Metoda de evaluare a performanței pietrei de șlefuit

Metoda de evaluare a performanței pietrei de șlefuit

Cel mai important aspect al procesului de dezvoltare a pietrei de șlefuit constă în evaluarea și verificarea performanței acesteia (inclusiv dimensiunea și acuratețea, echilibrul dinamic/static, rezistența la rotație, capacitatea portantă, performanța de șlefuire etc.), ghidând astfel proiectarea optimizată a formulării, procesului și structurii sale. Printre acești factori, performanța de șlefuire a pietrei de șlefuit servește ca o reprezentare tangibilă a eficacității sale operaționale, atragând o atenție semnificativă din partea cercetătorilor. În prezent, echipamentele de verificare a performanței pietrei de șlefuit pot fi clasificate în șase tipuri, pe baza diferențelor dintre formele de acțiune relative dintre piatra de șlefuit și șină: 1) tip tradițional de mașină de șlefuit; 2) tip șină bloc staționar; 3) tip liniar de alimentare pe șină; 4) tip de avans rotativ orizontal cu șină circulară; 5) suport de șlefuire a șinei de mare viteză; și 6) linie de testare a șlefuirii șinei reale.

(1) Tip polizor convențional. Uhlmann şi colab. [1] a investigat impactul parametrilor de șlefuire asupra calității suprafeței (duritatea, rugozitatea, grosimea stratului alb) a șinelor folosind o polizor de suprafață prezentată în Figura 1. Wu et al. [2] a verificat că o piatră de șlefuit cu fante îmbunătățește calitatea suprafeței șinei după șlefuire folosind un dispozitiv similar. Acest tip de tester de șlefuire se caracterizează printr-o viteză mare a liniei pietrei de șlefuit (până la 30-50 m/s) dar o viteză de avans scăzută (8-16 m/min) [2]; simultan, presiunea de măcinare este nereglabilă. În consecință, acest tester nu poate simula operațiunile reale de șlefuire a șinei și poate oferi doar o referință pentru studierea comportamentului roții de șlefuit.

Smochin.1Mașină de testare a mașinii de șlefuit de suprafață[1]

(2) Tip șină de blocuri staționare. Pe baza modului de funcționare pe teren al pietrelor de șlefuit pentru șlefuirea șinei, numeroși cercetători au conectat motorul la piatra de șlefuit și au folosit suprafața de capăt a pietrei de șlefuit pentru a șlefui piesa de prelucrat șină. Kanematsu și colab. [3] a verificat performanța de șlefuire a diferitelor pietre de șlefuit folosind testerul de șlefuire a șinei prezentat în Figura 2. Gu et al. [4] a modificat un tester de șlefuire cu o structură similară folosind un tester experimental de frecare pentru a studia performanța de șlefuire a pietrelor de șlefuit cu diferite dimensiuni ale granulelor abrazive. Acest tip de mașină de testare poate simula mai bine viteza de rotație a pietrei de șlefuit, presiunea de măcinare și alți parametri, dar nu poate realiza mișcarea de alimentare de măcinare. Măcinarea prelungită a unei zone locale de șine va crește temperatura interfeței din cauza căldurii de măcinare, ceea ce duce la degradarea performanței pietrelor de șlefuit lipite cu rășină la temperaturi ridicate și la scăderea puterii abrazive de reținere. În plus, sub influența căldurii de măcinare, șina este predispusă la ardere. Prin urmare, procesul experimental al acestui tip de mașină de testare trebuie să ia în considerare pe deplin interferența temperaturii de măcinare asupra rezultatelor experimentale.

Smochin.2Tester de șlefuire fix șină bloc[3]

(3) Tip liniar de alimentare pe șină. Pentru a aborda problema alimentării șinei în mașina de testare de șlefuit șine a lui Gu și colab. [4], Zhou Kun [80] a folosit o cremalieră și un pinion pentru a antrena șinele barei, permițând alimentarea unidirecțională și liniară a șinei de la 1,6 la 4,0 km/h, așa cum se arată în Figura 3. Mașina experimentală a fost, de asemenea, utilizată pentru a studia diferiți parametri de șlefuire (presiunea de măcinare [5], viteza de avans [6]) și duritatea șlefuirii [7]. Huang Guigang [8] a modificat structura principală a rindelei portic BM2015 pentru a dezvolta un tester de șlefuire activ pe șină verticală, prezentat în Figura 4. Echipamentul a folosit șină de ecartament de 60 kg/m la fața locului, cu o viteză de avans simulată de 0,3 ~ 4,5 km/h și ar putea obține șlefuire de ± 50°. Echipamentul a verificat cu succes performanța de șlefuire a discului de șlefuit CBN dezvoltat. Viteza de slefuire activă a șinei variază între 3~24 km/h, în timp ce vitezele simulate de acest tip de echipamente de șlefuit șine sunt mai mici, limitând capacitatea experimentală a acestuia.

