Järnvägsslipning nyckelutrustning utveckling status quo

För närvarande är järnvägssystemet det mest använda, marknadsandelen av relativt stora slipmetoder för aktiv slipteknik, höghastighets passiv slipteknik och fräsning och slipning av kompositslipteknik. Följande tre typiska utvecklingsstatus för rälsliputrustning sammanfattas.

1.3.1 Rälsaktiv slipnyckelutrustning

Aktiv slipteknik är för närvarande den mest använda, den största marknadsandelen av slipmetoden, slipning av bilmodeller mer. Utländska biltillverkare är främst USAHARSCOochREMföretaget och det schweiziska SPENO-företaget och så vidare. Inhemsk rälslipningsteknik startade sent, efter decennier av utveckling, är de nuvarande inhemska biltillverkarna främst Golden Eagle Heavy Construction Machinery Company Limited (Golden Eagle Heavy Industry), CNR Beijing Erqi Vehicle Company Limited (CNR Erqi), Zhuzhou CNR Times Electric Company Limited (Times Electric), China Railway Construction High-tech Equipment Company och so on Equipment Company. Golden Eagle Heavy Industry (GEHI) och CNR Erqi har självständigt utvecklat GMC-96X och GMC-96B slipfordon genom att introducera teknologi från HARSCO (USA) respektive SPENO (Schweiz), som visas i figur 1 och figur 2. GMC-48JS slipfordon har utvecklats oberoende av TIME 20 för drift i mars, mars 20. [1].

Fikon.1GMC-96X

Fikon.2GMC-96B[2]

För närvarande, den vanliga linjen GMC-96X (Golden Eagle Heavy Industry), GMC-96B (China Railway Erqi), PGM-48 (HARSCO, USA) modeller och den nya raden av GMC-48JS-modeller (Times Electric), de viktigaste driftsparametrarna och driftkraven visas i Tabell 1. Data visar att den kritiska hastigheten på ~ 24/h är ungefär 3 km/h. drifthastighet kan resultera i rälsen. Under den kritiska drifthastigheten kan orsaka överdriven slipning i lokala områden, och den lokala slipvärmen på rälsen vid låga hastigheter är aktivt benägen att bränna rälsen [3]; om arbetshastigheten är för hög kan den ideala borttagningseffektiviteten inte säkerställas. En slipbil designad för den maximala driftsgradienten på 30 ‰ klarar det stora flertalet av linslipningsunderhåll. Men för vissa linjer med lång lutning (lutning större än 30 ‰), särskilt Sichuan-Tibet-järnvägen som är under uppbyggnad, kommer samordningen av slipbilens driftsprestanda och dragkraftsproblem att vara en av de viktiga utmaningarna.

Flik1.Driftsparametrarna för det typiska rälslipståget[2]

1.3.2 Nyckelutrustning för höghastighets passiv rälslipning

Höghastighets passiv slipvagn tillverkas huvudsakligen av det tyska företaget VOSSLOH HSG rälsslipvagn, som huvudsakligen består av slipvagn och hjälpvagn, figur 3. Slipningsoperationer kräver lokomotiv, driftshastighet upp till 60 ~ 80 km/h; hela fordonet 4 grupper av slipenheter totalt 96 slipstenar samtidigt i drifttillstånd och med en hastighet av cirka 6000 rpm höghastighetsrotation, som visas i figur 4; varje grupp av slipenhet är utrustad med 2 uppsättningar av slipram, driftprocessen för slipstenen kan uppnås utan att stoppa hela gruppen av snabb, kontinuerlig rotation, det vill säga en enda slipstensbelastning kan vara kontinuerlig slipning Cirka 70 km [4], som visas i figur 5. Under slipprocessen kan mängden slipgnistor, slipningstid övervakas och slipskiva. Efter slipning testas rälsprofilen för att kontrollera slipeffekten. Höghastighetsslipfordonet förlitar sig enbart på slipstågets motstånd för att ta bort rälshuvudmaterialet, eftersom slipskivan inte har någon drivkraft. Därför har arbetshastigheten en betydande inverkan på slipfordonets arbetseffekt. När höghastighetsslipbilen utför slipoperationen i mellanstationslinjen: i accelerationsfasen för att lämna stationen, när hastigheten är högre än 30 km/h, sänks slipramen och slipoperationen startas; i retardationsfasen för att gå in i stationen, när hastigheten är lägre än 15 km/h, höjs slipramen och slipoperationen är avslutad. Därför, i det område som motsvarar accelerationen och retardationen av slipfordonet, reduceras sandeffekten på grund av minskningen av fordonshastigheten; del av området som inte kan slipas på grund av att slipramen lyfts ska täckas av växelslipfordonet i stationen under efterföljande operation.

