Рельсошлифовальный станок (или рельсошлифовальный станок) — это средство для технического обслуживания путевого транспортного средства или поезда, используемое для восстановления профиля и устранения неровностей изношенных путей с целью продления их срока службы и улучшения хода поездов, использующих путь. Рельсошлифовальные станки были разработаны для увеличения срока службы путей, обслуживаемых под гофрирование рельсов. Шлифование рельсов — это процесс, который выполняется для остановки деформации, вызванной использованием и трением на железнодорожных путях, путем устранения деформаций и коррозии. Железнодорожные пути, которые постоянно используются, с большей вероятностью будут иметь рифления и общий износ. Рельсошлифовальные станки используются для шлифования путей при наличии гофрирования рельсов или до того, как на путях начнет образовываться гофр. На основных путях грузовых поездов используются рельсошлифовальные станки для обслуживания путей в зависимости от интервала тоннажа, а не времени. Транзитные системы и метро в крупных городах продолжают использовать процессы планового шлифования рельсов для борьбы с рифлением, характерным для интенсивно используемых путей. Рельсошлифовальное оборудование может быть установлено на отдельном самоходном транспортном средстве или на специальном рельсошлифовальном поезде, который при использовании в разветвленной сети может включать помещения для бригад. Шлифовальные круги, которых может быть более 100, установлены под контролируемыми углами, чтобы восстановить правильный профиль гусеницы.
Машины используются в Северной Америке и Европе с начала 20 века. Они производятся специализированными компаниями по техническому обслуживанию железных дорог, которые также могут эксплуатировать их по контракту.
В начале 2000-х годов произошло несколько достижений в технологии ремонта рельсов, в первую очередь внедрение перепрофилирования пути рельсофрезерными поездами, за счет чего заявляются преимущества в точности профиля и качестве обработанной поверхности. Вторая технология, получающая широкое распространение в Европе, в частности в Германии, — это высокоскоростное шлифование. Хотя он не может перепрофилировать рельсы, как фрезерные или другие шлифовальные поезда, его рабочая скорость около 80 км/ч позволяет устранять и предотвращать дефекты с минимальным влиянием или вообще без воздействия на другие регулярные перевозки.
Ручные рельсошлифовальные станки
Компания ERICO производит ручные рельсошлифовальные станки и сверла для железнодорожной отрасли в качестве инструментов для ремонта путей. ERICO использует четырехтактные двигатели Honda для привода своих железнодорожных буров и рельсошлифовальных станков. Рельсошлифовальные станки используются для подготовки рельсов перед креплением скреплений и служат универсальным инструментом для подготовки, обслуживания и ремонта рельсов.
Индекс качества шлифования
Индекс качества шлифования (GQI) — это программный шаблон, используемый для измерения профиля рельса. Это позволяет сравнить желаемый профиль рельса с фактическим профилем рельса. Программное обеспечение GQI использует лазерное оборудование, установленное на передней и задней части рельсошлифовального станка. Использование лазерного оборудования при обслуживании путевых транспортных средств, таких как рельсошлифовальные станки, позволяет рабочим и подрядчикам проводить точные измерения профиля рельсов до и после шлифования. GQI оценивается от 0 (низкий приоритет) до 100 (высокий приоритет). Программное обеспечение качества шлифования способно независимо записывать и документировать измерения, а также предоставлять рейтинг GQI для каждого рельса на пути до и после каждого прохода шлифовального станка. Преимущество использования программного обеспечения GQI заключается в возможности создавать отчеты после измельчения для последующего использования планировщиками, чтобы помочь в дальнейшем расставить приоритеты и отслеживать профили измельчения в будущем. Отчеты GQI также предоставляют анализ последовательности профилирования, чтобы определить, постоянно ли операции шлифования улучшают или ухудшают профиль рельса. Использование программного обеспечения GQI также дает возможность производить точную оценку эффективности рельсошлифовального станка в режиме реального времени, что позволяет более эффективно расставлять приоритеты и выполнять работу своевременно.
Проблемы со здоровьем
В железнодорожной отрасли существуют риски при длительном использовании средств технического обслуживания путевого транспорта при ремонте и строительстве путей. Распространенным риском является длительное воздействие чрезмерной вибрации всего тела и ударов по вертикальной и горизонтальной осям поясничного отдела позвоночника и замыкательной пластинки позвонка, что может привести к травме позвоночника или долговременному повреждению структуры костей позвонка. Американская конференция правительственных специалистов по промышленной гигиене предложила пороговые значения вибрации всего тела, при этом некоторые рекомендации также основаны на стандартах ISO-2631, но никакие пороговые значения воздействия для технического обслуживания транспортных средств не были широко опубликованы и не соблюдались. ACGIH-TLV ограничивает вибрацию всего тела не более чем 8 часами. В Европейском Союзе в результате исследования вибрационного риска была предложена модель оценки риска (модель VibRisk) структурного разрушения поясничного отдела позвоночника в пояснице. Модель VibRisk обеспечивает более конкретную оценку риска отказа замыкательной пластинки позвонка на отдельных уровнях поясничного отдела с учетом позы водителя. При сравнении оценки риска с использованием модели VibRisk указывают на более высокий риск отказа замыкательной пластинки позвонка на разных уровнях поясничного отдела, чем предполагают стандарты ISO-2631 Часть 5. Основным фактором, способствующим тому, что VibRisk учитывает отсутствие стандартов ISO-2631 Part 5, является признание позы оператора как дополнительного фактора стресса при воздействии вибрации и множественных ударов.
