Metode Evaluasi Kinerja Batu Gerinda

Metode Evaluasi Kinerja Batu Gerinda

Aspek terpenting dari proses pengembangan batu gerinda terletak pada evaluasi dan verifikasi kinerjanya (termasuk ukuran dan akurasi, keseimbangan dinamis/statis, kekuatan putar, kapasitas menahan beban, kinerja penggilingan, dll.), dengan demikian memandu desain yang dioptimalkan dari formulasi, proses, dan strukturnya. Di antara faktor-faktor ini, kinerja penggilingan batu gerinda berfungsi sebagai representasi nyata dari kemanjuran operasionalnya, yang menarik perhatian signifikan dari para peneliti. Saat ini, peralatan verifikasi kinerja batu gerinda dapat dikategorikan menjadi enam jenis berdasarkan perbedaan dalam bentuk tindakan relatif antara batu gerinda dan rel: 1) jenis mesin penggiling tradisional; 2) jenis rel blok stasioner; 3) jenis umpan rel linier; 4) jenis umpan putar horizontal rel melingkar; 5) dudukan penggiling rel kecepatan tinggi; dan 6) jalur uji penggilingan rel nyata.

(1) Jenis Penggiling Konvensional. Uhlmann dkk. [1] menyelidiki dampak parameter penggilingan pada kualitas permukaan (kekerasan, kekasaran, ketebalan lapisan putih) rel menggunakan penggiling permukaan yang digambarkan pada Gambar 1. Wu dkk. [2] memverifikasi bahwa batu penggiling berlubang meningkatkan kualitas permukaan rel setelah penggilingan menggunakan perangkat serupa. Jenis penguji penggilingan ini dicirikan oleh kecepatan garis batu penggiling yang tinggi (hingga 30-50 m/s) tetapi laju umpan rendah (8-16 m/menit) [2]; secara bersamaan, tekanan penggilingan tidak dapat disesuaikan. Akibatnya, penguji ini tidak dapat mensimulasikan operasi penggilingan rel yang sebenarnya dan hanya dapat memberikan referensi untuk mempelajari perilaku roda penggiling.

Ara.1Mesin uji mesin penggiling permukaan[1]

(2) Jenis Rel Blok Stasioner. Berdasarkan mode operasi lapangan batu gerinda untuk penggerindaan rel, banyak ilmuwan menghubungkan motor ke batu gerinda dan memanfaatkan permukaan ujung batu gerinda untuk menggerinda benda kerja rel. Kanematsu dkk. [3] memverifikasi kinerja penggerindaan berbagai batu gerinda menggunakan penguji penggerindaan rel yang ditunjukkan pada Gambar 2. Gu dkk. [4] memodifikasi penguji penggerindaan dengan struktur serupa menggunakan penguji eksperimen gesekan untuk mempelajari kinerja penggerindaan batu gerinda dengan ukuran butiran abrasif yang berbeda. Jenis mesin uji ini dapat mensimulasikan kecepatan putaran batu gerinda, tekanan penggerindaan, dan parameter lainnya dengan lebih baik, tetapi tidak dapat mencapai gerakan umpan penggerindaan. Penggerindaan area rel lokal yang berkepanjangan akan meningkatkan suhu antarmuka karena panas penggerindaan, yang menyebabkan penurunan kinerja batu gerinda yang terikat resin pada suhu tinggi dan penurunan daya tahan abrasif. Selain itu, di bawah pengaruh panas penggerindaan, rel rentan terbakar. Oleh karena itu, proses eksperimen jenis mesin uji ini harus sepenuhnya mempertimbangkan gangguan suhu penggerindaan pada hasil eksperimen.

Ara.2Penguji Penggilingan Tetap Rel Blok[3]

(3) Jenis Umpan Rel Linear. Untuk mengatasi masalah pengumpanan rel pada mesin uji penggerindaan rel milik Gu et al. [4], Zhou Kun [80] menggunakan rak dan pinion untuk menggerakkan rel batang, yang memungkinkan pengumpanan rel linear searah dari 1,6 hingga 4,0 km/jam, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Mesin eksperimen tersebut juga digunakan untuk mempelajari berbagai parameter penggerindaan (tekanan penggerindaan [5], laju pengumpanan [6]) dan kekerasan roda gerinda [7]. Huang Guigang [8] memodifikasi struktur utama planer gantry BM2015 untuk mengembangkan penguji penggerindaan aktif rel vertikal, yang digambarkan pada Gambar 4. Peralatan tersebut menggunakan rel pengukur 60 kg/m di lokasi, dengan kecepatan pengumpanan simulasi 0,3~4,5 km/jam, dan dapat mencapai penggerindaan sudut pengukur ±50°. Peralatan tersebut berhasil memverifikasi kinerja penggerindaan roda gerinda CBN yang dikembangkan. Kecepatan operasi penggilingan aktif rel berkisar antara 3~24 km/jam, sedangkan kecepatan yang disimulasikan oleh jenis peralatan penggilingan rel ini lebih rendah, sehingga membatasi kapasitas eksperimennya.

