Рельсошлифовальная машина (или рельсошлифовальная машина) — это оборудование для технического обслуживания путевого транспортного средства или поезда, используемое для восстановления профиля и удаления неровностей с изношенных путей , чтобы продлить срок его службы и улучшить езду поездов по этому пути. Рельсошлифовальные машины были разработаны для увеличения срока службы рельсовых путей, обслуживаемых для устранения гофры рельсов. Шлифовка рельсов — это процесс, который выполняется для остановки деформации, вызванной использованием и трением на железнодорожных путях, путем устранения деформаций и коррозии. [1] Железнодорожные пути, которые постоянно используются, с большей вероятностью подвергаются гофрированию и общему износу. Рельсошлифовальные машины используются для шлифования путей, когда присутствует гофрирование рельсов или до того, как гофрирование начнет образовываться на путях. Основные грузовые железнодорожные пути используют рельсошлифовальные машины для технического обслуживания путей на основе интервала тоннажа, а не времени. [2] Транзитные системы и метро в крупных городах продолжают использовать плановые процессы шлифования рельсов для борьбы с гофрированием, характерным для интенсивно используемых путей. Оборудование для шлифования рельсов может быть установлено на отдельном самоходном транспортном средстве или на специальном поезде для шлифования рельсов, который при использовании в обширной сети может включать помещения для экипажа. Шлифовальные круги, которых может быть более 100, устанавливаются под контролируемыми углами для восстановления правильного профиля пути.
.jpg/1280px-Grinderman_and_railgrinder_(Montreal,_1912).jpg)
Эти машины используются в Северной Америке и Европе с начала 20 века. Они производятся специализированными компаниями по обслуживанию железных дорог, которые также могут эксплуатировать их по контракту.
В начале 2000-х годов произошло несколько улучшений в технологии обслуживания рельсов, наиболее заметным из которых стало внедрение перепрофилирования рельсов с помощью рельсофрезерных поездов , для которых заявлены преимущества в точности профиля и качестве обработанной поверхности. Вторая технология, которая получает широкое распространение в Европе, в частности в Германии, — это высокоскоростное шлифование . Хотя оно не может перепрофилировать рельсы, как фрезерные или другие шлифовальные поезда, его рабочая скорость около 80 км/ч позволяет устранять и предотвращать дефекты, практически не влияя на другие запланированные перевозки.
Компания ERICO производит ручные рельсошлифовальные машины и сверла для железнодорожной промышленности в качестве инструментов для обслуживания путей. ERICO использует четырехтактные двигатели Honda для питания своих рельсошлифовальных машин и рельсошлифовальных машин. Рельсошлифовальные машины используются для подготовки рельсов перед установкой скреп и служат многоцелевым инструментом, пригодным для подготовки, обслуживания и ремонта рельсов. [3]
Индекс качества шлифования (GQI) — это программный шаблон, используемый для измерения профиля рельса . Это позволяет сравнивать желаемый профиль рельса с фактическим профилем рельса. Программное обеспечение GQI использует лазерное оборудование, установленное спереди и сзади рельсошлифовального станка. Использование лазерного оборудования при обслуживании путевых транспортных средств, таких как рельсошлифовальные станки, позволяет рабочим и подрядчикам выполнять точные измерения профиля рельса до и после шлифования. GQI имеет рейтинг от 0 (низкий приоритет) до 100 (высокий приоритет). Программное обеспечение для качества шлифования способно независимо регистрировать и документировать измерения и предоставлять рейтинг GQI для каждого рельса на пути до и после каждого прохода на шлифовальном станке. Преимущество использования программного обеспечения GQI заключается в возможности создания отчетов после шлифования для последующего использования планировщиками для дальнейшей расстановки приоритетов и мониторинга профилей шлифования 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. [4]
В железнодорожной отрасли существуют риски, связанные с длительным использованием технического обслуживания путевых транспортных средств во время технического обслуживания и строительства путей. Распространенным риском является длительное воздействие чрезмерной вибрации всего тела и ударное воздействие на вертикальные и горизонтальные оси поясничного отдела позвоночника и замыкательной пластины позвоночника , что может привести к травме позвоночника и/или долгосрочному повреждению структуры позвоночника . Американская конференция государственных промышленных гигиенистов предложила пороговые значения для вибрации всего тела, а некоторые рекомендации также основаны на стандартах ISO-2631, но пороговые значения воздействия для технического обслуживания путевых транспортных средств широко не публиковались и не применялись. ACGIH-TLV ограничивает вибрацию всего тела не более 8 часов. В Европейском союзе в результате исследования риска вибрации была предложена модель оценки риска (модель VibRisk) для структурного отказа поясничного отдела позвоночника в нижней части спины. Модель VibRisk обеспечивает более конкретную оценку риска отказа замыкательной пластины позвоночника на отдельных поясничных уровнях с учетом позы водителя. При сравнении оценки риска с использованием модели VibRisk оценивают более высокий риск отказа позвоночной замыкательной пластинки на разных поясничных уровнях, чем предполагают стандарты ISO-2631 Часть 5. Основным фактором, который учитывает VibRisk, но отсутствует в стандартах ISO-2631 Часть 5, является признание позы оператора как дополнительного фактора стресса при воздействии вибрации и множественных ударов. [5]
