Método de avaliação do desempenho de pedras de moagem

Método de avaliação do desempenho de pedras de moagem

O aspecto mais crucial do processo de desenvolvimento de rebolos reside na avaliação e verificação de seu desempenho (incluindo tamanho e precisão, equilíbrio dinâmico/estático, força rotacional, capacidade de carga, desempenho de moagem, etc.), orientando assim o projeto otimizado de sua formulação, processo e estrutura. Dentre esses fatores, o desempenho de moagem do rebolo serve como uma representação tangível de sua eficácia operacional, atraindo significativa atenção dos pesquisadores. Atualmente, os equipamentos de verificação de desempenho de rebolos podem ser categorizados em seis tipos com base nas diferenças nas formas de ação relativas entre o rebolo e o trilho: 1) tipo de máquina de moagem tradicional; 2) tipo de trilho de bloco estacionário; 3) tipo de alimentação linear do trilho; 4) tipo de alimentação rotativa horizontal do trilho circular; 5) bancada de moagem de trilho de alta velocidade; e 6) linha de teste de moagem de trilho real.

(1) Tipo de retificadora convencional. Uhlmann et al. [1] investigaram o impacto dos parâmetros de retificação na qualidade da superfície (dureza, rugosidade, espessura da camada branca) de trilhos usando uma retificadora de superfície ilustrada na Figura 1. Wu et al. [2] verificaram que uma pedra de retificação ranhurada melhora a qualidade da superfície do trilho após a retificação usando um dispositivo semelhante. Este tipo de testador de retificação é caracterizado por uma alta velocidade linear da pedra de retificação (até 30-50 m/s), mas uma baixa taxa de avanço (8-16 m/min) [2]; simultaneamente, a pressão de retificação não é ajustável. Consequentemente, este testador não pode simular operações reais de retificação de trilhos e só pode fornecer uma referência para o estudo do comportamento da rebolo.

Figo.1 máquina de teste de retificação de superfície[1]

(2) Tipo de trilho com bloco estacionário. Com base no modo de operação em campo de rebolos para retificação de trilhos, diversos pesquisadores conectaram o motor ao rebolo e utilizaram a face final do rebolo para retificar a peça do trilho. Kanematsu et al. [3] verificaram o desempenho de retificação de vários rebolos utilizando o testador de retificação de trilhos mostrado na Figura 2. Gu et al. [4] modificaram um testador de retificação com estrutura similar, utilizando um testador experimental de fricção, para estudar o desempenho de retificação de rebolos com diferentes tamanhos de grãos abrasivos. Este tipo de máquina de teste pode simular melhor a velocidade de rotação do rebolo, a pressão de retificação e outros parâmetros, mas não consegue reproduzir o movimento de avanço da retificação. A retificação prolongada de uma área localizada do trilho elevará a temperatura da interface devido ao calor da retificação, levando à degradação do desempenho dos rebolos aglomerados com resina em altas temperaturas e à diminuição da capacidade de retenção do abrasivo. Além disso, sob a influência do calor da retificação, o trilho fica propenso a queimar. Portanto, o processo experimental deste tipo de máquina de teste deve considerar integralmente a interferência da temperatura de retificação nos resultados experimentais.

Figo.2 Testador de retificação fixa de trilho de bloco[3]

(3) Tipo de alimentação linear de trilhos. Para solucionar o problema de alimentação de trilhos na máquina de teste de retificação de trilhos de Gu et al. [4], Zhou Kun [80] utilizou um sistema de cremalheira e pinhão para acionar os trilhos, permitindo a alimentação linear unidirecional de trilhos de 1,6 a 4,0 km/h, conforme mostrado na Figura 3. A máquina experimental também foi utilizada para estudar diferentes parâmetros de retificação (pressão de retificação [5], taxa de avanço [6]) e dureza do rebolo [7]. Huang Guigang [8] modificou a estrutura principal da plaina de pórtico BM2015 para desenvolver um testador de retificação ativa de trilhos verticais, ilustrado na Figura 4. O equipamento utilizou trilhos de bitola de 60 kg/m no local, com uma velocidade de avanço simulada de 0,3 a 4,5 km/h, e pôde realizar a retificação de um ângulo de bitola de ±50°. O equipamento verificou com sucesso o desempenho de retificação do rebolo de CBN desenvolvido. A velocidade de operação de retificação ativa de trilhos varia de 3 a 24 km/h, enquanto as velocidades simuladas por esse tipo de equipamento de retificação de trilhos são menores, limitando sua capacidade experimental.