Smochin.3Tester de măcinare orizontală liniară pentru alimentarea șinei[5,6,7]

Smochin.4Tester de șlefuire verticală a șinei liniare[8]

(4) Tip de avans rotativ orizontal pe șină circulară. Academia Chineză de Științe Feroviare [9], Universitatea de Aeronautică și Astronautică Nanjing [10,11] și Kuffa și colab. din Elveția [12] a raportat un tester de avans rotativ orizontal cu șină circulară, prezentat în Figura 5. În acest tester, șinele sunt prelucrate într-un disc și dispuse orizontal; discul de șină se poate roti orizontal sub acțiunea mecanismului de antrenare pentru a simula viteza de avans a mașinii de măcinat. Echipamentul proiectat de Academia Chineză de Științe Feroviare are un diametru al discului de șină de aproximativ 1,6 m, o lățime a benzii de șlefuit de 10 mm și o viteză maximă de șlefuire de 10,8 km/h [9]. Pe baza efectului de șlefuire al acestui echipament experimental, acesta oferă suport de date pentru dezvoltarea condițiilor de comandă pentru roți de șlefuit activ [9,13,14]. Acest tip de echipament este binecunoscut în domeniul șlefuirii active a șinelor.

Smochin.5Tester de măcinare a alimentării pe șină ciclică cu rotație orizontală[19]

(5) Tester de măcinare a șinei de mare viteză. Echipa lui Wang Hengyu de la Universitatea Southwest Jiaotong [15,16] a proiectat un tester pasiv de șlefuire a șinelor de mare viteză capabil să simuleze o viteză maximă de măcinare de până la 60~80 km/h, așa cum se arată în Figura 6. În plus, echipa profesorului Zou Wenjun de la Universitatea de Tehnologie Henan [17,18] a proiectat un tester de șlefuire a șinei mici (Figure 7) discul roții este aranjat vertical, iar echipamentul poate regla impulsul pietrei de șlefuit și presiunea de șlefuire. Diametrul exterior al șinei este de 150 mm, iar specificația pietrei de șlefuit este Φ80×10×10 mm, capabilă să simuleze viteze de șlefuire la fața locului de 60~80 km/h și presiuni de șlefuire de 1200~3200 N. Presiunea de șlefuire a pietrei de șlefuit poate fi ajustată până la 80~60. km/h, cu o presiune maximă de șlefuire de 3200 N. Acest tip de mașină experimentală joacă un rol de ghidare crucial în dezvoltarea pietrelor de șlefuit de mare viteză.

Smochin.6Banc de șlefuit de mare viteză[13]

Smochin.7Banc de testare de reducere a măcinarii de mare viteză[16]

(6) Linie de testare a șlefuirii șinei reale. În ultimul deceniu, Golden Eagle Heavy Industry s-a angajat în dezvoltarea și designul inovator al vagoanelor de șlefuit de mare viteză și a stabilit o bază de testare a șlefuirii șinelor în Yujiahu, orașul Xiangyang, provincia Hubei. Figura 8 prezintă un vagon de șlefuit de mare viteză, care poate fi echipat cu 24 de roți de șlefuire (12 pe fiecare parte), funcționând la o viteză de șlefuire care depășește 60 km/h [15]. Condițiile și modurile de funcționare ale vehiculului se pot alinia complet cu cele ale șlefuirii șinelor de mare viteză, permițând verificarea performanței de tăiere a pietrei de șlefuit. Concomitent, vehiculul este echipat cu mai multe pietre de șlefuit, permițând verificarea stabilității procesului de producție a pietrei de șlefuit. Prin urmare, cu condiția stabilirii unui sistem cuprinzător de evaluare, evaluarea și verificarea viitoare a performanței roții de șlefuit de către acest mașină de șlefuit dețin o valoare de ghidare autoritară.

