Vasúti köszörülés kulcsfontosságú berendezések fejlesztése status quo

Jelenleg a vasúti rendszer a legszélesebb körben használt, az aktív köszörülési technológia, a nagy sebességű passzív köszörülési technológia és a marási és köszörülési kompozit köszörülési technológia piaci részesedése viszonylag nagy. A következő három tipikus síncsiszoló berendezés fejlesztési állapotát foglaljuk össze.

1.3.1 Aktív síncsiszoló kulcs berendezés

Aktív köszörülés technológia jelenleg a legszélesebb körben használt, a legnagyobb piaci részesedéssel a köszörülési módszer, köszörülés autómodellek több. A külföldi csiszolóautó-gyártók főként az Egyesült Államokból származnakHARSCOésSZÍJcég és a svájci SPENO cég és így tovább. A hazai sínköszörülési technológia későn, több évtizedes fejlesztés után indult be, a jelenlegi hazai csiszolóautó-gyártók elsősorban a Golden Eagle Heavy Construction Machinery Company Limited (Golden Eagle Heavy Industry), a CNR Beijing Erqi Vehicle Company Limited (CNR Erqi), a Zhuzhou CNR Times Electric Company Limited (Times Electric), a China Railway Construction Company Limited és a High-tech Equipment on. A Golden Eagle Heavy Industry (GEHI) és a CNR Erqi egymástól függetlenül fejlesztette ki a GMC-96X és GMC-96B csiszolójárműveket a HARSCO (USA) és a SPENO (Svájc) technológiájának bevezetésével, amint az az 1. és 2. ábrán látható. [A GMC-48JS csiszolójárművet a TIME2-ben, függetlenül fejlesztette az ELECTRIC, március 1]02.

Füge.1GMC-96X

Füge.2GMC-96B[2]

Jelenleg a leggyakrabban használt GMC-96X (Golden Eagle Heavy Industry), GMC-96B (Kína Railway Erqi), PGM-48 (HARSCO, USA) vonalon és a GMC-48JS modellek új vonalán (Times Electric) a fő üzemi paramétereket és üzemeltetési követelményeket az 1. táblázat tartalmazza. Az adatok azt mutatják, hogy a gépkocsi kb. kritikus működési sebesség esetén a sín a kritikus üzemi sebesség alatt túlzott köszörülést okozhat a helyi területeken, és a sín helyi csiszolási hője alacsony sebességnél aktívan hajlamos a sín elégetésére [3]; túl nagy üzemi sebesség esetén nem biztosítható az ideális eltávolítási hatékonyság. A 30 ‰ maximális üzemi meredekségre tervezett köszörűkocsi elbírja a sorcsiszolási karbantartások túlnyomó részét. Egyes hosszú lejtős vonalaknál (30 ‰-nél nagyobb gradiens), különösen az épülő Szecsuán-Tibet vasútnál azonban a csiszolókocsik működési teljesítményének és a tapadási problémáknak az összehangolása jelenti az egyik fontos kihívást.

Tab1.A tipikus síncsiszoló szerelvény működési paraméterei[2]

1.3.2 Kulcsfontosságú berendezések a nagy sebességű passzív síncsiszoláshoz

A nagy sebességű passzív csiszolókocsit főként a német VOSSLOH HSG síncsiszoló kocsi gyártja, amely főleg köszörűkocsiból és segédkocsiból áll, 3. ábra A köszörülési műveletekhez mozdony vonóerő szükséges, üzemi sebesség 60 ~ 80 km/h; az egész jármű 4 csoport csiszolóegység összesen 96 köszörűkő egyidejűleg üzemi állapotban és körülbelül 6000 ford./perc sebességgel, nagy sebességű forgási sebességgel, a 4. ábrán látható módon; a csiszolóegységek mindegyik csoportja 2 készlet csiszolókerettel van felszerelve, a köszörűkő működési folyamata a gyors, folyamatos forgás egész csoportjának leállítása nélkül megvalósítható, azaz egyetlen köszörűkő terhelés lehet folyamatos köszörülés Körülbelül 70 km [4], ahogy az 5. ábrán látható. A köszörülési folyamat során a köszörülési szikrák mennyisége, a köszörűkorong kopása és a köszörülési nyomás monitorozása lehet. Köszörülés után a sínprofilt tesztelik a csiszolási hatás ellenőrzésére. A nagysebességű köszörűjármű kizárólag a csiszolósor ellenállására támaszkodik a sínfej anyagának eltávolításához, mivel a köszörűkorongnak nincs meghajtása. Ezért a munkasebesség jelentősen befolyásolja a csiszolójármű működési hatását. Amikor a nagysebességű köszörűkocsi az állomásközi vonalon végzi a köszörülési műveletet: az állomás elhagyásának gyorsítási szakaszában, amikor a sebesség meghaladja a 30 km/h-t, a köszörűkeretet leengedik és a köszörülési műveletet elindítják; az állomásra való belépés lassítási szakaszában, amikor a sebesség 15 km/h-nál kisebb, a köszörűkeret felemelkedik és a köszörülési művelet befejeződik. Ezért a homokozó jármű gyorsulásának és lassításának megfelelő területen a jármű sebességének csökkenése miatt csökken a homokhatás; a homokozókeret felemelése miatt nem csiszolható terület egy részét az állomáson a kitérő homokoló járművel a következő művelet során le kell fedni.

