วิธีการประเมินประสิทธิภาพของหินเจียร

วิธีการประเมินประสิทธิภาพของหินเจียร

ส่วนที่สำคัญที่สุดของกระบวนการพัฒนาหินเจียรคือการประเมินและตรวจสอบประสิทธิภาพของหินเจียร (รวมถึงขนาดและความแม่นยำ สมดุลไดนามิก/สแตติก ความแข็งแรงในการหมุน ความสามารถในการรับน้ำหนัก ประสิทธิภาพการเจียร ฯลฯ) ซึ่งจะช่วยชี้นำการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดของสูตร กระบวนการ และโครงสร้าง ในบรรดาปัจจัยเหล่านี้ ประสิทธิภาพการเจียรของหินเจียรเป็นตัวแทนที่จับต้องได้ของประสิทธิผลในการใช้งาน ซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากจากนักวิจัย ปัจจุบัน อุปกรณ์ตรวจสอบประสิทธิภาพหินเจียรสามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ประเภทตามความแตกต่างของรูปแบบการทำงานระหว่างหินเจียรและราง ได้แก่ 1) ประเภทเครื่องเจียรแบบดั้งเดิม 2) ประเภทรางบล็อกแบบอยู่กับที่ 3) ประเภทป้อนรางเชิงเส้น 4) ประเภทป้อนรางวงกลมแนวนอนแบบหมุน 5) แท่นเจียรรางความเร็วสูง และ 6) สายทดสอบการเจียรรางจริง

(1) ประเภทเครื่องเจียรแบบดั้งเดิม Uhlmann et al. [1] ศึกษาผลกระทบของพารามิเตอร์การเจียรต่อคุณภาพพื้นผิว (ความแข็ง ความหยาบ ความหนาของชั้นสีขาว) ของรางโดยใช้เครื่องเจียรพื้นผิวดังแสดงในรูปที่ 1 Wu et al. [2] ตรวจสอบว่าหินเจียรแบบมีร่องช่วยเพิ่มคุณภาพพื้นผิวของรางหลังจากการเจียรโดยใช้อุปกรณ์ที่คล้ายกัน เครื่องทดสอบการเจียรประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะคือความเร็วของหินเจียรสูง (สูงสุด 30-50 ม./วินาที) แต่มีอัตราการป้อนต่ำ (8-16 ม./นาที) [2] ในขณะเดียวกัน แรงดันการเจียรไม่สามารถปรับได้ ดังนั้น เครื่องทดสอบนี้จึงไม่สามารถจำลองการเจียรรางจริงได้ และสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการศึกษาพฤติกรรมของล้อเจียรเท่านั้น

มะเดื่อ.1 เครื่องทดสอบเครื่องเจียรผิว[1]

(2) แบบรางบล็อกคงที่ โดยอิงตามโหมดการทำงานภาคสนามของหินเจียรสำหรับการเจียรราง นักวิจัยจำนวนมากได้เชื่อมต่อมอเตอร์เข้ากับหินเจียรและใช้หน้าตัดของหินเจียรในการเจียรชิ้นงานราง Kanematsu และคณะ [3] ได้ตรวจสอบประสิทธิภาพการเจียรของหินเจียรชนิดต่างๆ โดยใช้เครื่องทดสอบการเจียรรางดังแสดงในรูปที่ 2 Gu และคณะ [4] ได้ดัดแปลงเครื่องทดสอบการเจียรที่มีโครงสร้างคล้ายกันโดยใช้เครื่องทดสอบแรงเสียดทานเพื่อศึกษาประสิทธิภาพการเจียรของหินเจียรที่มีขนาดเม็ดขัดต่างกัน เครื่องทดสอบประเภทนี้สามารถจำลองความเร็วในการหมุนของหินเจียร แรงดันการเจียร และพารามิเตอร์อื่นๆ ได้ดีกว่า แต่ไม่สามารถจำลองการเคลื่อนที่ป้อนการเจียรได้ การเจียรบริเวณรางเฉพาะที่เป็นเวลานานจะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวสูงขึ้นเนื่องจากความร้อนจากการเจียร ส่งผลให้ประสิทธิภาพของหินเจียรที่ยึดด้วยเรซินลดลงที่อุณหภูมิสูงและกำลังการยึดเกาะของสารขัดลดลง นอกจากนี้ ภายใต้อิทธิพลของความร้อนจากการเจียร รางยังเสี่ยงต่อการไหม้ ดังนั้น กระบวนการทดลองของเครื่องทดสอบประเภทนี้จึงต้องคำนึงถึงผลกระทบของอุณหภูมิการเจียรต่อผลการทดลองอย่างครบถ้วน

