Экспериментальные исследования режимов шлифования рельсов с применением нового скоростного электропривода

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Операция шлифования рельсов используется на железнодорожном транспорте как превентивная мера образования и развития дефектов контактно-усталостного происхождения, волнообразного износа и деформаций поперечного профиля рельсов. В настоящее время АО «Калужский завод “Ремпутьмаш”» совместно с Сибирским государственным университетом путей сообщения ведет разработку нового рельсошлифовального поезда повышенной производительности – РШП 2.0, который превосходит существующие аналоги по производительности в 3,5 раза. В основу РШП 2.0 положена технология скоростного шлифования рельсов, для реализации которой требуется обеспечение скорости резания до 100 м/с. Вращение шлифовального круга задается электродвигателем. На сегодняшний день электропривода промышленного исполнения, способного реализовать требуемые характеристики (7000 об/мин, 45 кВт, 60 Н·м) не существует. Цель работы. Исследование режимов шлифования рельсов с применением нового скоростного электропривода шлифовального круга, содержащего в качестве электродвигателя синхронный двигатель с постоянными магнитами и преобразователь частоты, питающий электродвигатель переменным напряжением повышенной частоты и обеспечивающий регулирование скорости шлифовального круга. Методы исследования. Для получения данных о работе нового электропривода в условиях, максимально приближенных к реальным режимам работы, и возможности реализации технологии скоростного шлифования проведены исследовательские испытания на специально разработанной рельсошлифовальной установке. Измерение частоты вращения шлифовального круга производилось лазерным тахометром «Мегеон 18005»; оценка съема металла после механической обработки осуществлялась профилографом рельсовым ПР-03; давление в пневмосистеме измерялось с помощью преобразователей давления измерительных ОВЕН ПД100И-ДИ1,6-111-0,5. Результаты и обсуждение. По результатам испытаний было установлено, что новый скоростной электропривод обладает повышенными эксплуатационными характеристиками за счет повышенной производительности и возможности регулирования скорости шлифовального круга, в результате этого обеспечивается необходимый съем металла с головки рельса при значительном увеличении скорости перемещения рельсошлифовального поезда.

Об авторах

А. С. Ильиных

Email: asi@stu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4234-6216
доктор техн. наук, доцент, Сибирский государственный университет путей сообщения, ул. Дуси Ковальчук, 191, Новосибирск, 630049, Россия, asi@stu.ru

А. С. Пикалов

Email: pikalov.2023@internet.ru
ORCID iD: 0000-0002-9584-9896
канд. техн. наук, Центр инфраструктурных технологий АО «СТМ», Москва, Подкопаевский переулок, д. 4Б, 109028, Россия, pikalov.2023@internet.ru

В. К. Милорадович

Email: vmiloradovich@internet.ru
ORCID iD: 0000-0002-8258-5801
Центр инфраструктурных технологий АО «СТМ», Москва, Подкопаевский переулок, д. 4Б, 109028, Россия, vmiloradovich@internet.ru

М. С. Галай

Email: galayms@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7897-1750
канд. техн. наук, Сибирский государственный университет путей сообщения, ул. Дуси Ковальчук, 191, Новосибирск, 630049, Россия, galayms@mail.ru