Füge.3HSG nagy sebességű csiszolóautó

Füge.4Csiszoló egység

Füge.5Köszörűkeret szerkezet

Az elmúlt évtizedben számos hazai intézmény elkötelezett a nagysebességű köszörűautók kutatása és fejlesztése mellett. 2021. június 18-án a Southwest Jiaotong Egyetem, a Peking-Sanghaj nagysebességű vasút és a Southwest Jiaotong University Railway Development Co Ltd által közösen kifejlesztett első hazai Peking-Sanghaj nagysebességű nagysebességű vasúti intelligens nagysebességű vasúti köszörülési prototípus prototípus tesztprototípusa, a Southwest Jiaotong University Railway Development Co Ltd. 6. ábra. 2021. július 22-én a China Railway Construction High-Tech Equipment Co., Ltd. által önállóan kutatott és kifejlesztett KGM-80II síncsiszoló jármű átment az értékelésen, és próbaüzemre engedélyezték [6], a 7. ábra szerint. A saját fejlesztésű nagysebességű síncsiszoló jármű bevezetése nagy jelentőséggel bír Kína számára a vasúti rendszer berendezéseinek teljes autonómiájának megvalósításában.

Füge.6Peking-Sanghaj nagysebességű vasút intelligens gyorsvasúti csiszoló prototípus tesztautó[5]

Füge.7KGM-80II. Rail Rapid Grinding Car[6]

1.3.3 Kompozit csiszolókulcsos sínmarás és köszörülés

Jelenleg a sínmaró és köszörűkocsik széles körben használatosak a hazai és külföldi nagy terhelésű vasútvonalakon. A tengerentúli maró- és köszörűkocsik fő gyártói a német GMB, valamint az osztrák LINSINGER cég, az MFL cég stb. [4,7]. 8. ábra a LINSINGER cég SF03 maró- és köszörűkocsijához, az autó teljes hossza 25 m, az autó tömege 120 t, két háromtengelyes forgóvázzal szerelve, önjáró sebessége 100 km/h-ig, maximális üzemi sebessége 0,36 ~ 1,20 km/h, összesen két tárcsával van felszerelve. köszörűkorongok [7,8,9]. A hazai gyártók főként a China Railway Times Construction Machinery Co.-t (Baoji) és a China Railway Construction High-Tech Equipment Co.-t foglalják magukban. A 9. ábra a China Railway Construction High-Tech Equipment Corporation által gyártott XM-1800 maró- és köszörűjárművet mutatja, amelynek előnyei a magas működési hatékonyság, a rugalmas köszörülés, a környezetvédelem, a speciális csiszolási profil és a kisebb belső szikrafröccsenés. [10]. A 2. táblázat az SF03 maró- és köszörűjármű, valamint az XM-1800 maró- és köszörűjármű főbb üzemi teljesítmény-paramétereit hasonlítja össze, amelyből kiderül, hogy a Kínában kifejlesztett XM-1800 maró- és köszörűjármű anyagleválasztási hatékonyság és működési precizitás tekintetében elérte a világ fejlett műszaki színvonalát.

Füge.8SF03 marókocsi

9. ábra XM-1800 marókocsi[10]

2. táblázat Az SF03 és az XM-1800 sínmarás vonat üzemi teljesítményének összehasonlítása

1.3.4 A fő síncsiszoló berendezés teljesítményének átfogó összehasonlítása

Aktív köszörülés, nagy sebességű passzív köszörülés és marás és őrlés kompozit köszörülés három tipikus sín csiszoló berendezés teljesítmény-összehasonlítása, mint például a 3. táblázat. aktív köszörülési anyag eltávolítása, köszörülés könnyű szalag boríték kontúrja jó, gyors futási sebesség, jelenleg a legnagyobb részesedése a piaci részesedése a művelet. Az aktív köszörülésnél a kulcsfontosságú a csiszolósín égési problémájának megoldása, hogy javítsa a sín felületi minőségét csiszolás után. Tanulmányok kimutatták, hogy a köszörülési paraméterek [11,3,12], a csiszolókorong-szerkezet [13] optimalizálása hatékonyan javíthatja az égési sérüléseket, amelyek közül a nagy teljesítményű aktív köszörűkorong fejlesztése áll a jövőbeni kutatások középpontjában.