Fikon.3HSG höghastighetsslipbil

Fikon.4Slipenhet

Fikon.5Slipande ramstruktur

Under det senaste decenniet har många inhemska institutioner varit engagerade i forskning och utveckling av höghastighetsslipningsbilar. Den 18 juni 2021, gick den första inhemska höghastighetsjärnvägs intelligenta höghastighetsjärnvägsslipningsprototypprototypen utvecklad gemensamt av Southwest Jiaotong University, Beijing-Shanghai High-Speed ​​Railway och Southwest Jiaotong University Railway Development Co Ltd, från produktionslinjen och realiserade den ursprungliga innovationen på "noll till siffra" [50]. Den 22 juli 2021 klarade spårslipningsfordonet KGM-80II oberoende undersökt och utvecklat av China Railway Construction High-Tech Equipment Co., Ltd. utvärderingen och godkändes för provdrift [6], som visas i figur 7. Införandet av det egenutvecklade järnvägsslipningsfordonet för höghastighetståg är av stor betydelse för Kina att förverkliga den fullständiga autonomin för järnvägssystemutrustning.

Fikon.6Peking-Shanghai höghastighetsjärnväg intelligent snabbslipning prototyp testbil[5]

Fikon.7KGM-80II. Rail Rapid Grinding Car[6]

1.3.3 Rälsfräsning och slipning av kompositslipningsnyckelutrustning

För närvarande används bussar för fräsning och slipning i stor utsträckning på inhemska och utländska tunga järnvägslinjer. Tysklands GMB-företag, liksom Österrikes LINSINGER-företag, MFL-företag, etc., är de främsta tillverkarna av fräs- och slipvagnar utomlands [4,7]. Figur 8 för LINSINGER-företagets fräs- och slipbil SF03, bilens totala längd 25 m, bilens vikt 120 t, utrustad med två treaxlade boggier, självgående hastighet upp till 100 km/h, den maximala arbetshastigheten på 0,36 ~ 1,20 km/h, hela bilen är utrustad med två uppsättningar av slipskivor och en hel bil med två uppsättningar av slipskivor. hjul [7,8,9]. Inhemska tillverkare inkluderar huvudsakligen China Railway Times Construction Machinery Co. i Baoji och China Railway Construction High-Tech Equipment Co. Figur 9 visar fräs- och slipfordonet XM-1800 som tillverkas av China Railway Construction High-Tech Equipment Corporation, som har fördelarna med hög driftseffektivitet, flexibel slipning, miljöskydd och mindre gnisträlsformning i den inre profilen1. Tabell 2 jämför de viktigaste driftsprestandaparametrarna för fräs- och slipfordonet SF03 och fräs- och slipfordonet XM-1800, vilket visar att fräs- och slipfordonet XM-1800 som utvecklats i Kina har nått världens avancerade tekniska nivå när det gäller materialavlägsningseffektivitet och driftsprecision.

Fikon.8SF03 fräsbil

Fig.9 XM-1800 fräsbil[10]

Tab.2 Jämförelserna av operativ prestanda mellan SF03 och XM-1800 rälsfräsningståg

1.3.4 Omfattande jämförelse av prestanda för huvudrälssliputrustningen

Aktiv slipning, höghastighets passiv slipning och fräsning och slipning av kompositslipning tre typiska jämförelser av rälsslipningsutrustning, såsom tabell 3. aktiv slipning av materialborttagning, slipning lätt bältes kuvertkontur är bra, snabb körhastighet, är för närvarande den största andelen av marknadsandelen av verksamheten. För aktiv slipning är nyckelpunkten att lösa problemet med att slipskenor bränns, för att förbättra ytkvaliteten på skenan efter slipning. Studier har visat att optimering av slipparametrar [11,3,12], slipskivans struktur [13] effektivt kan förbättra brännskadorna, varav utvecklingen av högpresterande aktiva slipskivor är i fokus för framtida forskning.

