Dëmet e përbashkëta hekurudhore

Hekurudha është një nga pjesët mbajtëse më të rëndësishme të sistemit hekurudhor. Tërheqja dhe frenimi i trenave realizohen nga fërkimi ndërmjet rrotave dhe hekurudhës. Prandaj, një gjendje e mirë hekurudhore është parakusht për të siguruar funksionimin e sigurt dhe të qetë të trenave. Megjithatë, për shkak të tensioneve të kontaktit të alternuar, materiali i hekurudhës shpesh vuan nga konsumimi ose dëmtimi i lodhjes. Siç tregohet në figurën 1, llojet kryesore të dëmtimit të hekurudhës përfshijnë: çarjen e lodhjes, qërimin, konsumimin e valëzimit, dërrmimin dhe konsumimin anësor të hekurudhës, të cilat përbëjnë më shumë se 80% të të gjitha dëmtimeve të hekurudhës. Me rritjen e shpejtësisë së lëvizjes së trenit dhe ngarkesës së boshtit, problemet e lodhjes dhe konsumit të hekurudhës bëhen gjithnjë e më serioze, gjë që bën që kërkesat për teknologjitë e bluarjes së hekurudhave të rriten ndjeshëm.

1. Çarje e lodhjes së kontaktit me rrotullim.Plasaritja e lodhjes së kontaktit në rrotullim është një nga format më të zakonshme të dëmtimit të hekurudhës me shpejtësi të lartë [1], siç tregohet në figurën 2. Në përgjithësi, çarjet nuk do të shtrihen deri në fund, por shtrihen në sipërfaqen e hekurudhës në një hark për të formuar pamjen e lëvrimit të hekurudhave, siç tregohet në figurën 2. gjë që përkeqëson dridhjen dhe zhurmën. Në disa raste, çarjet e degëve në gropën e qërimit mund të zgjerohen nën shina dhe të çojnë në thyerje të hekurudhës, e cila mund të shkaktojë aksidente të mëdha sigurie [2].

2. Veshja e valëzuar hekurudhore. Veshja e valëzimit të hekurudhës i referohet fenomenit të sipërfaqes periodike të konsumuar të pabarabartë në shina brenda një diapazoni të caktuar gjatësor [3, 4], siç tregohet në figurën 3. Veshja e valëzimit do të rrisë dridhjen dhe zhurmën e trenit, do të ndikojë në komoditetin e udhëtimit dhe do të zvogëlojë jetëgjatësinë e lodhjes së lokomotivës dhe pjesëve të automjetit. Sipas gjatësisë së valës së veshjes së valëzimit, ajo ndahet në valëzim me valë të shkurtër (gjatësia vale 25-80 mm) dhe valë të gjatë (gjatësia vale më e madhe se 100 mm). Shkaqet kryesore të valëzimit përfshijnë teoritë dinamike dhe jodinamike. Teoria dinamike beson se dridhja e sistemit rrota-hekurudhor çon në valëzim, duke përfshirë dridhjen e vetë-ngacmuar, rezonancën dhe dridhjet kthyese [5]. Teoria jodinamike që formimi i valëzimit lidhet kryesisht me materialet hekurudhore dhe procesin e shkrirjes, etj.; dhe edhe nëse ndërthurja rrotë-shinë është konstante, hekurudha do të ketë gjithashtu valëzim për shkak të rrjedhjes së saj të pabarabartë plastike [6,7].

3. Thërrmimi i hekurudhave.Thërrmimi i hekurudhës është fenomeni që materiali i sipërm i hekurudhës shfaqet deformim plastik dhe shkelja e hekurudhës rrafshohet, gjë që zakonisht vërehet në shina në seksionin e lakuar të hekurudhës së rëndë [8], siç tregohet në figurën 4. Thërrmimi i hekurudhës ndryshon formën e kokës së hekurudhës, forca e kontaktit të rrotës dhe hekurudhës ndryshon, e cila do të ndryshojë një dridhje. Përveç kësaj, dërrmimi i hekurudhës shoqërohet shpesh me dëmtime të çarjes së zhveshjes ose lodhjes. Kufiri i qëndrueshmërisë shpesh përdoret si kriter për të gjykuar nëse dëmtimi i shtypjes ndodh në hekurudhë dhe rritja e kufirit të rendimentit të materialeve mund të parandalojë ose ngadalësojë këtë lloj dëmtimi.

