Kaedah Penilaian Prestasi Batu Kisar

Kaedah Penilaian Prestasi Batu Kisar

Aspek yang paling penting dalam proses pembangunan batu pengisar terletak pada menilai dan mengesahkan prestasinya (termasuk saiz dan ketepatan, keseimbangan dinamik/statik, kekuatan putaran, kapasiti galas beban, prestasi pengisaran, dll.), dengan itu membimbing reka bentuk yang dioptimumkan bagi perumusan, proses dan strukturnya. Di antara faktor-faktor ini, prestasi pengisaran batu pengisar berfungsi sebagai perwakilan ketara keberkesanan operasinya, mendapat perhatian penting daripada penyelidik. Pada masa ini, peralatan pengesahan prestasi batu pengisaran boleh dikategorikan kepada enam jenis berdasarkan perbezaan dalam bentuk tindakan relatif antara batu pengisar dan rel: 1) jenis mesin pengisar tradisional; 2) jenis rel blok pegun; 3) jenis suapan rel linear; 4) rel pekeliling jenis suapan berputar mendatar; 5) pendirian pengisaran kereta api berkelajuan tinggi; dan 6) talian ujian pengisaran rel sebenar.

(1) Jenis Pengisar Konvensional. Uhlmann et al. [1] menyiasat kesan parameter pengisaran pada kualiti permukaan (kekerasan, kekasaran, ketebalan lapisan putih) rel menggunakan pengisar permukaan yang digambarkan dalam Rajah 1. Wu et al. [2] mengesahkan bahawa batu pengisar berlubang meningkatkan kualiti permukaan rel selepas mengisar menggunakan peranti serupa. Penguji pengisar jenis ini dicirikan oleh kelajuan garisan batu pengisar yang tinggi (sehingga 30-50 m/s) tetapi kadar suapan yang rendah (8-16 m/min) [2]; pada masa yang sama, tekanan pengisaran tidak boleh laras. Akibatnya, penguji ini tidak boleh mensimulasikan operasi pengisaran rel sebenar dan hanya boleh memberikan rujukan untuk mengkaji tingkah laku roda pengisaran.

Rajah.1Mesin ujian mesin pengisar permukaan[1]

(2) Jenis Rel Blok Pegun. Berdasarkan mod operasi medan batu pengisar untuk pengisaran rel, ramai sarjana menyambungkan motor ke batu pengisar dan menggunakan bahagian hujung batu pengisar untuk mengisar bahan kerja rel. Kanematsu et al. [3] mengesahkan prestasi pengisaran pelbagai batu pengisar menggunakan penguji pengisar rel yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Gu et al. [4] mengubah suai penguji pengisaran dengan struktur yang serupa menggunakan penguji eksperimen geseran untuk mengkaji prestasi pengisaran batu pengisar dengan saiz butiran kasar yang berbeza. Mesin ujian jenis ini boleh mensimulasikan kelajuan putaran batu pengisar, tekanan pengisaran dan parameter lain dengan lebih baik tetapi tidak dapat mencapai pergerakan suapan pengisaran. Pengisaran yang berpanjangan bagi kawasan rel tempatan akan meningkatkan suhu antara muka akibat haba pengisaran, yang membawa kepada kemerosotan prestasi batu pengisar terikat resin pada suhu tinggi dan mengurangkan kuasa pegangan yang melelas. Selain itu, di bawah pengaruh haba pengisaran, rel terdedah kepada pembakaran. Oleh itu, proses eksperimen mesin ujian jenis ini mesti mempertimbangkan sepenuhnya gangguan suhu pengisaran pada keputusan eksperimen.

Rajah.2Penguji Pengisaran Tetap Rel Blok[3]

(3) Jenis Suapan Rel Linear. Untuk menangani isu penyuapan rel dalam mesin ujian pengisaran rel Gu et al. [4], Zhou Kun [80] menggunakan rak dan pinion untuk memacu rel bar, membolehkan suapan rel linear unidirectional dari 1.6 hingga 4.0 km/j, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. Mesin eksperimen juga digunakan untuk mengkaji parameter pengisaran yang berbeza (tekanan pengisaran [5], kadar suapan [6]) dan kekerasan roda pengisaran. Huang Guigang [8] telah mengubah suai struktur utama pelukis gantri BM2015 untuk membangunkan penguji pengisaran aktif rel menegak, yang digambarkan dalam Rajah 4. Peralatan menggunakan rel tolok 60 kg/m di tapak, dengan kelajuan suapan simulasi 0.3~4.5 km/j, dan boleh mencapai sudut tolok ±50°. Peralatan tersebut berjaya mengesahkan prestasi pengisaran roda pengisar CBN yang dibangunkan. Kelajuan operasi pengisaran aktif rel berjulat dari 3~24 km/j, manakala kelajuan yang disimulasikan oleh peralatan pengisaran rel jenis ini adalah lebih rendah, mengehadkan kapasiti eksperimennya.