Ara.3Penguji Penggilingan Umpan Rel Linier Horizontal[5,6,7]

Ara.4Penguji Penggilingan Umpan Rel Linear Vertikal[8]

(4) Jenis Umpan Putar Horizontal Rel Sirkular. Akademi Ilmu Perkeretaapian Tiongkok [9], Universitas Aeronautika dan Astronautika Nanjing [10,11], dan Kuffa dkk. dari Swiss [12] melaporkan penguji umpan putar horizontal rel sirkular, yang ditunjukkan pada Gambar 5. Pada penguji ini, rel dibentuk menjadi cakram dan disusun secara horizontal; cakram rel dapat berputar secara horizontal di bawah aksi mekanisme penggerak untuk mensimulasikan kecepatan umpan gerbong penggiling. Peralatan yang dirancang oleh Akademi Ilmu Perkeretaapian Tiongkok ini memiliki diameter cakram rel sekitar 1,6 m, lebar sabuk penggiling 10 mm, dan kecepatan penggilingan maksimum 10,8 km/jam [9]. Berdasarkan efek penggilingan peralatan eksperimental ini, peralatan ini memberikan dukungan data untuk pengembangan kondisi pemesanan untuk roda penggiling aktif [9,13,14]. Jenis peralatan ini terkenal di bidang penggilingan rel aktif.

Ara.5Penguji Penggilingan Umpan Rotasi Horizontal Rel Siklus[19]

(5) Penguji Penggilingan Rel Berkecepatan Tinggi. Tim Wang Hengyu di Universitas Jiaotong Barat Daya [15,16] merancang penguji penggilingan rel kecepatan tinggi pasif yang mampu mensimulasikan kecepatan penggilingan maksimum hingga 60~80 km/jam, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Selain itu, tim Profesor Zou Wenjun di Universitas Teknologi Henan [17,18] merancang penguji penggilingan rel kecepatan tinggi kecil (Gambar 7), di mana cakram roda rel disusun secara vertikal, dan peralatan dapat menyesuaikan impuls batu gerinda dan tekanan gerinda. Diameter luar rel adalah 150 mm, dan spesifikasi batu gerinda adalah Φ80×10×10 mm, yang mampu mensimulasikan kecepatan gerinda di lokasi sebesar 60~80 km/jam dan tekanan gerinda sebesar 1200~3200 N. Tekanan gerinda batu gerinda dapat disesuaikan hingga kecepatan gerinda maksimum 60~80 km/jam, dengan tekanan gerinda maksimum 3200 N. Jenis mesin eksperimen ini memainkan peran pemandu yang penting dalam pengembangan batu gerinda berkecepatan tinggi.

Ara.6Bangku penggilingan kecepatan tinggi[13]

Ara.7Bangku uji reduksi penggilingan kecepatan tinggi[16]

(6) Lini Uji Penggilingan Rel Asli. Selama dekade terakhir, Golden Eagle Heavy Industry telah memulai pengembangan dan desain inovatif gerbong penggilingan rel kecepatan tinggi dan mendirikan pangkalan uji penggilingan rel di Yujiahu, Kota Xiangyang, Provinsi Hubei. Gambar 8 menggambarkan gerbong penggilingan rel kecepatan tinggi, yang dapat dilengkapi dengan 24 roda penggiling (12 di setiap sisi), yang beroperasi pada kecepatan penggilingan melebihi 60 km/jam [15]. Kondisi dan mode pengoperasian kendaraan dapat sepenuhnya selaras dengan penggilingan rel kecepatan tinggi, yang memungkinkan verifikasi kinerja pemotongan batu penggiling. Secara bersamaan, kendaraan dilengkapi dengan beberapa batu penggiling, yang memungkinkan verifikasi stabilitas proses produksi batu penggiling. Oleh karena itu, di bawah kondisi membangun sistem evaluasi yang komprehensif, evaluasi dan verifikasi kinerja roda penggiling di masa mendatang oleh gerbong penggiling ini memiliki nilai panduan yang berwibawa.