Рельсовая гофра
Рифление рельсов или ревущие рельсы — это тип износа пути, который с течением времени возникает в результате контакта пути и колесной пары поезда. Как только этот процесс начнется, с течением времени он начнет ухудшаться в геометрической прогрессии. Износ, который развивается из-за контакта колесной пары между железными дорогами, принимает форму множества впадин и гребней, которые он оставляет после себя с течением времени, которые могут или не могут перерасти в гофры рельса, в зависимости от обстоятельств. На рельсах, которые интенсивно используются и подвергаются постоянному и постоянному износу, образуется гофрирование. Гофра рельса представлена в виде длины волны. Обычно рельсы с сильным гофрированием испытывают вогнутую деформацию в верхней части железнодорожного полотна с интервалами от 20 мм до 200 мм. Значительное гофрирование рельсов может сократить срок службы путей и сделать необходимым замену поврежденного пути. Гофрирование рельса возникает из-за трения между рельсом и колесами поезда по касательной, вертикальной и осевой оси. Гофры износа возникают в результате трения нижнего рельса, соприкасающегося с колесом поезда. Чрезмерное гофрирование можно определить по длине волны, обнаруженной на верхнем, или внешнем, рельсе. Рифление рельса может быть ограничено или уменьшено за счет использования термообработанных или легированных рельсов, в отличие от традиционных рельсов из углеродного композита. Предполагаемая тенденция к износу рассчитывается с учетом колебаний контакта гусеницы и колесной пары, что приводит к изменению степени износа. Динамические свойства различных линий пути могут привести к различной степени гофрирования рельсов за счет использования высокоскоростных колесных пар. При исследовании высокоскоростных железнодорожных путей четыре типа путей были изучены на предмет их склонности к образованию гофрированности (RHEDA 200, AFTRAV, STEDEF и высокоэффективный путь с балластом), и из четырех рассматриваемых путей путь с балластом был наименее подвержен гофрированию. железнодорожная гофра, при этом гусеница AFTRAV также является второй по надежности.
Причины
Принято считать, что за разной длиной волн железнодорожных гофров стоит несколько различных причин. Одно исследование показывает, что специфическая коротковолновая деформация железной дороги в основном вызвана штифтовым резонансом, при котором рельс вибрирует как неподвижная балка, как если бы она была закреплена между периодически размещаемыми шпалами. Динамическое взаимодействие поезда с путем, которое вызывает вибрации фиксированной частоты на высоких скоростях, обычно наблюдаемые в метро с легкой нагрузкой, и антирезонанс, вызванный закреплением рельсов на шпалах, вызывают деформацию и «ревущее» гофрирование рельсов.
Предотвращение гофрирования рельсов
Гофрирование рельсов можно предотвратить, выбрав рельсы из материалов, более устойчивых к гофрированию. Рельсы из термически обработанных легированных сталей относительной твердости являются наиболее стойкими, в отличие от бессемеровских сталей, из-за большей относительной твердости. Рельсы с твердостью по Бринеллю от 320 до 360 лучше всего подходят для рельсов, устойчивых к гофрированию. Поезда могут изменять скорость на путях, чтобы предотвратить воздействие гофрирования на секции или рельсы транзитных систем. Изменение скорости, направления и тоннажа поезда полезно для борьбы с ростом гофрирования рельсов, поскольку гофрирование возникает из-за постоянного равномерного трения. В метро и крупных транспортных системах невозможно изменить направление движения поездов, что делает более применимым использование процессов ежегодного и двухгодичного шлифования рельсов.
Профилактическая шлифовка рельсов.
Профилактическую шлифовку рельсов производят до появления признаков развития рельсовых гофров. Рифление рельсов будет развиваться в геометрической прогрессии, если первые признаки гофрирования рельсов не устраняются и не обслуживаются. Профилактическая шлифовка устраняет деформации от трения и химического разрушения гусениц. Регулярное шлифование рельсов является основной операцией по техническому обслуживанию, используемой для борьбы с ревом рельса или короткими гофрами на рельсах. Операции по шлифовке рельсов производятся периодически во избежание возникновения гофрирования рельсов. Вагоны для шлифования рельсов могут быть спущены на грузовые пути, которые проходят большие расстояния в одном и том же направлении, если грузовая железная дорога используется постоянно. Рифление рельса, рост углерода в рельсе, который увеличивается из-за трения, растет в геометрической прогрессии.
Шумоподавление гофры рельсов
Рельсовая гофра часто становится предметом жалоб на шум в обществе. Часто вибрации гофрированного пути становятся все сильнее, создавая большее трение и контакт металла с металлом. Ревущий рельсовый гофр является распространенной причиной жалоб на шум в городских и пригородных сообществах и наиболее распространен, когда поезда движутся с умеренной скоростью. Его часто называют короткошаговым гофром, и он является причиной большинства реакций общества. Громкая и неприятная вибрация, вызванная рельсовым гофром в транзитных системах, влияет как на пассажиров транзитных систем, так и на местные сообщества, где пересекаются железные дороги. Короткий шаговый гофр создает значительно больше шума, чем обычное трение железнодорожного пути, с тоном около 500–800 герц. Короткий шаговый гофр чаще всего встречается на железных дорогах, на которых не проводится регулярное обслуживание шлифовкой рельсов или которые редко используются. Жесткость опоры рельса напрямую коррелирует с коротким шагом гофра.