มะเดื่อ.2 เครื่องทดสอบการเจียรแบบยึดรางบล็อก[3]

(3) ประเภทการป้อนรางเชิงเส้น เพื่อแก้ไขปัญหาการป้อนรางในเครื่องทดสอบการเจียรรางของ Gu et al. [4] Zhou Kun [80] ใช้เฟืองและแร็คเพื่อขับเคลื่อนรางแท่ง ทำให้สามารถป้อนรางเชิงเส้นแบบทิศทางเดียวได้ตั้งแต่ 1.6 ถึง 4.0 กม./ชม. ดังแสดงในรูปที่ 3 เครื่องทดลองนี้ยังถูกใช้เพื่อศึกษาพารามิเตอร์การเจียรที่แตกต่างกัน (แรงดันการเจียร [5] อัตราการป้อน [6]) และความแข็งของล้อเจียร [7] Huang Guigang [8] ได้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างหลักของเครื่องไสแบบโครง BM2015 เพื่อพัฒนาเครื่องทดสอบการเจียรแบบแอคทีฟรางแนวตั้ง ดังแสดงในรูปที่ 4 อุปกรณ์นี้ใช้รางเกจ 60 กก./ม. ในสถานที่จริง โดยมีความเร็วในการป้อนจำลอง 0.3~4.5 กม./ชม. และสามารถเจียรได้ถึงมุมเกจ ±50° อุปกรณ์นี้ตรวจสอบประสิทธิภาพการเจียรของล้อเจียร CBN ที่พัฒนาขึ้นได้สำเร็จ ความเร็วในการทำงานของเครื่องจักรเจียรางแบบแอคทีฟอยู่ระหว่าง 3 ถึง 24 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในขณะที่ความเร็วที่จำลองโดยอุปกรณ์เจียรางประเภทนี้ต่ำกว่า ซึ่งจำกัดขีดความสามารถในการทดลอง

มะเดื่อ.3เครื่องทดสอบการเจียรแบบป้อนรางเชิงเส้นแนวนอน[5,6,7]

มะเดื่อ.4เครื่องทดสอบการเจียรแบบป้อนรางเชิงเส้นแนวตั้ง[8]

(4) รางวงกลมแบบป้อนแนวนอน สถาบันวิทยาศาสตร์การรถไฟแห่งประเทศจีน [9] มหาวิทยาลัยการบินและอวกาศหนานจิง [10,11] และ Kuffa และคณะจากสวิตเซอร์แลนด์ [12] ได้รายงานเครื่องทดสอบการป้อนแนวนอนแบบรางวงกลม ดังแสดงในรูปที่ 5 ในเครื่องทดสอบนี้ รางจะถูกกลึงเป็นแผ่นกลมและจัดเรียงในแนวนอน แผ่นรางสามารถหมุนในแนวนอนได้ภายใต้การทำงานของกลไกขับเคลื่อนเพื่อจำลองความเร็วในการป้อนของรถเจียร อุปกรณ์ที่ออกแบบโดยสถาบันวิทยาศาสตร์การรถไฟแห่งประเทศจีนมีเส้นผ่านศูนย์กลางแผ่นรางประมาณ 1.6 เมตร ความกว้างของสายพานเจียร 10 มิลลิเมตร และความเร็วในการเจียรสูงสุด 10.8 กิโลเมตรต่อชั่วโมง [9] จากผลการเจียรของอุปกรณ์ทดลองนี้ ได้มีการให้ข้อมูลสนับสนุนสำหรับการพัฒนาเงื่อนไขการสั่งซื้อล้อเจียรแบบแอคทีฟ [9,13,14] อุปกรณ์ประเภทนี้เป็นที่รู้จักกันดีในสาขาการเจียรรางแบบแอคทีฟ

มะเดื่อ.5เครื่องทดสอบการเจียรแบบป้อนการหมุนแนวนอนของรางวงจร[19]

