Bluarja e hekurudhave është një proces i heqjes së materialit duke rrotulluar rrotat bluarëse. Largësia e bluarjes është mjaft e gjatë, përdorimi i lëngut prerës jo vetëm që do të rrisë koston e mirëmbajtjes, por gjithashtu do të shkaktojë ndotje të gjerë. Pa ftohje dhe lubrifikimi, nxehtësia e gjeneruar në procesin e bluarjes nuk mund të çlirohet në kohë, kështu që djegiet e binarëve shpesh vërehen pas proceseve të bluarjes së hekurudhës për shkak të kushteve të thata, shpejtësisë së lartë rrotulluese të rrotave bluarëse (~ 3600 rpm) dhe ngarkesës së bluarjes (~ 2000 N) [1-4], siç është dhënë në Fig.1. Për të përmirësuar më tej efikasitetin e bluarjes dhe për të marrë integritet të mirë të sipërfaqes, projektimi dhe prodhimi i poreve në rrotat bluarëse është një mënyrë ekonomike dhe efektive [5].
Fig.1.Bluarja shkaktoi djegie dhe shtresa të bardha gravurë në kokën e hekurudhës.
Studiuesit kinezë kanë përgatitur rrota bluarëse poroze dhe kanë karakterizuar performancën e tyre të bluarjes në një pajisje të projektuar vetë [5]. Mund të vërehet se pasi poret u krijuan në rrotat bluarëse, forca maksimale në shtypje u zvogëlua me 35% nga 83.74 MPa në 54.53 MPa. Rezultatet e eksperimenteve të bluarjes treguan se me rritjen e porozitetit të rrotave bluarëse, vëllimi i bluarjes u përmirësua pak, temperatura e bluarjes u ul dhe ngarkesa e rrotave u zvogëlua. Rezultatet tregojnë se rrota bluarëse me porozitet më të lartë zotëron një aftësi më të mirë vetë-veshëse, e cila përfiton për të parandaluar ngarkimin e rrotave.
Fig. 2.Morfologjia e sipërfaqes së rrotave bluarëse para dhe pas provës me porozitet të ndryshëm: 8.12%(a) & (e), 15.81%(b) & (f), 18.60%(c) & (g) dhe 21.18%(d) &(h).
Shtresa e bardhë e fortë dhe e brishtë e gdhendjes u vu re në të gjithë hekurudhën e tokës për shkak të nxehtësisë së bluarjes, dhe WEL-i më i trashë u dha nga poroziteti më i ulët i rrotave bluarëse, siç është dhënë në Fig.3 dhe Fig.4. Poshtë WEL është një shtresë e deformuar perliti e formuar nga deformimi nën stresin prerës të grilave gërryese. Fortësia e WEL është 5.77 GPa, rreth 2 ~ 3 herë më e fortë se matrica e perlitit. Shumë studiues kanë arritur në përfundimin se WEL ka një lidhje të ngushtë me thyerjen e hekurudhës [6-8]. Shkaktuar nga sforcimet e përziera në tërheqje dhe prerje të rrotave gjatë shërbimit të shinave, mund të shfaqen çarje në sipërfaqe. Çarja e formuar do të përhapet me shpejtësi nëpër shtresën WEL për shkak të natyrës së saj të brishtë, do të shtrihet në ndërfaqen WEL dhe të perlitit ose madje do të përhapet poshtë në matricën e perlitit duke formuar defekte më të rënda hekurudhore[9]. Prandaj, e forta dhe e brishtë do të shkaktonte dështimin e parakohshëm të hekurudhës tokësore dhe mund të kontrollohet në mënyrë efektive nga poroziteti i rrotave bluarëse.
Fig. 3.Fortësia e WEL dhe shtresa e deformuar.
Fig. 4.OM e seksioneve tërthore të terrenit hekurudhor nga poroziteti i ndryshëm i rrotave bluarëse: 8.12%(a), 15.81%(b), 18.60%(c) dhe 21.18%(d).
