenu. Nakon brušenja, profil tračnice se testira kako bi se provjerio učinak brušenja. Vozilo za brušenje velike brzine oslanja se isključivo na otpor vlaka za mljevenje za uklanjanje materijala glave tračnice, jer brusna ploča nema pogon. Stoga radna brzina ima značajan utjecaj na radni učinak brusnog vozila. Kada kolica za mljevenje velike brzine obavljaju operaciju mljevenja u međustaničnoj liniji: u fazi ubrzanja napuštanja stanice, kada je brzina veća od 30 km/h, okvir za mljevenje se spušta i započinje operacija mljevenja; u fazi usporavanja ulaska u stanicu, kada je brzina manja od 15 km/h, okvir za mljevenje se podiže i operacija mljevenja je završena. Stoga, u području koje odgovara ubrzanju i usporavanju vozila koje pije pijesak, učinak pijeska je smanjen zbog smanjenja brzine vozila; dio površine koji se ne može posipati zbog podizanja okvira za posipanje mora biti pokriven skretničkim posipnim vozilom u stanici tijekom sljedeće operacije.
sl.3HSG brusilica velike brzine
sl.4Jedinica za mljevenje
sl.5Struktura okvira za brušenje
U proteklom desetljeću, mnoge domaće institucije su se posvetile istraživanju i razvoju brzih brusnih kola. 18. lipnja 2021. s proizvodne trake sišao je prvi domaći inteligentni prototip za brušenje tračnica velike brzine Peking-Šangaj koji su zajednički razvili Sveučilište Southwest Jiaotong, Željeznica velikih brzina Peking-Šangaj i Railway Development Co Ltd Sveučilišta Southwest Jiaotong, ostvarujući izvornu inovaciju "nula prema jedan" [5] kao prikazano na slici 6. Dana 22. srpnja 2021. vozilo za brušenje tračnica KGM-80II koje je neovisno istražila i razvila tvrtka China Railway Construction High-Tech Equipment Co., Ltd. prošlo je procjenu i odobreno je za probni rad [6], kao što je prikazano na slici 7. Uvođenje vozila za brušenje tračnica velike brzine koje je sama razvila od velike je važnosti za Kinu kako bi ostvarila potpunu autonomiju opreme željezničkog sustava.
sl.6Peking-Šangaj, inteligentni testni prototip brze željeznice za brušenje tračnica [5]
sl.7KGM-80II. Automobil za brzo brušenje tračnica[6]
1.3.3 Ključna oprema za glodanje tračnica i brušenje kompozita
Trenutačno se vagoni za glodanje i brušenje tračnica naširoko koriste na domaćim i stranim željezničkim prugama za teške terete. Njemačka tvrtka GMB, kao i austrijska tvrtka LINSINGER, tvrtka MFL itd., glavni su proizvođači inozemnih prikolica za mljevenje i mljevenje [4,7]. Slika 8 za automobil za mljevenje i mljevenje SF03 tvrtke LINSINGER, ukupna duljina automobila 25 m, težina automobila 120 t, opremljen s dva troosovinska postolja, samohodna brzina do 100 km / h, maksimalna radna brzina od 0,36 ~ 1,20 km / h, cijeli je automobil opremljen s ukupno dva seta diskova za mljevenje i dva setovi 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 glodanje i brušenje koje proizvodi China Railway Construction High-Tech Equipment Corporation, a koje ima prednosti visoke operativne učinkovitosti, fleksibilnog brušenja, zaštite okoliša i manjeg prskanja iskri u unutarnjem obliku tračnice i specijalno brušenje profila tračnica [10]. Tablica 2 uspoređuje glavne operativne parametre performansi vozila za glodanje i brušenje SF03 i vozila za glodanje i brušenje XM-1800, što pokazuje da je vozilo za glodanje i brušenje XM-1800 razvijeno u Kini doseglo svjetsku naprednu tehničku razinu u smislu učinkovitosti uklanjanja materijala i operativne preciznosti.
