Berita
Status quo pembangunan peralatan utama pengisaran kereta api
Pada masa ini, sistem kereta api adalah yang paling banyak digunakan, bahagian pasaran kaedah pengisaran yang agak besar untuk teknologi pengisaran aktif, teknologi pengisaran pasif berkelajuan tinggi dan pengilangan dan pengisaran teknologi pengisaran komposit. Tiga status pembangunan peralatan pengisaran rel biasa berikut diringkaskan.
1.3.1 Kelengkapan kunci pengisar aktif rel
Teknologi pengisaran aktif pada masa ini adalah yang paling banyak digunakan, bahagian pasaran terbesar kaedah pengisaran, pengisaran model kereta lebih. Pengeluar kereta pengisar asing terutamanya Amerika SyarikatHARSCOdanTALIsyarikat dan syarikat Swiss SPENO dan sebagainya. Teknologi pengisaran rel domestik bermula lewat, selepas beberapa dekad pembangunan, pengeluar kereta pengisar domestik semasa terutamanya 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 dan sebagainya. Golden Eagle Heavy Industry (GEHI) dan CNR Erqi telah membangunkan kenderaan pengamplasan GMC-96X dan GMC-96B secara bebas dengan memperkenalkan teknologi dari HARSCO (AS) dan SPENO (Switzerland), masing-masing, seperti ditunjukkan dalam Rajah 1 dan Rajah 2. Kenderaan pengamplasan GMC-48JS, beroperasi secara bebas oleh TIME 20].
Rajah.1GMC-96X
Rajah.2GMC-96B[2]
Pada masa ini, model GMC-96X (Golden Eagle Heavy Industry) yang biasa digunakan, GMC-96B (China Railway Erqi), PGM-48 (HARSCO, USA) dan barisan baharu model GMC-48JS (Times Electric), parameter operasi utama dan keperluan operasi ditunjukkan dalam Jadual 1. Data menunjukkan bahawa kelajuan operasi kereta pengisaran mungkin lebih rendah daripada km/j3~24. rel Di bawah kelajuan operasi kritikal boleh menyebabkan pengisaran berlebihan di kawasan tempatan, dan haba pengisaran tempatan rel pada kelajuan rendah secara aktif terdedah kepada pembakaran rel [3]; jika kelajuan operasi terlalu tinggi, kecekapan penyingkiran yang ideal tidak dapat dipastikan. Kereta pengisar yang direka untuk kecerunan operasi maksimum 30 ‰ boleh mengendalikan sebahagian besar penyelenggaraan pengisaran talian. Walau bagaimanapun, bagi sesetengah garisan kecerunan panjang (kecerunan lebih besar daripada 30 ‰), terutamanya Keretapi Sichuan-Tibet dalam pembinaan, penyelarasan prestasi operasi kereta pengisaran dan masalah cengkaman akan menjadi salah satu cabaran penting.
Tab1.Parameter operasi kereta api pengisar rel biasa[2]
| model | GMC-96X | GMC-96B | PGM-48 | GMC-48JS |
| Bilangan batu pengisar | 48 pada setiap sisi | 48 pada setiap sisi | 24 pada setiap sisi | 24 pada setiap sisi |
| Kelajuan mengisar | 3~24 km/j | 3~15 km/j | 3~24 km/j | 2~16 km/j |
| Menggilap kuasa motor | 22 kW | 18.5 kW | 22 kW | 22 kW |
| Sudut pengisaran | -70°～+20° | -70°~+15° | -50°~+45° | -70°~+25° |
| Jejari lengkung aktiviti minimum | 180 m | 250 m | 180 m | 180 m |
| Cerun maksimum laluan | 30‰ | |||
| Ketepatan pengisaran trek membujur | Nilai amplitud maksimum dalam julat 300 mm dan 1000 mm ialah 0.03 dan 0.15 mm, masing-masing | |||
| Kekasaran permukaan rel selepas mengisar | Ra kurang daripada 10 μm; Mesti tiada pelepasan biru yang berterusan atau berlebihan | |||
1.3.2 Peralatan utama untuk pengisaran rel pasif berkelajuan tinggi
Kereta pengisar pasif berkelajuan tinggi terutamanya dihasilkan oleh kereta pengisar kereta api VOSSLOH HSG syarikat Jerman, yang kebanyakannya terdiri daripada kereta pengisaran dan kereta tambahan, Rajah 3. Operasi pengisaran memerlukan daya tarikan lokomotif, kelajuan operasi sehingga 60 ~ 80 km / j; keseluruhan kenderaan 4 kumpulan unit pengisar berjumlah 96 batu pengisar pada masa yang sama dalam keadaan operasi dan pada kelajuan kira-kira 6000 rpm putaran kelajuan tinggi, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4; setiap kumpulan unit pengisaran dilengkapi dengan 2 set bingkai pengisaran, proses operasi batu pengisaran boleh dicapai tanpa menghentikan seluruh kumpulan cepat, putaran berterusan, iaitu, satu pemuatan batu pengisaran boleh pengisaran berterusan Kira-kira 70 km [4], seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5. Semasa proses pengisaran, jumlah percikan pengisaran dalam pengisaran dan roda tekanan sebenar boleh dipantau. Selepas mengisar, profil rel diuji untuk memeriksa kesan pengisaran. Kenderaan pengisar berkelajuan tinggi hanya bergantung pada rintangan kereta api pengisar untuk mengeluarkan bahan kepala rel, kerana roda pengisar tidak mempunyai pemanduan. Oleh itu, kelajuan kerja mempunyai kesan yang ketara terhadap kesan kerja kenderaan pengisaran. Apabila kereta pengisar berkelajuan tinggi melakukan operasi pengisaran dalam talian antara stesen: dalam fasa pecutan meninggalkan stesen, apabila kelajuan lebih tinggi daripada 30 km/j, bingkai pengisaran diturunkan dan operasi pengisaran dimulakan; dalam fasa nyahpecutan memasuki stesen, apabila kelajuan lebih rendah daripada 15 km/j, bingkai pengisaran dinaikkan dan operasi pengisaran selesai. Oleh itu, di kawasan yang sepadan dengan pecutan dan nyahpecutan kenderaan pengamplasan, kesan pengamplasan dikurangkan disebabkan oleh pengurangan kelajuan kenderaan; sebahagian daripada kawasan yang tidak boleh diampelas kerana pengangkatan rangka pengamplasan mesti dilindungi oleh kenderaan pengamplasan yang keluar mengundi di stesen semasa operasi berikut.
Rajah.3Kereta pengisar berkelajuan tinggi HSG
Rajah.4Unit pengisaran
Rajah.5Struktur rangka pengisaran
Dalam dekad yang lalu, banyak institusi domestik telah komited untuk penyelidikan dan pembangunan kereta pengisar berkelajuan tinggi. Pada 18 Jun 2021, prototaip ujian prototaip pengisaran kereta api berkelajuan tinggi pintar Beijing-Shanghai domestik pertama yang dibangunkan bersama oleh Universiti Jiaotong Barat Daya, Kereta Api Berkelajuan Tinggi Beijing-Shanghai dan Pembangunan Kereta Api Universiti Jiaotong Barat Daya Co Ltd keluar daripada barisan pengeluaran, merealisasikan inovasi asal "sifar kepada satu" dalam Rajah [5e]6. Pada 22 Julai 2021, kenderaan pengisar rel KGM-80II yang diselidik dan dibangunkan secara bebas oleh China Railway Construction High-Tech Equipment Co., Ltd. lulus penilaian dan telah diluluskan untuk operasi percubaan [6], seperti ditunjukkan dalam Rajah7. Pengenalan kenderaan pengisar kereta api berkelajuan tinggi yang dibangunkan sendiri adalah sangat penting bagi China untuk merealisasikan autonomi lengkap peralatan sistem kereta api.
Rajah.6Kereta ujian prototaip kereta api berkelajuan tinggi Beijing-Shanghai pintar pengisaran[5]
Rajah.7KGM-80II. Kereta Pengisar Rapid Rel[6]
1.3.3 Pengilangan rel dan pengisaran peralatan kunci pengisar komposit
Pada masa ini, koc pengilangan dan pengisaran rel digunakan secara meluas dalam laluan kereta api beban berat domestik dan asing. Syarikat GMB Jerman, serta syarikat LINSINGER Austria, syarikat MFL, dsb., adalah pengeluar utama gerabak pengilangan dan pengisaran luar negara [4,7]. Rajah 8 untuk kereta pengilangan dan pengisaran SF03 syarikat LINSINGER, jumlah panjang kereta 25 m, berat kereta 120 t, dilengkapi dengan dua bogie tiga gandar, kelajuan digerakkan sendiri sehingga 100 km / j, kelajuan operasi maksimum 0.36 ~ 1.20 km / j dilengkapi dengan dua set keseluruhan cakera kereta. roda pengisar [7,8,9]. Pengeluar domestik terutamanya termasuk China Railway Times Construction Machinery Co. di Baoji dan China Railway Construction High-Tech Equipment Co. Rajah 9 menunjukkan kenderaan pengilangan dan pengisaran XM-1800 yang dikeluarkan oleh China Railway Construction Construction High-Tech Equipment Corporation, yang mempunyai kelebihan kecekapan operasi yang tinggi, pengisaran fleksibel, perlindungan alam sekitar, dan kurang percikan bentuk percikan di dalam profil pengisaran dan rel [0]. Jadual 2 membandingkan parameter prestasi operasi utama kenderaan pengilangan dan pengisaran SF03 dan kenderaan pengilangan dan pengisaran XM-1800, yang menunjukkan bahawa kenderaan pengilangan dan pengisaran XM-1800 yang dibangunkan di China telah mencapai tahap teknikal termaju dunia dari segi kecekapan penyingkiran bahan dan ketepatan operasi.