Mekanizmi i bluarjes së rrotës së bluarjes me struktura pore mund të ilustrohet në Fig. 5. Për shkak të këndit të lartë negativ të gërshetimit dhe një dendësie relativisht të lartë të grirës aktive, patate të skuqura fillimisht shkrihen nën një temperaturë kaq të lartë dhe më pas ngecin në sipërfaqen e rrotës duke përkeqësuar aftësinë bluarëse të rrotës bluarëse dhe duke rritur nxehtësinë bluarëse. Në kontratë, rrota bluarëse poroze zotëron një aftësi më të mirë vetë-veshëse dhe kontribuon në një dëmtim më të butë në sipërfaqen e hekurudhës[8]. Nga njëra anë, strukturat e poreve rrisin hapësirën midis grilave gërryese të cilat ofrojnë hapësirë të mjaftueshme për ruajtjen e patate të skuqura dhe çlirimin e nxehtësisë. Patate të skuqura mund të përkulen në pore dhe të eliminohen nga ndërveprimi i mëpasshëm i gërryesve, dhe gjithashtu mund të transferojnë një pjesë të nxehtësisë nga zona e kontaktit. Nga ana tjetër, sforcimi dhe lartësia e zgjatjes për çdo zhavor aktiv janë më të mëdha se rrota bluarëse e zakonshme, të cilat rrisin trashësinë e copës së paprerë dhe zvogëlojnë efektin e fërkimit midis zhavorrit gërryes dhe sipërfaqes së hekurudhës për të reduktuar paralodhjen e shkaktuar nga bluarja e hekurudhës siç u diskutua. Prandaj, në varësi të performancës së shkëlqyer të bluarjes dhe respektivisht efektit më të ulët të dëmtimit në sipërfaqen e hekurudhës, rrota bluarëse me strukturë pore ka një potencial të madh për t'u aplikuar në teknologjinë e bluarjes së hekurudhës në kushtet e saj me shpejtësi të lartë dhe bluarje të thatë.
Fig. 5.Mekanizmi i bluarjes së rrotës bluarëse me struktura pore.
Referencat
[1] Zhang W, Zhang P, Zhang J, Fan X, Zhu M. Hetimi i efektit të madhësisë së gërryes gërryes në sjelljet e bluarjes së hekurudhave. J Manuf Process 2020; 53:388–95.
[2] Lin B, Zhou K, Guo J, Liu QY, Wang WJ. Ndikimi i parametrave të bluarjes në temperaturën e sipërfaqes dhe sjelljet e djegies së hekurudhës bluarëse. Tribol Int 2018; 122:151–62.
[3] Zhou K, Ding HH, Wang WJ, Wang RX, Guo J, Liu QY. Ndikimi i presionit të bluarjes në sjelljet e heqjes së materialit hekurudhor. Tribol Int 2019; 134:417–26.
[4] Tawakoli T, Westkaemper E, Rabiey M. Bluarje e thatë me kondicionim të veçantë. Int J Adv Manuf Technol 2007;33:419–24.
[5] Yuan Y, Zhang W, Zhang P, Fan X, Zhu M. Rrota bluarëse poroze drejt zbutjes së paralodhjes dhe rritjes së efikasitetit të heqjes së materialit për bluarjen e hekurudhës. Tribol Int 2021; 154: 106692.
[6] Magel E, Roney M, Kalousek J, Sroba P. Përzierja e teorisë dhe praktikës në bluarjen moderne të hekurudhave. Fatigue Fract Eng Mater Struct 2003;26:921–9.
[7] Cuervo PA, Santa JF, Toro A. Korrelacionet midis mekanizmave të veshjes dhe operacioneve të bluarjes së hekurudhave në një hekurudhë komerciale. Tribol Int 2015; 82: 265–73.
[8] Agarwal S. Mbi mekanizmin dhe mekanikën e ngarkimit të rrotave në bluarje. J Manuf Process 2019; 41:36–47.
[9] Zhang ZY, Shang W, Ding HH, Guo J, Wang HY, Liu QY, etj. Modeli termik dhe fusha e temperaturës në procesin e bluarjes së hekurudhës bazuar në një burim nxehtësie në lëvizje. Appl Therm Eng 2016; 106:855–64.