A nagy sebességű passzív köszörülési sebesség elméletileg intermodális lehet a közönséges utasokkal / teherautóval, "napfénytető" nélkül, nem befolyásolja a vonal normál áthaladását. Emellett a sínprevenciós köszörülési stratégián alapuló nagysebességű passzív köszörülés a sín élettartamának meghosszabbítását javasolta jelentős előnyökkel. Ezért a nagy sebességű köszörülés fontos versenyképességgel bír a jövőbeni fejlődésben. A nagy sebesség, nagy terhelés, erős vibráció és egyéb zord körülmények között történő kiszolgálás, a magas hatásfok, magas minőségi és egyéb működési követelmények teljesítése mellett, hogy a köszörűkorong kiváló mechanikai tulajdonságokkal (szilárdság / szívósság), szervizteljesítmény (vágási teljesítmény, kopásállóság stb.) rendelkezzen, a jövő egyik fontos kihívása.

A kompozit köszörülés jelentős előnyökkel rendelkezik az anyagleválasztási hatékonyságban, a kontúrkikészítésben, a felületminőségben stb. Működési sebessége azonban lassú, a jövőben a gazdaság fejlődésével az őrlési idő rendkívül lecsökken, a köszörülési műveletek hatékonysági követelményei növekszenek, a jövőbeni sorkapacitás és a csiszolási idő hossza összehangolása kerül a figyelem középpontjába. Ugyanakkor a sínprofil-korrekció pontosságának és az üzemi hatékonyságnak a biztosítása érdekében a nehéz üzemi feltételeknek és a nagy kopásállóságú keményfém vágószerszámoknak megfelelő síncsiszolás fejlesztése is a jövő kutatási fókuszai közé tartozik.

Tab.3A három fajta tipikus síncsiszoló berendezés összehasonlítása

• YANG Changjian, WANG Jianhong, Zhu Hongjun és mások. A Dual-power 48 Grinding Stone Rail Grinding T China Mechanical Engineering fejlesztése, 2019, 3(30): 356-371.
• Kínai Ipari és Villamosenergia-minisztérium National Railway Group Co., Ltd. A vasúti köszörülés kézikönyve[M]. Peking: China Railway Publishing House Co., Ltd., 2020, 1-73.
• ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël és mások. A hőmérsékletmező és az anyagreakció a síncsiszolási paraméterek függvényében[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, 175: 12366.
• FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. A nagysebességű vasút síncsiszolási technológiájának fejlesztési helyzete és kilátásai[J]. Journal of Mechanical Engineering, 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. A sínmaró vonatköszörű berendezések tervezése és a köszörülési erőszabályozás kutatása[D]. Changsha: Central South University, 2013.
• YU Niandong, ZHANG Meng. Az SF03-FFS sínmaró és köszörűkocsi alkalmazása[J]. Vasúttechnikai Innováció, 1: 37-38.
• CHEN Huibo. Az SF03-FFS sínmaró- és köszörűkocsi alkalmazása a Shuozhou-Huanghua vasútvonalon[J]. Kínai Vasutak, 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 és mások. A köszörülési erő modellezése és szimulációja sínköszörülésben, amely figyelembe veszi a köszörűkő lengésszögét[J]. Tribology International, 2019, 137: 274-288.
• ZHOU Kun, DINGHaohao, WANG Wenjian és mások. Az őrlési nyomás hatása a sínanyag eltávolítási viselkedésére[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
• YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei és mások. Porózus csiszolókorongok az előfáradás enyhítésére és az anyageltávolítás hatékonyságának növelésére a síncsiszoláshoz[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692
• ZHOU Kun, WANG Wenjian, LIU Qiyue és mások. A síncsiszolási mechanizmus kutatási eredményei[J]. China Mechanical Engineering, 2019, 30(03): 284-294.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang és társai. Anyageltávolítási mechanizmus kísérleti vizsgálata a síncsiszolás során különböző haladási sebességeknél[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. A nagysebességű vasút síncsiszolási technológiájának fejlesztési helyzete és kilátásai[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2018, 54(22): 184-193.
• XU Xiaotang. Tanulmány a nagysebességű vasúti csiszolási mechanizmusról[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong Egyetem, 2016.
• WILHELMKubin, DAVES Werner, A sínmarás mint sínfenntartási folyamat készletelemzése: szimulációk és kísérletek[J]. Viselés, 2019, 438-439: 203029.