Figo.3Testador de retificação de alimentação de trilho linear horizontal[5,6,7]

Figo.4Testador de retificação de alimentação de trilho linear vertical[8]

(4) Tipo de alimentação rotativa horizontal para trilho circular. A Academia Chinesa de Ciências Ferroviárias [9], a Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanjing [10,11] e Kuffa et al., da Suíça [12], relataram um testador de alimentação rotativa horizontal para trilho circular, mostrado na Figura 5. Neste testador, os trilhos são usinados em um disco e dispostos horizontalmente; o disco de trilho pode girar horizontalmente sob a ação do mecanismo de acionamento para simular a velocidade de alimentação do carro de retificação. O equipamento projetado pela Academia Chinesa de Ciências Ferroviárias apresenta um diâmetro de disco de trilho de aproximadamente 1,6 m, uma largura de correia de retificação de 10 mm e uma velocidade máxima de retificação de 10,8 km/h [9]. Com base no efeito de retificação deste equipamento experimental, são fornecidos dados de suporte para o desenvolvimento de condições de ordenação para rebolos ativos [9,13,14]. Este tipo de equipamento é bem conhecido na área de retificação ativa de trilhos.

Figo.5Testador de moagem de alimentação de rotação horizontal de trilho cíclico[19]

(5) Testador de retificação de trilhos de alta velocidade. A equipe de Wang Hengyu na Universidade Southwest Jiaotong [15,16] projetou um testador passivo de retificação de trilhos de alta velocidade capaz de simular uma velocidade máxima de retificação de até 60~80 km/h, conforme mostrado na Figura 6. Além disso, a equipe do Professor Zou Wenjun na Universidade de Tecnologia de Henan [17,18] projetou um pequeno testador de retificação de trilhos de alta velocidade (Figura 7), onde o disco da roda do trilho é disposto verticalmente e o equipamento pode ajustar o impulso da pedra de retificação e a pressão de retificação. O diâmetro externo do trilho é de 150 mm e a especificação da pedra de moagem é Φ80×10×10 mm, capaz de simular velocidades de moagem em campo de 60 a 80 km/h e pressões de moagem de 1200 a 3200 N. A pressão de moagem da pedra de moagem pode ser ajustada até uma velocidade máxima de moagem de 60 a 80 km/h, com uma pressão máxima de moagem de 3200 N. Este tipo de máquina experimental desempenha um papel fundamental no desenvolvimento de pedras de moagem de alta velocidade.

Figo.6 Bancada de retificação de alta velocidade[13]

Figo.7Bancada de teste de redução de retificação de alta velocidade[16]

(6) Linha de Teste Real de Retificação de Trilhos. Na última década, a Golden Eagle Heavy Industry embarcou no desenvolvimento e projeto inovador de vagões de retificação de trilhos de alta velocidade e estabeleceu uma base de teste de retificação de trilhos em Yujiahu, cidade de Xiangyang, província de Hubei. A Figura 8 mostra um vagão de retificação de trilhos de alta velocidade, que pode ser equipado com 24 rebolos (12 de cada lado), operando a uma velocidade de retificação superior a 60 km/h [15]. As condições e modos de operação do veículo podem ser totalmente alinhados aos da retificação de trilhos de alta velocidade, permitindo a verificação do desempenho de corte do rebolo. Simultaneamente, o veículo está equipado com múltiplos rebolos, permitindo a verificação da estabilidade do processo de produção do rebolo. Portanto, sob a condição de estabelecer um sistema de avaliação abrangente, a futura avaliação e verificação do desempenho do rebolo por este vagão de retificação têm um valor orientador importante.

Figo.8Linha de teste de moagem de carro real[13]

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