(5) เครื่องทดสอบการเจียรรางความเร็วสูง ทีมของ Wang Hengyu ที่มหาวิทยาลัย Southwest Jiaotong [15,16] ได้ออกแบบเครื่องทดสอบการเจียรรางความเร็วสูงแบบพาสซีฟที่สามารถจำลองความเร็วในการเจียรสูงสุดถึง 60~80 กม./ชม. ดังแสดงในรูปที่ 6 นอกจากนี้ ทีมของศาสตราจารย์ Zou Wenjun ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเหอหนาน [17,18] ได้ออกแบบเครื่องทดสอบการเจียรรางความเร็วสูงขนาดเล็ก (รูปที่ 7) โดยที่จานล้อรางถูกจัดเรียงในแนวตั้ง และอุปกรณ์สามารถปรับแรงกระตุ้นของหินเจียรและแรงดันการเจียรได้ รางมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 150 มม. และหินเจียรมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง Φ80×10×10 มม. สามารถจำลองความเร็วในการเจียรในสถานที่จริงได้ 60~80 กม./ชม. และแรงกดในการเจียร 1200~3200 นิวตัน แรงกดในการเจียรของหินเจียรสามารถปรับได้จนถึงความเร็วในการเจียรสูงสุด 60~80 กม./ชม. โดยมีแรงกดในการเจียรสูงสุด 3200 นิวตัน เครื่องทดลองประเภทนี้มีบทบาทสำคัญในการชี้นำการพัฒนาหินเจียรความเร็วสูง

มะเดื่อ.6 แท่นเจียรความเร็วสูง[13]

มะเดื่อ.7แท่นทดสอบการลดการเจียรความเร็วสูง[16]

(6) สายทดสอบการเจียรางจริง ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา บริษัท Golden Eagle Heavy Industry ได้เริ่มพัฒนาและออกแบบรถเจียรางความเร็วสูง และได้จัดตั้งฐานทดสอบการเจียรางขึ้นที่ Yujiahu เมืองเซียงหยาง มณฑลหูเป่ย รูปที่ 8 แสดงให้เห็นรถเจียรางความเร็วสูง ซึ่งสามารถติดตั้งล้อเจียรได้ 24 ล้อ (ด้านละ 12 ล้อ) และทำงานด้วยความเร็วในการเจียรเกิน 60 กม./ชม. [15] สภาพการทำงานและโหมดการทำงานของรถสามารถสอดคล้องกับการเจียรางความเร็วสูงได้อย่างเต็มที่ ทำให้สามารถตรวจสอบประสิทธิภาพการตัดของหินเจียรได้ ในขณะเดียวกัน รถคันนี้ยังติดตั้งหินเจียรหลายก้อน ทำให้สามารถตรวจสอบความเสถียรของกระบวนการผลิตหินเจียรได้ ดังนั้น ภายใต้เงื่อนไขของการสร้างระบบการประเมินที่ครอบคลุม การประเมินและการตรวจสอบประสิทธิภาพของล้อเจียรในอนาคตโดยรถเจียรคันนี้จึงมีคุณค่าในการชี้นำที่น่าเชื่อถือ

มะเดื่อ.8ทดสอบการเจียรรถจริง[13]