Rajah.8Kereta pengilangan SF03
Rajah 9 Kereta Pengilangan XM-1800[10]
Tab.2 Perbandingan prestasi operasi antara SF03 dan XM-1800 kereta api miling rel
| model | Kereta pengilangan SFO3 | Kereta pengilangan XM-1800 |
| kedalaman kerja rumah | Permukaan rel 0.3~1.5 mm；Sudut tolok ialah 5.0 mm terbesar | Permukaan rel 0.3 ~ 1.5 mm； Sudut tolok adalah yang terbesar 5.0 mm |
| Ketepatan profil keratan rentas | ±0.2 mm | ±0.2mm |
| Membujur Tidak berketepatan licin | ±0.1 mm | ±0.02mm（Geselan beralun 10 |
| Kekasaran permukaan rel | 3~5 μm | ≤6 µm |
1.3.4 Perbandingan menyeluruh prestasi peralatan pengisar rel utama
Pengisaran aktif, pengisaran pasif berkelajuan tinggi dan pengilangan dan pengisaran pengisaran komposit tiga rel tipikal pengisaran peralatan perbandingan prestasi, seperti Jadual 3. penyingkiran bahan pengisaran aktif, kontur sampul tali pinggang ringan pengisaran adalah baik, kelajuan berjalan pantas, kini merupakan bahagian terbesar bahagian pasaran operasi. Untuk pengisaran aktif, perkara utama adalah untuk menyelesaikan masalah melecur rel pengisaran, untuk meningkatkan kualiti permukaan rel selepas mengisar. Kajian telah menunjukkan bahawa pengoptimuman parameter pengisaran [11,3,12], struktur roda pengisaran [13] dapat memperbaiki luka bakar dengan berkesan, yang mana pembangunan roda pengisaran aktif berprestasi tinggi menjadi tumpuan penyelidikan masa depan.
Kelajuan operasi pengisaran pasif berkelajuan tinggi, secara teorinya boleh menjadi intermodal dengan penumpang / trak biasa, tanpa memerlukan "sunroof", tidak menjejaskan laluan biasa garisan. Di samping itu, pengisaran pasif berkelajuan tinggi berdasarkan strategi pengisaran pencegahan rel yang dicadangkan untuk memanjangkan hayat perkhidmatan rel dengan kelebihan yang ketara. Oleh itu, pengisaran berkelajuan tinggi mempunyai daya saing yang penting dalam pembangunan masa depan. Berkhidmat dalam kelajuan tinggi, beban tinggi, getaran kuat dan keadaan keras yang lain, sambil memenuhi kecekapan tinggi, kualiti tinggi dan keperluan operasi lain, untuk memastikan roda pengisar mempunyai sifat mekanikal yang sangat baik (kekuatan / keliatan), prestasi perkhidmatan (prestasi pemotongan, rintangan haus, dll.) adalah salah satu cabaran penting pada masa hadapan.
Pengisaran komposit mempunyai kelebihan yang ketara dalam kecekapan penyingkiran bahan, kemasan kontur, kualiti permukaan, dan lain-lain. Walau bagaimanapun, kelajuan operasinya perlahan, pada masa hadapan, dengan perkembangan ekonomi, masa pengisaran sangat termampat, keperluan kecekapan operasi pengisaran meningkat, penyelarasan kapasiti talian masa depan dan panjang masa pengisaran akan menjadi tumpuan perhatian. Pada masa yang sama, untuk memastikan ketepatan pembetulan profil rel dan kecekapan operasi, pembangunan pengisaran rel untuk menahan keadaan operasi yang keras dan alat pemotong karbida yang sangat tahan haus juga merupakan salah satu fokus penyelidikan masa depan.