4. Veshja anësore e hekurudhës.Veshja anësore e hekurudhës është forma kryesore e dëmtimit të hekurudhës me kthesa me rreze të vogël [9], siç tregohet në figurën 5. Në hekurudhën kineze, 98% e hekurudhës së kurbës me rreze të vogël fshihet për shkak të konsumimit të tepërt anësor. Kur lokomotiva dhe mjeti hyjnë në seksionin e kthesës, treni lëviz përpara për shkak të inercisë, por binarja e detyron trupin e trenit të kthehet. Në këtë rast, rrotat do të ndikojnë në hekurudhë dhe do të ndodhë veshja serioze anësore. Veçanërisht, kur forca centrifugale dhe forca centripetale e trenit janë të pabalancuara, ngarkesa e hekurudhës së brendshme dhe të jashtme do të jetë e njëanshme, gjë që përkeqëson shumë konsumin anësor [10, 11]. Besohet gjerësisht se veshja anësore e hekurudhës shkurton jetën e shërbimit të hekurudhës dhe ndryshimi i profilit të hekurudhës e përkeqëson ndërveprimin rrotë/shinë, duke ndikuar në stabilitetin e trenit që kalon kthesën.

Fig. 1 Çarje të lodhjes.

Fig. 2 Peeling hekurudhor.

Fig. 3 Veshja e valëzimit të hekurudhës.

Fig. 4 Thërrmimi i hekurudhave.

Fig. 5 Veshja anësore e hekurudhës.

Referencat

1. K. Zhou. Hulumtim mbi rregullat dhe mekanizmat e heqjes së materialit gjatë bluarjes së hekurudhës [D]. Chengdu: Disertacion doktorature i Universitetit Jiaotong Jugperëndimor, 2020.
2. X. Zhao, ZL Li. Një zgjidhje tre-dimensionale e elementeve të fundme të kontaktit rrotullues me fërkim rrotë-shinë në elasto-plasticitet [J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Pjesa J: Journal of Engineering Tribology, 2015, 229(1): 86-100.
3. W. Zhong, J. Hu, P. Shen, etj. Hetim eksperimental midis lodhjes së kontaktit në rrotullim dhe konsumit të hekurudhës me shpejtësi të lartë dhe të rënda dhe përzgjedhjes së materialit hekurudhor [J]. Veshja, 2011, 271 (9-10): 2485-2493.
4. S. Grassie, J. Kalousek. Rrahja hekurudhore: karakteristikat, shkaqet dhe trajtimet [J]. Procedurat e Institutit të Inxhinierëve Mekanikë, Pjesa F: Journal of Rail and Rapid Transit, 1993, 207(1): 57-68.
5. Y. Gu. Studim mbi mekanizmin e valëzimit të hekurudhave në trasenë e paballastuar të hekurudhës me shpejtësi të lartë [D]. Pekin: Disertacion doktorature i Universitetit Jiaotong të Pekinit, 2017.
6. X. Jin, X. Li, W. Li, etj. Rishikimi i progresit të valëzimit të hekurudhave [J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2016, 51 (2-3): 264-273.
7. S. Li, D. Liu, P. Liu, etj. Formimi i valëzimit dhe evolucioni i mikrostrukturës së çelikut hekurudhor U75V [J]. Gazeta e Universitetit Dalian Jiaotong, 2019, 40 (5): 66-71.
8. Z. Li, Z. Yan, S. Li. Ndikimi i valëzimit të hekurudhës në performancën dinamike të sistemit të lëvizjes së automjeteve me shpejtësi të lartë [J]. Journal of Central South University (Shkencë dhe Teknologji), 2003, 25 (1): 104-108.
9. W. Wang, H. Guo, X. Du, etj. Hetimi mbi mekanizmin e dëmtimit dhe parandalimi i hekurudhave të transportit të rëndë [J]. Analiza e dështimit inxhinierik, 2013, 35: 206-218.
10. Y. Zhou, S. Wang, T. Wang, etj. Hetimi në terren dhe laboratorik i marrëdhënies midis kontrollit të kokës së hekurudhës dhe konsumimit në një hekurudhë me magazinime të rënda [J]. Veshje, 2014, 315 (1-2): 68-77.
11. I. Povilaitiene, I. Kamaitis, I. Podagelis. Ndikimi i gjerësisë së matësit në konsumimin e anës së hekurudhës në kthesat e trasesë [J]. Journal of Civil Engineering and Management, 2006, 12 (3): 255-260.
12. W. Zhai, J. Gao, P. Liu, etj. Reduktimi i konsumit anësor të hekurudhës në kthesat e hekurudhave të ngarkesave të rënda bazuar në ndërveprimin dinamik rrotë-shinë [J]. Vehicle System Dynamics, 2014, 52(sup1): 440-454.