• UHLMANN Eckart, LYPOVKA Pavlo, HOCHSCHILD Leif และคณะ อิทธิพลของพารามิเตอร์กระบวนการเจียรรางต่อความหยาบของพื้นผิวรางและความแข็งของชั้นผิว[J]. Wear, 2016, 366-367: 287-293.
• WU Yao, SHEN Mengbo, Qu Meina และคณะ การตรวจสอบเชิงทดลองเกี่ยวกับความเสียหายของชั้นผิวในกระบวนการเจียรรางที่มีประสิทธิภาพสูงและความเสียหายต่ำโดยใช้ล้อเจียร CBN แบบมีร่อง[J] วารสารนานาชาติเทคโนโลยีการผลิตขั้นสูง, 2019, 105(7-8): 2833-2841
• KANEMATSU Yoshikazu, SATOH Yukio. อิทธิพลของประเภทหินเจียรต่อประสิทธิภาพการเจียรราง[J]. รายงานประจำไตรมาสของสถาบันวิจัยเทคนิคทางรถไฟ, 2011, 52(2): 97-102.
• GU Kaikai, LIN Qiang, WANG Wenjian และคณะ การวิเคราะห์ผลกระทบของความเร็วรอบของหินเจียรต่อพฤติกรรมการกำจัดวัสดุรางรถไฟ[J]. Wear, 2015, 342-343: 52-59.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Wenjian และคณะ อิทธิพลของแรงดันการเจียรต่อพฤติกรรมการกำจัดวัสดุรางรถไฟ[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.
• ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang และคณะ การตรวจสอบเชิงทดลองเกี่ยวกับกลไกการกำจัดวัสดุระหว่างการเจียรรางรถไฟที่ความเร็วเดินหน้าต่างกัน[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.
• WANG Ruixiang, ZHOU Kun, YANG Jinyu และคณะ ผลกระทบของวัสดุขัดและระดับความแข็งของล้อเจียรต่อพฤติกรรมการเจียรราง[J]. Wear, 2020, 454-455: 203332
• HUNAG Guigang. การออกแบบและการศึกษาเชิงทดลองของแท่นทดสอบการเจียรความเร็วสูงสำหรับล้อเจียร CBN ราง[J]. ระบบอัตโนมัติในการผลิต, 2020, 42(05): 88-91+122.
• จี หยวน. การศึกษาเชิงระบบเกี่ยวกับเทคโนโลยีการประเมินล้อเจียรสำหรับการเจียรรางรถไฟ[D]. ปักกิ่ง: สถาบันวิทยาศาสตร์การรถไฟแห่งประเทศจีน, 2019.
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong และคณะ ลักษณะการสึกหรอของแผ่นเพชรเชื่อมประสานที่มีเวลาการเจียรต่างกัน[J]. Wear, 2019, 432-433: 202942
• WU Hengheng, XIAO Bing, XIAO Haozhong และคณะ การศึกษาลักษณะการสึกหรอของแผ่นเพชรเชื่อมประสานสำหรับล้อเจียรคอมโพสิตของรางรถไฟภายใต้แรงดันที่แตกต่างกัน[J]. Wear, 2019, 424-425: 183-192.
• MICHAL Kuffa, DANIEL Ziegler, THOMAS Peter และคณะ กลยุทธ์การเจียรแบบใหม่เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางเสียงของรางรถไฟ[J]. การดำเนินการของสถาบันวิศวกรเครื่องกล ส่วน F: วารสารการรถไฟและการขนส่งด่วน 2018, 232(1): 214-221
• บริษัทการรถไฟแห่งประเทศจีน. Q/CR 1-2014. มาตรฐานองค์กรการรถไฟแห่งประเทศจีน: ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการจัดซื้อล้อเจียรสำหรับรถไฟเจียรราง[S]. ปักกิ่ง: บริษัท สำนักพิมพ์การรถไฟแห่งประเทศจีน จำกัด, 2014: 1-13.
• JI Yuan, TIAN Changhai, PEI Dingfeng. การวิเคราะห์เปรียบเทียบมาตรฐานล้อเจียรรางรถไฟของจีนและมาตรฐานสากลต่างประเทศ[J]. การควบคุมคุณภาพทางรถไฟ, 2018, 46(9): 5-8.
• XU Xiaotang. การศึกษาเกี่ยวกับกลไกการเจียรรางรถไฟความเร็วสูง[D]. เฉิงตู: มหาวิทยาลัย Southwest Jiaotong, 2016.
• XU Xiaotang, WANG Hengyu, WU Lei และคณะ การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับการเจียรรางรถไฟความเร็วสูงภายใต้สภาวะเปียก[J]. วิศวกรรมการหล่อลื่น, 2016, 41(11): 41-44.
• ZOU Wenjun, LIU Pengzhan, LI Huanfeng และคณะ แพลตฟอร์มทดสอบสำหรับการเจียรรางแบบพาสซีฟ: ประเทศจีน, CN 110579244A[P]. 2019-12-17.
• LIU Pengzhan, ZOU Wenjun, PENG Jin และคณะ การศึกษาผลของแรงดันการเจียรต่อพฤติกรรมการกำจัดวัสดุที่ดำเนินการบนเครื่องจำลองการเจียรแบบพาสซีฟที่ออกแบบเอง[J]. วิทยาศาสตร์ประยุกต์, 2021, 11(9): 4128.
• ZHAO Jinbo, XIAO Bin, WU Hengheng และคณะ การพัฒนาการทดสอบประสิทธิภาพของล้อเจียรคอมโพสิตหล่อลื่นตัวเอง[J]. เครื่องจักรกล, 2019, 48(03): 56-58.