Tab.3Perbandingan tiga jenis peralatan pengisaran rel biasa
| Ciri-ciri | Pengisaran Aktif[2,14,15] | Pengisaran pasif berkelajuan tinggi[16,15,14] | Pengisaran kompaun pengisaran[18,7,9] |
| Mod yang boleh digunakan | Pengamplasan pra, pengamplasan pencegahan, pengamplasan pemulihan | Pengisaran pencegahan | Pengamplasan pemulihan |
| Kepantasan operasi | 3~24 km/j | 60~80 km/j | 0.36~1.20 km/j |
| Jumlah pengisaran | Masa tunggal maksimum ialah lebih kurang 0.2mm | Sehingga lebih kurang 0.1mm sehingga 3 kali | Maksimum 5 mm pada sudut tolok Sehingga 3 mm di bahagian atas rel |
| Kekasaran permukaan（Ra） | Kurang daripada 10 μm | Kurang daripada 9 μm | 3~5 μm |
| Menggilap tekstur | Tanda pengisaran selari, kira-kira berserenjang dengan arah longitudinal rel | Tekstur jalinan jalinan adalah pada sudut kira-kira 45° terhadap rel | Kemasan permukaan adalah tinggi |
| Kerja "Skylight" | Diperlukan | Tidak diperlukan | Diperlukan |
| Pembaikan siluet | Siluet itu diselubungi dengan baik | Siluet tidak boleh dibaiki | Profil rel boleh dibaiki dengan tepat |
| Sebahagian daripada keburukan | mudah untuk membakar rel; Selepas mengisar, permukaan rel mudah untuk membentuk lapisan putih, mengakibatkan "pra-keletihan" rel | Penyakit serius pada permukaan rel tidak boleh dikeluarkan, dan profil rel tidak boleh dibaiki | Acinya berat, dan kelajuan kerjanya rendah |
- YANG Changjian, WANG Jianhong, ZHU Hongjun, et al. Pembangunan Dwi-kuasa 48 Pengisaran Rel Batu Pengisaran T Kejuruteraan Mekanikal China, 2019, 3(30): 356-371.
- Kementerian Perindustrian dan Elektrik China National Railway Group Co., Ltd. Buku Panduan Pengisaran Rel[M]. Beijing: China Railway Publishing House Co., Ltd., 2020, 1-73.
- ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël, et al. Medan Suhu dan Tindak Balas Bahan sebagai Fungsi Parameter Pengisaran Rel[J]. Jurnal Antarabangsa Pemindahan Haba dan Jisim, 2021, 175: 12366.
- FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Status Pembangunan dan Prospek Teknologi Pengisaran Rel untuk Kereta Api Berkelajuan Tinggi[J]. Jurnal Kejuruteraan Mekanikal, 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. Reka Bentuk Peralatan Pengisaran Kereta Api Pengisaran dan Penyelidikan Kawalan Daya Pengisaran[D]. Changsha: Central South University, 2013.
- YU Niandong, ZHANG Meng. Penggunaan Kereta Pengilangan dan Pengisaran Rel SF03-FFS[J]. Inovasi Teknikal Kereta Api, 1: 37-38.
- CHEN Huibo. Aplikasi Kereta Pengilangan dan Pengisaran Rel SF03-FFS di Shuozhou-Huanghua Raiway[J]. Keretapi Cina, 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. Pemodelan dan Simulasi Daya Pengisaran dalam Pengisaran Rel yang Mempertimbangkan Sudut Ayunan Batu Pengisar[J]. Tribology International, 2019, 137: 274-288.
- ZHOU Kun, DINGHaohao, WANG Wenjian, et al. Pengaruh Tekanan Pengisaran terhadap Gelagat Penyingkiran Bahan Rel[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
- YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, et al. Roda Pengisar Berliang Ke Arah Mengurangkan Pra-keletihan dan Meningkatkan Kecekapan Penyingkiran Bahan untuk Pengisaran Rel[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692
- ZHOU Kun, WANG Wenjian, LIU Qiyue, et al. Kemajuan Penyelidikan Mekanisme Pengisaran Rel[J]. Kejuruteraan Mekanikal China, 2019, 30(03): 284-294.
- 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.
- FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Status Pembangunan dan Prospek Teknologi Pengisaran Rel untuk Kereta Api Berkelajuan Tinggi[J]. Jurnal Kejuruteraan Mekanikal, 2018, 54(22): 184-193.
- XU Xiaotang. Kajian tentang Mekanisme Pengisaran Rel Berkelajuan Tinggi[D]. Chengdu: Universiti Jiaotong Barat Daya, 2016.
- WILHELMKubin, DAVES Werner, Analisis STOK Pengilangan Rel sebagai Proses Penyelenggaraan Rel: Simulasi dan Eksperimen[J]. Pakai, 2019, 438-439: 203029.