sl.8SF03 automobil za glodanje
Sl.9 XM-1800 Auto za glodanje[10]
Tab.2 Usporedbe operativnih performansi između SF03 i XM-1800 tračničkog glodala
| Modeli | SFO3 kolica za glodanje | XM-1800 automobil za glodanje |
| dubina domaće zadaće | Površina tračnice 0,3~1,5 mm； Kut širine je najveći 5,0 mm | Površina tračnice 0,3 ~ 1,5 mm； Mjerni kut je najveći 5,0 mm |
| Točnost profila poprečnog presjeka | ±0,2 mm | ±0,2 mm |
| Uzdužna Nije glatka preciznost | ±0,1 mm | ±0,02 mm（Valoviti gum 10 |
| Hrapavost površine tračnica | 3~5 μm | ≤6 µm |
1.3.4 Sveobuhvatna usporedba performansi opreme za brušenje glavnih tračnica
Aktivno brušenje, pasivno brušenje velike brzine i mljevenje i mljevenje kompozitnog mljevenja tri tipične usporedbe performansi opreme za mljevenje tračnica, kao što je Tablica 3. aktivno uklanjanje materijala za mljevenje, kontura omotnice laganog remena za mljevenje je dobra, velika brzina rada, trenutno je najveći udio tržišnog udjela operacije. Za aktivno brušenje, ključna točka je riješiti problem spaljivanja tračnice od brušenja, kako bi se poboljšala kvaliteta površine tračnice nakon brušenja. Studije su pokazale da optimizacija parametara mljevenja [11,3,12], struktura brusne ploče [13] može učinkovito poboljšati opekline, od kojih je razvoj aktivne brusne ploče visokih performansi fokus budućih istraživanja.
Pasivna brzina rada brušenja velike brzine, teoretski može biti intermodalna s običnim putničkim / kamionskim, bez potrebe za "šiberom", ne utječe na normalan prolaz linije. Osim toga, pasivno brušenje velike brzine temeljeno na strategiji preventivnog brušenja tračnica predloženo je za produljenje životnog vijeka tračnica sa značajnim prednostima. Stoga brušenje velike brzine ima važnu konkurentnost u budućem razvoju. Služenje pri velikoj brzini, velikom opterećenju, jakim vibracijama i drugim teškim uvjetima, uz ispunjavanje visoke učinkovitosti, visoke kvalitete i drugih operativnih zahtjeva, kako bi se osiguralo da brusna ploča ima izvrsna mehanička svojstva (čvrstoća / žilavost), radni učinak (učinkovitost rezanja, otpornost na habanje, itd.) jedan je od važnih izazova u budućnosti.
Kompozitno brušenje ima značajne prednosti u učinkovitosti uklanjanja materijala, završnoj obradi kontura, kvaliteti površine itd. Međutim, njegova radna brzina je spora, u budućnosti, s razvojem gospodarstva, vrijeme brušenja je izuzetno komprimirano, zahtjevi za učinkovitost rada brušenja rastu, koordinacija budućeg kapaciteta linije i duljine vremena brušenja bit će u središtu pozornosti. U isto vrijeme, kako bi se osigurala točnost korekcije profila tračnica i operativna učinkovitost, razvoj brušenja tračnica koje će izdržati teške uvjete rada i alata za rezanje od tvrdog metala otpornih na habanje također je jedan od fokusa budućih istraživanja.