Rajah.3Penguji Pengisaran Suapan Linear Linear Mendatar[5,6,7]

Rajah.4Penguji Pengisaran Suapan Linear Linear Menegak[8]

(4) Jenis Suapan Putar Mendatar Rel Pekeliling. Akademi Sains Kereta Api Cina [9], Universiti Aeronautik dan Astronautik Nanjing [10,11], dan Kuffa et al. Switzerland [12] melaporkan penguji suapan berputar mendatar rel bulat, ditunjukkan dalam Rajah 5. Dalam penguji ini, rel dimesin ke dalam cakera dan disusun secara mendatar; cakera rel boleh berputar secara mendatar di bawah tindakan mekanisme pemacu untuk mensimulasikan kelajuan suapan kereta pengisaran. Peralatan yang direka oleh Akademi Sains Kereta Api China mempunyai diameter cakera rel kira-kira 1.6 m, lebar tali pinggang pengisar 10 mm, dan kelajuan pengisaran maksimum 10.8 km/j [9]. Berdasarkan kesan pengisaran peralatan eksperimen ini, ia menyediakan sokongan data untuk pembangunan keadaan pesanan untuk roda pengisaran aktif [9,13,14]. Peralatan jenis ini terkenal dalam bidang pengisaran rel aktif.

Rajah.5Penguji Pengisaran Suapan Putaran Mendatar Rel Kitaran[19]

(5) Penguji Pengisaran Rel Berkelajuan Tinggi. Pasukan Wang Hengyu di Universiti Jiaotong Barat Daya [15,16] mereka bentuk penguji pengisar rel berkelajuan tinggi pasif yang mampu mensimulasikan kelajuan pengisaran maksimum sehingga 60~80 km/j, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 6. Selain itu, pasukan Profesor Zou Wenjun di Universiti Teknologi Henan [17,18] mereka bentuk rel pengisar berkelajuan tinggi kecil (7,18) disusun secara menegak, dan peralatan boleh melaraskan impuls batu pengisaran dan tekanan pengisaran. Diameter luar rel ialah 150 mm, dan spesifikasi batu pengisar ialah Φ80×10×10 mm, mampu mensimulasikan kelajuan pengisaran di tapak 60~80 km/j dan tekanan pengisaran 1200~3200 N. Tekanan pengisaran batu pengisaran boleh diselaraskan dengan kelajuan maksimum pengisaran 8~0 km/j. tekanan 3200 N. Mesin eksperimen jenis ini memainkan peranan panduan penting dalam pembangunan batu pengisar berkelajuan tinggi.

Rajah.6Bangku pengisar berkelajuan tinggi[13]

Rajah.7Bangku ujian pengurangan pengisaran berkelajuan tinggi[16]

(6) Talian Ujian Pengisaran Rel Sebenar. Sepanjang dekad yang lalu, Golden Eagle Heavy Industry telah memulakan pembangunan dan reka bentuk inovatif kereta pengisar rel berkelajuan tinggi dan menubuhkan pangkalan ujian pengisaran rel di Yujiahu, Bandar Xiangyang, Wilayah Hubei. Rajah 8 menggambarkan kereta pengisar rel berkelajuan tinggi, yang boleh dilengkapi dengan 24 roda pengisar (12 pada setiap sisi), beroperasi pada kelajuan pengisaran melebihi 60 km/j [15]. Keadaan dan mod pengendalian kenderaan boleh sejajar sepenuhnya dengan keadaan pengisaran rel berkelajuan tinggi, membolehkan pengesahan prestasi pemotongan batu pengisar. Pada masa yang sama, kenderaan itu dilengkapi dengan pelbagai batu pengisar, membolehkan pengesahan kestabilan proses pengeluaran batu pengisar. Oleh itu, di bawah syarat mewujudkan sistem penilaian yang komprehensif, penilaian masa depan dan pengesahan prestasi roda pengisaran oleh kereta pengisar ini memegang nilai panduan yang berwibawa.

