Método de avaliação de desempenho de pedra de amolar

Método de avaliação de desempenho de pedra de amolar

O aspecto mais crucial do processo de desenvolvimento de uma pedra de amolar consiste na avaliação e verificação de seu desempenho (incluindo tamanho e precisão, equilíbrio dinâmico/estático, resistência 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 da pedra de amolar serve como uma representação tangível de sua eficácia operacional, atraindo atenção significativa de pesquisadores. Atualmente, os equipamentos de verificação de desempenho de pedras de amolar podem ser categorizados em seis tipos com base nas diferenças nas formas de ação relativas entre a pedra de amolar e o trilho: 1) tipo de máquina de amolar tradicional; 2) tipo de trilho de bloco estacionário; 3) tipo de alimentação de trilho linear; 4) tipo de alimentação rotativa horizontal de trilho circular; 5) suporte 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) dos trilhos usando uma retificadora de superfície mostrada 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 da linha 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 pode apenas fornecer uma referência para estudar o comportamento da roda de retificação.

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

(2) Tipo de trilho de bloco estacionário. Com base no modo de operação de campo de pedras de amolar para retificação de trilhos, vários estudiosos conectaram o motor à pedra de amolar e utilizaram a face final da pedra de amolar para retificar a peça de trabalho do trilho. Kanematsu et al. [3] verificaram o desempenho de retificação de várias pedras de amolar usando o testador de retificação de trilhos mostrado na Figura 2. Gu et al. [4] modificaram um testador de retificação com uma estrutura semelhante usando um testador experimental de fricção para estudar o desempenho de retificação de pedras de amolar com diferentes tamanhos de grãos abrasivos. Este tipo de máquina de teste pode simular melhor a velocidade de rotação da pedra de amolar, a pressão de retificação e outros parâmetros, mas não pode atingir o movimento de avanço de retificação. A retificação prolongada de uma área de trilho local elevará a temperatura da interface devido ao calor de retificação, levando à degradação do desempenho de pedras de amolar aglomeradas com resina em altas temperaturas e à diminuição do poder de retenção abrasivo. Além disso, sob a influência do calor de retificação, o trilho está sujeito a queimar. Portanto, o processo experimental deste tipo de máquina de teste deve considerar totalmente a interferência da temperatura de retificação nos resultados experimentais.

Figo.2Testador de retificação de trilho fixo em bloco[3]

(3) Tipo de alimentação de trilho linear. Para abordar o problema de alimentação de trilho na máquina de teste de retificação de trilho de Gu et al. [4], Zhou Kun [80] usou uma cremalheira e pinhão para acionar os trilhos da barra, permitindo a alimentação de trilho linear unidirecional 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 alimentação [6]) e dureza da roda de retificação [7]. Huang Guigang [8] modificou a estrutura principal da plaina de pórtico BM2015 para desenvolver um testador de retificação ativo de trilho vertical, representado na Figura 4. O equipamento usou trilho de bitola de 60 kg/m no local, com uma velocidade de alimentação simulada de 0,3 a 4,5 km/h, e conseguiu obter retificação de ângulo de bitola de ± 50°. O equipamento verificou com sucesso o desempenho de retificação da roda de retificação de CBN desenvolvida. A velocidade da 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 de trilho circular. A Academia Chinesa de Ciências Ferroviárias [9], a Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Nanquim [10,11] e Kuffa et al. da Suíça [12] relataram um testador de alimentação rotativa horizontal de trilho circular, mostrado na Figura 5. Neste testador, os trilhos são usinados em um disco e dispostos horizontalmente; o disco do trilho pode girar horizontalmente sob a ação do mecanismo de acionamento para simular a velocidade de alimentação do vagão 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, ele fornece suporte de dados para o desenvolvimento de condições de pedido para rodas de retificação ativas [9,13,14]. Este tipo de equipamento é bem conhecido no campo de retificação ativa de trilhos.

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

(5) Testador de retificação de trilhos de alta velocidade. A equipe de Wang Hengyu, da Universidade Jiaotong do Sudoeste [15,16], projetou um testador de retificação de trilhos passivo de alta velocidade capaz de simular uma velocidade máxima de retificação de até 60 a 80 km/h, conforme mostrado na Figura 6. Além disso, a equipe do Professor Zou Wenjun, da 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 no local de 60~80 km/h e pressões de moagem de 1200~3200 N. A pressão de moagem da pedra de moagem pode ser ajustada até uma velocidade máxima de moagem de 60~80 km/h, com uma pressão máxima de moagem de 3200 N. Este tipo de máquina experimental desempenha um papel crucial de orientação no desenvolvimento de pedras de moagem de alta velocidade.

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

Figo.7Banco de ensaio de redução de moagem de alta velocidade[16]

(6) Linha de Teste de Retificação de Trilhos Real. Na última década, a Golden Eagle Heavy Industry embarcou no desenvolvimento e design 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 ilustra um vagão de retificação de trilhos de alta velocidade, que pode ser equipado com 24 rodas de retificação (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 se alinhar totalmente com os da retificação de trilhos de alta velocidade, permitindo a verificação do desempenho de corte da pedra de retificação. Simultaneamente, o veículo é equipado com múltiplas pedras de retificação, permitindo a verificação da estabilidade do processo de produção da pedra de retificação. Portanto, sob a condição de estabelecer um sistema de avaliação abrangente, a futura avaliação e verificação do desempenho da roda de retificação por este vagão de retificação possuem valor de orientação confiável.

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

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