Höghastighets passiv slipning drifthastighet, teoretiskt kan vara intermodal med vanliga passagerare / lastbil, utan behov av "soltak", påverkar inte den normala passagen av linjen. Dessutom har höghastighets passiv slipning baserad på den förebyggande rälsslipningsstrategin föreslog för att förlänga rälsens livslängd med betydande fördelar. Därför har höghastighetsslipning viktig konkurrenskraft i den framtida utvecklingen. Att tjäna i hög hastighet, hög belastning, starka vibrationer och andra tuffa förhållanden, samtidigt som den uppfyller hög effektivitet, hög kvalitet och andra driftskrav, för att säkerställa att slipskivan har utmärkta mekaniska egenskaper (hållfasthet / seghet), serviceprestanda (skärprestanda, slitstyrka, etc.) är en av de viktiga utmaningarna i framtiden.

Kompositslipning har betydande fördelar när det gäller materialavlägsnande effektivitet, konturfinishing, ytkvalitet, etc. Dess driftshastighet är dock långsam, i framtiden, med utvecklingen av ekonomin, är sliptiden extremt komprimerad, slipoperationens effektivitetskrav ökar, koordineringen av den framtida linjekapaciteten och längden på sliptiden kommer att vara i fokus. Samtidigt, för att säkerställa rälsprofilens korrigeringsnoggrannhet och driftseffektivitet, är utvecklingen av rälslipning för att klara de tuffa driftsförhållandena och mycket slitstarka hårdmetallskärverktyg också ett av framtida forskningsfokus.

Flik.3Jämförelserna av de tre typerna av typisk rälsliputrustning

• YANG Changjian, WANG Jianhong, ZHU Hongjun, et al. Utveckling av Dual-power 48 Grinding Stone Rail Grinding T China Mechanical Engineering, 2019, 3(30): 356-371.
• Ministry of Industry and Electricity of China National Railway Group Co., Ltd. Handbook of Rail Grinding[M]. Peking: China Railway Publishing House Co., Ltd., 2020, 1-73.
• ZHOU Kun, DING Haohao, Steenbergen Michaël, et al. Temperaturfält och materialrespons som en funktion av rälsslipningsparametrar[J]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 2021, 175: 12366.
• FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Utvecklingsstatus och utsikter för järnvägsslipningsteknik för höghastighetsjärnvägar[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2018, 54(22): 184-193.
• https://news.swjtu.edu.cn/shownews-22407.shtml/ [DB/OL]. [2021-08-13]
• http://www.crcce.com.cn/art/2021/7/27/art_5175_3372925.html/ [DB/OL]. [2021-08-15]
• LIU Zhenbin. Utformningen av rälsfräsning tågsliputrustning och forskning om slipkraftkontroll[D]. Changsha: Central South University, 2013.
• YU Niandong, ZHANG Meng. Användning av SF03-FFS Rälsfräs- och slipvagn[J]. Railway Technical Innovation, 1: 37-38.
• CHEN Huibo. Tillämpningen av SF03-FFS spårfräsnings- och slipvagn på Shuozhou-Huanghua Raiway[J]. Kinesiska järnvägar, 2013, (12): 85-88.
• http://www.crcce.com.cn/art/2018/1/30/art_5529_109.html/ [DB/OL]. [2021-08-16]
• ZHOU Kun, DING Haohao, Zhang Shuyue, et al. Modellering och simulering av slipkraften vid rälslipning som tar hänsyn till slipstenens svängvinkel[J]. Tribology International, 2019, 137: 274-288.
• ZHOU Kun, DINGHaohao, WANG Wenjian, et al. Sliptryckets inverkan på borttagningsbeteendet hos rälsmaterial[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
• YUAN Yongjie, ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, et al. Porösa slipskivor för att lindra förutmattningen och öka effektiviteten för borttagning av material för rälslipning[J]. Tribology International, 2021, 154: 106692
• ZHOU Kun, WANG Wenjian, LIU Qiyue, et al. Forskningsframsteg för järnvägsslipningsmekanismen[J]. China Mechanical Engineering, 2019, 30(03): 284-294.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Experimentell undersökning av materialborttagningsmekanism under rälslipning vid olika hastigheter framåt[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• FAN Wengang, LIU Yueming, LI Jianyong. Utvecklingsstatus och utsikter för järnvägsslipningsteknik för höghastighetsjärnvägar[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2018, 54(22): 184-193.
• XU Xiaotang. Studie om mekanismen för slipning av höghastighetståg[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2016.
• WILHELMKubin, DAVES Werner, STOCK Analys av rälsfräsning som en rälsunderhållsprocess: simuleringar och experiment[J]. Wear, 2019, 438-439: 203029.