Нунтаглах чулууны бүтцийн дизайн

Одоогийн байдлаар дотоодод үйлдвэрлэсэн нунтаглагч чулуунуудын нэг гол дутагдал нь ган төмөр зам шатаах хандлагатай байдаг [1]. Төмөр замыг нунтаглах явцад зүлгүүрийн нунтаглах нөлөө (гулсах, хагалах, зүсэх) ба холбогч ба төмөр замын хоорондох үрэлт нь нунтаглалтын дулааны гол эх үүсвэр болдог [3]. Дулаан (нунтаглах дулаан) ба хүчний (механик хүч) холбох нөлөөн дор төмөр замын материал дахь перлит нь аустенитийн хувиралд орж, улмаар хөргөх явцад мартенсит, феррит үүсгэдэг бөгөөд ингэснээр өндөр хатуулаг, хэврэг цагаан давхаргын бүтэц үүсдэг. Цагаан давхарга ба перлитийн хоорондох хил дээр хэсэгчилсэн хагарал тархаж, төмөр замын [1] эрт эвдрэлд хүргэж, Зураг 1 (а)-д үзүүлэв. Өнгөлгөөний явцад ган төмөр замын гадаргуу нь янз бүрийн хэмжээгээр исэлдэж, өнгөлсөн төмөр зам нь өөр өөр өнгөтэй болдог. Шар, хөх, нил ягаан өнгийг ихэвчлэн "түлэгдэх" гэж нэрлэдэг. Лин нар. [9] ган төмөр замд хагас хиймэл термопар байрлуулсан бөгөөд өнгөлгөөний өөр өөр параметрийн дагуу өнгөлгөөний интерфейсийн температурыг бодит цаг хугацаанд хянах боломжтой. Тэд өнгөлгөөний температурыг ган төмөр замын гадаргуу дээрх шаталтын зэрэгтэй харьцуулж, Зураг 1 (б)-д үзүүлсэн шиг шаталтын зэрэг (өнгөний өөрчлөлт) болон өнгөлгөөний температурын хоорондын хамаарлын загварыг бий болгосон. Үүний үндсэн дээр Жоу нар. [3] Төмөр замын өнгөлгөөний үед цагаан давхаргын температур ба зузаан ба галын зэрэг хоорондын хамаарлын загварыг тогтоож, Зураг 1 (в)-д үзүүлсэн шиг төмөр замын өнгөлгөөний параметрүүдийг оновчтой болгох шинэ аргыг бий болгосон. Дээрх судалгааны үр дүн нь нунтаглалтын параметрүүдийг оновчтой болгох, нунтаглах дулааныг багасгах нь төмөр замын түлэгдэлтийг сайжруулах чухал арга гэдгийг харуулж байна.

Зураг.1 Нунтаглахаас үүдэлтэй төмөр замын шаталт ба цагаан сийлбэрийн давхарга （WEL）

Олон эрдэмтэд төмөр замын нунтаглалтын шаталтын механизмыг нунтаглах чулууны дизайны үүднээс судалж үздэг. Жан болон бусад хүмүүсийн судалгааны үр дүн. [2] цагаан корунд нунтаглах чулуу нь хамгийн сайн хурц тод, нунтаглах нөлөөг хамгийн их харуулж, нунтаглалтын хамгийн өндөр температур, хамгийн их цагаан давхаргын зузаантай болохыг харуулж байна. Юань нар. [4] нунтаглах чулуунд нүх сүвний бүтцийг угсарсан бөгөөд энэ нь нунтаглалтын хог хаягдлыг гадагшлуулах, нунтаглах чулууны бөглөрлийг багасгах, нунтаглах температурыг бууруулах, өнгөлсөн ган төмөр замын гадаргуугийн чанарыг сайжруулдаг. Ван нар. [5] нунтаглах чулууны хатуулгийн (N, R, P, T) ган рельсийн гадаргуугийн чанарт үзүүлэх нөлөөллийн судалгааг хийсэн бөгөөд үр дүнд нь нунтаглах чулууны хатуулгийн хэмжээ нэмэгдэхийн хэрээр цагаан давхаргын зузаан нэмэгдэж байгааг харуулсан. Тиймээс нунтаглах чулуун бүтэц (нүх сүв, зүлгүүрийн найрлага), хатуулаг гэх мэт үндэслэлтэй зохицуулалт нь төмөр замын түлэгдэлтийг сайжруулахад эерэг нөлөө үзүүлдэг.