Список литературы

  1. Funke H. Rail grinding. – Berlin: Transpress, 1986. – 153 p.
  2. Fan W., Liu Y., Li J. Development status and prospect of rail grinding technology for high speed railway // Journal of Mechanical Engineering. – 2018. – Vol. 54 (22). – P. 184–193. – doi: 10.3901/JME.2018.22.184.
  3. Schoch W. Grinding of rails on high–speed railway lines: a matter of great importance // Rail Engineering International. – 2007. – Vol. 36 (1). – P. 6–8.
  4. Абдурашитов А.Ю., Сухов В.В. Влияние использования рельсошлифовальных поездов на продление жизненного цикла рельса // Путь и путевое хозяйство. – 2023. – № 8. – С. 20–22.
  5. Суслов А.Г., Бишутин С.Г., Захаров Л.А. Инновационные технологии рельсообработки высокоскоростных железных дорог // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2020. – № 8. – С. 11–17. – doi: 10.30987/2223-4608-2020-8-11-17.
  6. Verma S., Joseph Selvi B., Yogesh Shah V. Influence of rail grinding operations on the World’;s Largest Multimodal Network // International Conference on Advances in Design, Materials, Manufacturing and Surface Engineering for Mobility. SAE Technical Paper. – SAE International, 2022. – doi: 10.4271/2022-28-0560.
  7. Investigating the effect of grinding time on high-speed grinding of rails by a passive grinding test machine / P. Liu, W. Zou, J. Peng, F. Xiao // Micromachines. – 2022. – Vol. 13 (12). – P. 2118. – doi: 10.3390/mi13122118.
  8. Ильиных А.С. Скоростное шлифование рельсов в пути // Мир транспорта. – 2011. – № 3. – С. 56–61.
  9. Хвостиков А.С. Повышение эффективности скоростного шлифования рельсов в пути // Современные наукоемкие технологии. – 2023. – № 5. – С. 30–35.
  10. Тауберт М., Пюшель А. Скоростное шлифование рельсов // Железные дороги мира. – 2010. – № 7. – С. 31–33.
  11. Experimental observation of tool wear in rotary ultrasonic machining of advanced ceramics / W. Zenga, Z. Lib, Z. Peib, C. Treadwell // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2005. – Vol. 45 (12–13). – P. 1468–1473.
  12. Doman D., Warkentin A., Bauer R. A survey of recent grinding wheel topography models // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2006. – Vol. 46. – P. 343–352. – doi: 10.1016/j.ijmachtools.2005.05.013.
  13. Островский В.И. Теоретические основы процесса шлифования. – Л.: ЛГУ, 1981. – 143 с.
  14. Koshin A.A., Chaplygin B.A., Isakov D.V. Adequacy of the operating conditions of abrasive grains // Russian Engineering Research. – 2011. – Vol. 31 (12). – P. 1221–1226.
  15. Экспериментальные исследования режимов скоростного шлифования рельсов / А.С. Ильиных, А.С. Пикалов, В.К. Милорадович, М.С. Галай // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 3. – С. 19–35. – doi: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-19-35.
  16. Повышение производительности рельсошлифовальных поездов методом скоростного шлифования / А.С. Ильиных, А.С. Пикалов, М.С. Галай, В.К. Милорадович // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2022. – № 4 (216). – С. 46–56. – DOI: 10.1721 3/15603644202244656.
  17. Особенности формирования технологического процесса плоского шлифования торцом круга при упругой подвеске шлифовальной головки / А.С. Ильиных, В.А. Аксенов, М.С. Галай, А.В. Матафонов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2016. – Т. 18, № 4. – C. 34–47. – doi: 10.15593/2224-9877/2016.4.03.
  18. A laboratory demonstration of rail grinding and analysis of running roughness and wear / M. Mesaritis, M. Shamsa, P. Cuervo, J. Santa, A. Toro, M. Marshall, R. Lewis // Wear. – 2020. – Vol. 456–457. – doi: 10.1016/j.wear.2020.203379.
  19. Satoh Y., Iwafuchi K. Effect of rail grinding on rolling contact fatigue in railway rail used in conventional line in Japan // Wear. – 2008. – Vol. 265 (9–10). – P. 1342–1348. – doi: 10.1016/j.wear.2008.02.036.
  20. Modelling and simulation of the grinding force in rail grinding that considers the swing angle of the grinding stone / K. Zhou, H. Ding, S. Zhang, J. Guo, Q. Liu, W. Wang // Tribology International. – 2019. – Vol. 137. – P. 274–288. – doi: 10.1016/j.triboint.2019.05.012.
  21. Ильиных А.С., Милорадович В.К., Галай М.С. Исследование влияния компонентов абразивного инструмента на его эксплуатационные свойства при скоростном шлифовании рельсов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2023. – № 3. – С. 28–37. – doi: 10.17213/1560-3644-2023-3-28-37.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).