tab.3Usporedbe tri vrste tipične opreme za brušenje tračnica
| Značajke | Aktivno brušenje[2,14,15] | Pasivno brušenje velikom brzinom[16,15,14] | Mljevenje smjese za mljevenje [18,7,9] |
| Primjenjivi način rada | Prethodno brušenje, preventivno brušenje, sanacijsko brušenje | Preventivno brušenje | Restaurativno brušenje |
| Brzina rada | 3~24 km/h | 60~80 km/h | 0,36~1,20 km/h |
| Količina mljevenja | Maksimalno pojedinačno vrijeme je približno 0,2 mm | Do otprilike 0,1 mm do 3 puta | Najviše 5 mm na kutovima širine do 3 mm na vrhu tračnice |
| Hrapavost površine（Ra） | Manje od 10 μm | Manje od 9 μm | 3~5 μm |
| Poliranje teksture | Paralelne oznake brušenja, otprilike okomite na uzdužni smjer tračnice | Isprepletena mrežasta tekstura nalazi se pod kutom od oko 45° u odnosu na tračnicu | Površinska obrada je visoka |
| Posao "Svjetlarnik" | Biti potreban | Nije potrebno | Biti potreban |
| Popravak siluete | Silueta je dobro obavijena | Silueta se ne može popraviti | Profili tračnica mogu se precizno popraviti |
| Dio kontra | tračnice koje se lako spaljuju; Nakon brušenja, na površini tračnice se lako formira bijeli sloj, što rezultira "predumorom" tračnice | Ozbiljna bolest na površini tračnice ne može se ukloniti, a profil tračnice ne može se popraviti | Osovina je teška, a radna brzina mala |
- YANG Changjian, WANG Jianhong, ZHU Hongjun, et al. Razvoj dvojnog napajanja 48 Brušenje kamena tračnica T Kina Mechanical Engineering, 2019, 3(30): 356-371.
- Ministarstvo industrije i električne energije Kine National Railway Group Co., Ltd. Priručnik o brušenju tračnica [M]. Peking: China Railway Publishing House Co., Ltd., 2020., 1-73.
- ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël, et al. Temperaturno polje i odziv materijala kao funkcija parametara brušenja tračnica [J]. Međunarodni časopis za prijenos topline i mase, 2021., 175: 12366.
- FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Status razvoja i perspektiva tehnologije brušenja tračnica za željeznice velikih brzina[J]. Strojarski vjesnik, 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. Dizajn opreme za mljevenje tračnica i istraživanje kontrole sile mljevenja [D]. Changsha: Central South University, 2013.
- YU Niandong, ZHANG Meng. Primjena SF03-FFS kolica za glodanje i brušenje tračnica[J]. Tehničke inovacije u željezničkom prometu, 1: 37-38.
- CHEN Huibo. Primjena vagona za glodanje i mljevenje tračnica SF03-FFS 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 pri brušenju tračnica koja uzima u obzir kut zakretanja brusnog kamena [J]. Tribology International, 2019, 137: 274-288.
- ZHOU Kun, DINGHaohao, WANG Wenjian, et al. Utjecaj pritiska brušenja na ponašanje pri uklanjanju materijala tračnica [J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
- YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, et al. Porozne brusne ploče prema smanjenju prethodnog zamora i povećanju učinkovitosti uklanjanja materijala za brušenje tračnica [J]. Tribology International, 2021, 154: 106692
- ZHOU Kun, WANG Wenjian, LIU Qiyue, et al. Napredak istraživanja mehanizma za brušenje tračnica [J]. Kinesko strojarstvo, 2019., 30(03): 284-294.
- ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Eksperimentalno istraživanje mehanizma skidanja materijala tijekom brušenja tračnica pri različitim brzinama kretanja [J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
- FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Status razvoja i perspektiva tehnologije brušenja tračnica za željeznice velikih brzina[J]. Strojarski vjesnik, 2018, 54(22): 184-193.
- XU Xiaotang. Studija o mehanizmu brušenja tračnica velike brzine [D]. Chengdu: Sveučilište Southwest Jiaotong, 2016.
- WILHELMKubin, DAVES Werner, STOCK Analiza glodanja tračnica kao procesa održavanja tračnica: Simulacije i eksperimenti [J]. Wear, 2019, 438-439: 203029.