Дээрх судалгааны үр дүнгээс харахад нунтаглалтын параметр ба нунтаглалтын чулууны гүйцэтгэл нь төмөр замын нунтаглалтын түлэгдэлтэд нөлөөлдөг гол хоёр хүчин зүйл болохыг харуулж байна. Зам дээр байгаа өнгөлгөөний машинуудын хувьд өнгөлгөөний үр ашгийг хангахын тулд одоо байгаа тээврийн хэрэгслийн бүтэц дэх үйл ажиллагааны параметрүүдэд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт оруулах нь хэцүү байдаг. Тиймээс нунтаглах чулуун байгууламжийн дизайн, гүйцэтгэлийн хяналт нь төмөр замын түлэгдэлтийг сайжруулах үр дүнтэй аргуудын нэг юм. Ву нар. [7, 8] 2 (а)-д үзүүлсэн шиг нунтаглагч чулуунд гагнасан алмаазан угсармал блокуудыг тодорхой дарааллаар суулгасан. Өнгөлгөөний үр дүнгээс харахад нийлмэл нунтаглагч чулуу нь төмөр замын өнгөлгөөний үр ашгийг үр дүнтэй сайжруулж, өнгөлсөн төмөр замын гадаргуугийн тэгш бус байдлыг багасгаж, төмөр замын түлэгдэлтийг сайжруулдаг. Жао Жинбо нар. [9] CaF2-ийг полиэтеретеркетонтой холбож, өөрөө тослох холбоосын блокуудыг үүсгэн, 2 (b)-д үзүүлсэн шиг нунтаглах чулуун үр хөврөлд хийж өөрөө тослох нунтаглагч чулууг бэлтгэсэн. Нунтаглалтын үр дүнгээс харахад өөрөө тослох холбоосын блок нь нунтаглах чулуу элэгдэх үед нунтаглагч чулуу ба төмөр замын хоорондох зааг дээр тасралтгүй суларч, нунтаглалтын дулааныг бууруулж, төмөр замын түлэгдэлтийг сайжруулдаг. Нунтаглагч чулуун матрицад гагнасан угсармал блок, өөрөө тосолгооны материал гэх мэтийг суулгах нь жигд бус нунтаглах чулуун бүтэц үүсгэж, бага бат бэхийн интерфэйсийг (нунтаглах чулууны матриц/суулгацын блокийн интерфейс) нэвтрүүлж, улмаар нийлмэл бүтцийн механик шинж чанарыг (эргэлтийн хүч, динамик тэнцвэрт байдал гэх мэт) хангах нь нунтаглах гол асуудал юм. Ву нар. [10] Зураг 2 (c)-д үзүүлсэн шиг ангархай бүхий гагнасан CBN зүлгүүрийн нунтаглагч дугуйг зохион бүтээсэн нь төмөр замын ажлын хэсгүүдийн шаталтыг сайжруулсан. Гэсэн хэдий ч нунтаглах чулуунд ашигласан гагнах давхарга нь төмөр замыг нунтаглах явцад элэгдэлд тэсвэртэй, нунтаглах чулууны ашиглалтын хугацаа маш богино байдаг. Иймд нунтаглах чулуун байгууламжийн зохистой загвар/зохицуулалт нь нунтаглалтын дулааныг багасгах, төмөр замын түлэгдэлтийг сайжруулахад эерэг нөлөө үзүүлдэг боловч нунтаглагч чулуу нь физик, химийн шинж чанар сайтай, ажиллах чадвартай байхын тулд бүрэн анхаарч үзэх урьдчилсан нөхцөл юм.

(a) Урьдчилан тохируулсан алмаазан блок нунтаглах чулуу [7,8]

(б) Урьдчилан тохируулсан Өөрөө тослох блок нунтаглах чулуу[9](в) Хагархай бүтэцтэй нунтаглагч чулуу [10]

Зураг 2. Нунтаглагч чулууны бүтцийн загвар

Лавлагаа

[1]А Al-Juboori, DAVID Wexler, LI Huijun, et al. Скват үүсэх ба төмөр замын гангийн гадаргуу дээрх хоёр ялгаатай цагаан сийлбэрийн давхаргын илрэл[J]. Олон улсын ядаргааны сэтгүүл, 2017, 104: 52-60.

[2]GUO Shuai, ZHAO Xiangji, HE Chenggang, et al. Усны нөхцөлд төмөр замын ядаргааны эвдрэлд нунтаглах тэмдгийн нөлөө[J]. Хятад Механик инженерчлэл, 2019, 30(08): 889-895.

[3]36[3] ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël, et al. Төмөр замын нунтаглалтын параметрийн функц болох температурын талбай ба материалын хариу үйлдэл[J]. Олон улсын дулаан ба масс дамжуулалтын сэтгүүл, 2021, 175: 12366.

[4]YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, et al. Төмөр замын нунтаглалтын өмнөх ядаргааг арилгах, материал зайлуулах үр ашгийг нэмэгдүүлэхэд чиглэсэн сүвэрхэг нунтаглах дугуйнууд[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692

[5]WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu, et al. Төмөр замын нунтаглалтын үйл ажиллагаанд зүлгүүрийн материал ба нунтаглах дугуйны хатуулгийн нөлөө[J]. Хувцаслалт, 2020, 454-455: 203332.

[6]57[6] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, et al. Зүлгүүрийн нунтаглалтын хэмжээ нь төмөр замын нунтаглалтын үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөг судлах нь[J]. Үйлдвэрлэлийн процессын сэтгүүл, 2020, 53: 388-395.

[7]XIAO Bing, XIAO Haozhong, XIAO Bo, et al. Өндөр үр ашигтай төмөр замыг нунтаглах нунтаглах дугуй ба түүний үйлдвэрлэлийн арга: Хятад, CN 108453638 A[P]. 2018-08-28.

[8]WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong, et al. Төрөл бүрийн нунтаглах хугацаатай гагнах алмаазан хуудасны элэгдлийн шинж чанар[J]. Хувцаслалт, 2019, 432-433: 202942.

[9]WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong, et al. Төрөл бүрийн даралтын дор төмөр замын нийлмэл нунтаглах хүрдний гагнасан алмазан хуудасны элэгдлийн шинж чанарын судалгаа[J]. Хувцаслалт, 2019, 424-425: 183-192.

[10]LIN Bin, ZHOU Kun, GUO Jun, et al. Нунтаглах төмөр замын гадаргуугийн температур ба шаталтын төлөвт нунтаглалтын параметрийн нөлөөлөл[J]. Tribology International, 2018, 122: 151-162.