Smochin.8Linie de testare pentru șlefuirea mașinii reale[13]

• UHLMANN Eckart, LYPOVKA Pavlo,HOCHSCHILD Leif, et al. Influența parametrilor procesului de șlefuire a șinei asupra rugozității suprafeței șinei și durității stratului de suprafață[J]. Wear, 2016, 366-367: 287-293.
• WU Yao, SHEN Mengbo, Qu Meina și colab. O investigație experimentală asupra deteriorării stratului de suprafață în șlefuirea cu eficiență ridicată și cu deteriorare redusă a șinei de către roata de șlefuit CBN cu fante[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2019, 105(7-8): 2833-2841.
• KANEMATSU Yoshikazu, SATOH Yukio. Influența tipului de piatră de șlefuit asupra eficienței șlefuirii șinei[J]. Rapoartele trimestriale ale Institutului de Cercetări Tehnice Feroviare, 2011, 52(2): 97-102.
• GU Kaikai, LIN Qiang, WANG Wenjian și colab. Analiza efectelor vitezei de rotație a pietrei de șlefuit asupra comportamentului de îndepărtare a materialului șinelor[J]. Wear, 2015, 342-343: 52-59.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Wenjian și colab. Influența presiunii de măcinare asupra comportamentului de îndepărtare a materialului șinelor[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang și colab. Investigație experimentală asupra mecanismului de îndepărtare a materialului în timpul șlefuirii șinei la viteze de avans diferite[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu și colab. Efectele materialului abraziv și duritatea discului abraziv asupra comportamentelor de șlefuire a șinelor[J]. Wear, 2020, 454-455: 203332.
• HUNAG Guigang. Proiectare și studiu experimental al bancului de încercare de șlefuire de mare viteză pentru roată de șlefuit CBN [J]. Manufacturing Automation, , 2020, 42(05): 88-91+122.
• JI Yuan. Studiul sistematic în tehnologia de evaluare a roții abrazive pentru șlefuirea șinei[D]. Beijing: Academia Chinei de Științe Feroviare, 2019.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong și colab. Caracteristicile de uzură ale foilor de diamant brazate cu timp de șlefuire diferit[J]. Wear, 2019, 432-433: 202942.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong și colab. Studiu privind caracteristicile de uzură ale foii de diamant lipite pentru discul de șlefuit compozit al șinei sub diferite presiuni[J]. Wear, 2019, 424-425: 183-192.
• MICHAL Kuffa, DANIEL Ziegler, THOMAS Peter și colab. O nouă strategie de măcinare pentru îmbunătățirea proprietăților acustice ale căilor ferate[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2018, 232(1): 214-221.
• Corporația Căilor Ferate din China. Q/CR 1-2014. China Railway Corporation Enterprise Standard: Specificații tehnice pentru achiziționarea roții de șlefuit pentru trenul de șlefuit [S]. Beijing: China Railway Publishing House Co, LTD, 2014: 1-13.
• JI Yuan, TIAN Changhai, PEI Dingfeng. Analiza comparativă a standardelor chinezești ale discului de șlefuit și a standardelor internaționale străine[J]. Controlul calității feroviare, 2018, 46(9): 5-8.
• XU Xiaotang. Studiu asupra mecanismului de rectificare a căilor ferate de mare viteză[D]. Chengdu: Universitatea Southwest Jiaotong, 2016.
• XU Xiaotang, WANG Hengyu, WU Lei, et al. Un studiu experimental privind șlefuirea șinelor de mare viteză în condiții umede[J]. Lubrication Engineering, 2016, 41(11): 41-44.
• ZOU Wenjun, LIU Pengzhan, LI Huanfeng și colab. O platformă de testare pentru șlefuirea șinelor pasive: China, CN 110579244A[P]. 2019-12-17.
• LIU Pengzhan, ZOU Wenjun, PENG Jin și colab. Studiu privind efectul presiunii de măcinare asupra comportamentului de îndepărtare a materialului efectuat pe un simulator de șlefuire pasiv auto-proiectat[J]. Applied Sciences, 2021, 11(9): 4128.
• ZHAO Jinbo, XIAO Bin, WU Hengheng și colab. Dezvoltarea testului de performanță al discului polizor compozit auto-lubrifiat[J]. Machinery, 2019, 48(03): 56-58.