Ara.8Garis uji penggilingan mobil nyata[13]

• UHLMANN Eckart, LYPOVKA Pavlo,HOCHSCHILD Leif, dkk. Pengaruh Parameter Proses Penggilingan Rel terhadap Kekasaran Permukaan Rel dan Kekerasan Lapisan Permukaan[J]. Wear, 2016, 366-367: 287-293.
• WU Yao, SHEN Mengbo, Qu Meina, dkk. Investigasi Eksperimental tentang Kerusakan Lapisan Permukaan pada Penggilingan Rel Efisiensi Tinggi dan Kerusakan Rendah dengan Roda Penggiling CBN Beralur[J]. Jurnal Internasional Teknologi Manufaktur Canggih, 2019, 105(7-8): 2833-2841.
• KANEMATSU Yoshikazu, SATOH Yukio. Pengaruh Jenis Batu Gerinda terhadap Efisiensi Penggilingan Rel[J]. Laporan Triwulanan Lembaga Penelitian Teknis Perkeretaapian, 2011, 52(2): 97-102.
• GU Kaikai, LIN Qiang, WANG Wenjian, dkk. Analisis Pengaruh Kecepatan Putaran Batu Gerinda terhadap Perilaku Pelepasan Material Rel[J]. Wear, 2015, 342-343: 52-59.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Wenjian, dkk. Pengaruh Tekanan Penggilingan pada Perilaku Pelepasan Material Rel[J]. Tribologi Internasional, 2019, 134: 417-426.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, dkk. Investigasi Eksperimental pada Mekanisme Pembuangan Material Selama Penggilingan Rel pada Kecepatan Maju yang Berbeda[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu, dkk. Pengaruh Bahan Abrasif dan Kekerasan Roda Gerinda terhadap Perilaku Penggerindaan Rel[J]. Wear, 2020, 454-455: 203332.
• HUNAG Guigang. Desain dan Studi Eksperimental Bangku Uji Penggilingan Kecepatan Tinggi untuk Roda Penggiling CBN Rel[J]. Otomasi Manufaktur, , 2020, 42(05): 88-91+122.
• JI Yuan. Studi Sistematis dalam Evaluasi Teknologi Roda Gerinda untuk Penggilingan Rel[D]. Beijing: Akademi Ilmu Perkeretaapian Tiongkok, 2019.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong, dkk. Karakteristik Keausan Lembaran Berlian Brazing dengan Waktu Penggilingan Berbeda[J]. Keausan, 2019, 432-433: 202942.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong, dkk. Studi tentang Karakteristik Keausan Lembaran Berlian Brazing untuk Roda Gerinda Komposit Rel pada Tekanan Berbeda[J]. Wear, 2019, 424-425: 183-192.
• MICHAL Kuffa, DANIEL Ziegler, THOMAS Peter, dkk. Strategi Penggilingan Baru untuk Meningkatkan Sifat Akustik Rel Kereta Api [J]. Prosiding Lembaga Insinyur Mekanik, Bagian F: Jurnal Rel dan Transit Cepat, 2018, 232(1): 214-221.
• China Railways Corporation. Q/CR 1-2014. Standar Perusahaan China Railway Corporation: Spesifikasi Teknis untuk Pengadaan Roda Gerinda untuk Rangkaian Gerinda Rel[S]. Beijing: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.
• JI Yuan, TIAN Changhai, PEI Dingfeng. Analisis Perbandingan Standar Roda Gerinda Rel Tiongkok dan Standar Internasional Asing[J]. Kontrol Kualitas Kereta Api, 2018, 46(9): 5-8.
• XU Xiaotang. Studi tentang Mekanisme Penggerindaan Rel Berkecepatan Tinggi [D]. Chengdu: Universitas Jiaotong Barat Daya, 2016.
• XU Xiaotang, WANG Hengyu, WU Lei, dkk. Studi Eksperimental tentang Penggilingan Rel Berkecepatan Tinggi dalam Kondisi Basah [J]. Teknik Pelumasan, 2016, 41(11): 41-44.
• ZOU Wenjun, LIU Pengzhan, LI Huanfeng, dkk. Platform Uji untuk Penggilingan Rel Pasif: Tiongkok, CN 110579244A[P]. 2019-12-17.
• LIU Pengzhan, ZOU Wenjun, PENG Jin, dkk. Studi tentang Pengaruh Tekanan Penggilingan terhadap Perilaku Pembuangan Material yang Dilakukan pada Simulator Penggilingan Pasif yang Dirancang Sendiri[J]. Ilmu Terapan, 2021, 11(9): 4128.
• ZHAO Jinbo, XIAO Bin, WU Hengheng, dkk. Pengembangan Uji Kinerja Roda Gerinda Komposit dengan Pelumasan Sendiri[J]. Mesin, 2019, 48(03): 56-58.