Rajah.8Pengisaran kereta sebenar talian ujian[13]

• UHLMANN Eckart, LYPOVKA Pavlo, HOCHSCHILD Leif, et al. Pengaruh Parameter Proses Pengisaran Rel terhadap Kekasaran Permukaan Rel dan Kekerasan Lapisan Permukaan[J]. Pakai, 2016, 366-367: 287-293.
• WU Yao, SHEN Mengbo, Qu Meina, et al. Penyiasatan Eksperimen terhadap Kerosakan Lapisan Permukaan dalam Pengisaran Rel Berkecekapan Tinggi dan Kerosakan Rendah oleh Roda Pengisar CBN Berslot[J]. Jurnal Antarabangsa Teknologi Pembuatan Termaju, 2019, 105(7-8): 2833-2841.
• KANEMATSU Yoshikazu, SATOH Yukio. Pengaruh Jenis Batu Pengisar Terhadap Kecekapan Mengisar Rel[J]. Laporan Suku Tahun Institut Penyelidikan Teknikal Kereta Api, 2011, 52(2): 97-102.
• GU Kaikai, LIN Qiang, WANG Wenjian, et al. Analisis tentang Kesan Kelajuan Putaran Batu Pengisar terhadap Gelagat Penyingkiran Bahan Rel[J]. Pakai, 2015, 342-343: 52-59.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Wenjian, et al. Pengaruh Tekanan Pengisaran terhadap Gelagat Penyingkiran Bahan Rel[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Penyiasatan Eksperimen tentang Mekanisme Penyingkiran Bahan Semasa Pengisaran Rel pada Kelajuan Hadapan Berbeza[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu, et al. Kesan Bahan Pelelas dan Kekerasan Roda Pengisar pada Kelakuan Pengisaran Rel[J]. Pakai, 2020, 454-455: 203332.
• HUNAG Guigang. Reka Bentuk dan Kajian Eksperimen Bangku Ujian Pengisaran Berkelajuan Tinggi untuk Roda Pengisar CBN Rel[J]. Automasi Pembuatan, , 2020, 42(05): 88-91+122.
• JI Yuan. Kajian Sistematik dalam Teknologi Penilaian Roda Pengisaran untuk Pengisaran Rel[D]. Beijing: Akademi Sains Kereta Api China, 2019.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong, et al. Ciri Pakai Cadar Berlian Pateri dengan Masa Pengisaran Berbeza[J]. Pakai, 2019, 432-433: 202942.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong, et al. Kajian tentang Ciri-ciri Haus Lembaran Berlian Brazed untuk Roda Pengisar Komposit Rel di bawah Tekanan Berbeza[J]. Pakai, 2019, 424-425: 183-192.
• MICHAL Kuffa, DANIEL Ziegler, THOMAS Peter, et al. Strategi Pengisaran Baharu untuk Meningkatkan Sifat Akustik Landasan Keretapi[J]. Prosiding Institusi Jurutera Mekanikal, Bahagian F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2018, 232(1): 214-221.
• Perbadanan Kereta Api China. Q/CR 1-2014. Piawaian Perusahaan China Railway Corporation: Spesifikasi Teknikal untuk Perolehan Roda Pengisar untuk Kereta Api Pengisar Rel[S]. Beijing: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.
• JI Yuan, TIAN Changhai, PEI Dingfeng. Analisis Perbandingan Piawaian Roda Pengisar Rel Cina dan Piawaian Antarabangsa Asing[J]. Kawalan Kualiti Kereta Api, 2018, 46(9): 5-8.
• XU Xiaotang. Kajian tentang Mekanisme Pengisaran Rel Berkelajuan Tinggi[D]. Chengdu: Universiti Jiaotong Barat Daya, 2016.
• XU Xiaotang, WANG Hengyu, WU Lei, et al. Kajian Eksperimen tentang Pengisaran Rel Berkelajuan Tinggi dalam Keadaan Basah[J]. Kejuruteraan Pelinciran, 2016, 41(11): 41-44.
• ZOU Wenjun, LIU Pengzhan, LI Huanfeng, et al. Platform Ujian untuk Pengisaran Rel Pasif: China, CN 110579244A[P]. 17-12-2019.
• LIU Pengzhan, ZOU Wenjun, PENG Jin, et al. Kajian tentang Kesan Tekanan Pengisaran terhadap Gelagat Penyingkiran Bahan yang Dilakukan pada Simulator Pengisaran Pasif Rekaan Sendiri[J]. Sains Gunaan, 2021, 11(9): 4128.
• ZHAO Jinbo, XIAO Bin, WU Hengheng, et al. Pembangunan Ujian Prestasi Roda Pengisar Komposit Pelincir Sendiri[J]. Jentera, 2019, 48(03): 56-58.