Рельсовая гофра или ревущие рельсы — это тип износа пути, который развивается из-за контакта рельсов и колесных пар поезда с течением времени. Как только этот процесс начался, он начнет экспоненциально ухудшаться с течением времени. Износ, который развивается из-за контакта колесных пар между железными дорогами, принимает форму множества впадин и гребней, которые он оставляет после себя с течением времени, которые могут или не могут развиться в рельсовую гофру, в зависимости от обстоятельств. Рельсы, которые интенсивно используются и подвергаются постоянному и постоянному износу, будут развивать рельсовую гофру. Рельсовая гофра представлена в длине волны. [1] Обычно сильно гофрированные рельсы испытывают вогнутую деформацию на верхней части железнодорожного пути с интервалами от 20 мм до 200 мм. [2] Значительная гофра рельса может сократить срок службы путей и сделать замену поврежденного пути необходимой. Рельсовая гофра вызвана трением между рельсом и колесами поезда по касательной, вертикали и в осевом направлении. [2] Износ гофр является результатом трения на нижнем рельсе, который контактирует с колесом поезда. Чрезмерное гофрирование можно определить по длине волны, обнаруженной на верхнем или внешнем рельсе. [2] Рельсовое гофрирование может быть ограничено или уменьшено при использовании термообработанных или легированных рельсов, в отличие от традиционных углеродных композитных рельсов. [2] Оценочная тенденция к износу рассчитывается с учетом колебаний в контакте пути и колесной пары, что приводит к изменению степени износа. Динамические свойства различных линий пути могут приводить к различной степени гофрирования рельса при использовании высокоскоростных колесных пар. При исследовании высокоскоростных железнодорожных путей четыре типа путей были изучены на предмет их тенденции к образованию гофр (RHEDA 200, AFTRAV, STEDEF и высокопроизводительный балластированный путь ), и из четырех рассмотренных путей балластированный путь был наименее подвержен образованию гофрирования рельса, а путь AFTRAV был вторым по надежности. [6]
Общепризнано, что за различными длинами волн гофры железной дороги стоят несколько различных причин. [7] [8] Одно исследование показывает, что специфическая деформация коротковолновой железной дороги в основном вызвана резонансом «штырь-штырь», при котором рельс вибрирует как фиксированная балка, как будто закрепленная между периодически размещенными шпалами . Динамическое взаимодействие поезда и пути, вызывающее колебания фиксированной частоты на высоких скоростях, обычно наблюдаемые при работе метрополитена с небольшой нагрузкой , и антирезонанс, вызванный закреплением рельсов на шпалах, вызывают деформацию и «ревущую» гофру рельсов.
Волнистость рельсов можно предотвратить, выбрав рельсы с составом материала, который более устойчив к волнистости. Рельсы из термообработанной легированной стали с относительной твердостью являются наиболее устойчивыми, в отличие от бессемеровских сталей, из-за большей относительной твердости. Рельсы с твердостью по Бринеллю от 320 до 360 являются лучшими для рельсов, устойчивых к волнистости. [9] Поезда могут изменять скорость на путях, чтобы предотвратить воздействие волнистости на секции или рельсы в транзитных системах. [9] Изменение скорости, направления и тоннажа поезда полезно для борьбы с ростом волнистости рельсов, поскольку волнистость вызывается постоянно равномерным трением. [2] В метрополитене и основных транзитных системах невозможно изменить направление поездов, что делает более применимым использование ежегодных и двухгодичных процессов шлифовки рельсов.
Профилактическая шлифовка рельсов выполняется до появления признаков развития гофры рельсов. Гофра рельсов будет развиваться экспоненциально, если первые признаки гофры рельсов не будут отшлифованы или не будут отремонтированы. [2] Профилактическая шлифовка устраняет деформацию от трения и химическое разрушение рельсов. [1] Регулярная шлифовка рельсов является основной операцией по техническому обслуживанию, используемой для борьбы с ревущими рельсами или гофрой рельсов с коротким шагом. [9] Операции по шлифовке рельсов проводятся периодически, чтобы предотвратить возникновение гофры рельсов. Рельсошлифовальные вагоны могут быть сняты с грузовых линий, которые проходят большие расстояния в одном направлении, если грузовая железная дорога используется постоянно. [2] Гофра рельсов, углеродный рост рельсов, который увеличивается из-за трения, растет экспоненциально. [2]
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. [2] Его часто называют короткошаговым гофром, и он является причиной большинства реакций общества. [9] Громкая и неприятная вибрация, вызванная гофрой рельсов 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. [9] 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.