Что такое боковой износ рельсов и почему это важно?
Боковой износ -, обычно называемый боковым износом или колеей-угловым износом -, представляет собой потерю металла на стороне колеи головки рельса, где гребень колеса трется во время изгиба. Небольшой боковой износ является нормальным и допускается в пределах технического обслуживания, но когда износ превышает предел, профиль дуги со стороны головки рельса разрушается. Площадь контакта между гребнем колеса и рельсом уменьшается более чем на 30%, поэтому контактное напряжение резко возрастает, а направляющая сила между колесом и рельсом падает. На поворотах центробежная сила поезда больше не может быть сбалансирована, что увеличивает риск подъема гребня колеса и схода с рельсов. Изношенная сторона также образует острую кромку, которая ускоряет износ фланца, утончает гребень колеса и создает-самоусиливающийся цикл износа рельса, износа фланца и выхода из строя направляющих.
Почему предел составляет 17 мм на обычных линиях и 10 мм на высокоскоростных-линиях
Разница определяется скоростью поезда и динамической реакцией колес-рельса. Высокоскоростные-поезда развивают большие центробежные силы на поворотах и зависят от точного управления колесными-рельсами; даже небольшой боковой износ заметно снижает безопасность наведения. Точность соответствия между фланцем колеса и профилем головки рельса также более жесткая на высокоскоростных-заготовках, поэтому, когда износ превышает примерно 10 мм, стыковочный зазор повреждается, и воздействие колеса-на рельс усиливается. Гладкие линии работают на меньших скоростях с меньшими центробежными силами, а профили колес терпят больший износ, поэтому допустимый предел установлен на уровне 17 мм. В обоих случаях лимиты прописаны в правилах содержания пути и образуют границу между плановым шлифованием и немедленной заменой рельсов.
Действовать на уровне 80 % от лимита: зона предупреждения
Когда боковой износ достигает 80 % предельного значения - 13.6 мм на простых линиях и 8 мм на высокоскоростных-скоростных линиях -, рельс входит в зону предупреждения об опасности, и необходимо предпринять профилактические меры, даже если значение все еще находится в пределах стандарта. Стандартной практикой являются четыре меры:
Еженедельное измерение износаконтролировать скорость развития износа и прогнозировать, когда будет достигнут предел.
Регулировка шкалы кривой- сужение колеи на кривой в пределах стандартного поля допуска для перемещения точки контакта на неизношенную часть головки рельса.
Смазка колес-рельсовповерхности датчика, чтобы снизить коэффициент трения и замедлить скорость износа.
Боковое шлифованиерельса для восстановления части профиля головки и продления остаточного срока службы рельса.
Скрытая опасность неравномерного бокового износа
Неравномерный износ - сильный на одном рельсе пары и незначительный на другом - более опасен, чем равномерный износ, поскольку он искажает геометрию гусеницы. Осевая линия изношенного рельса смещается, вызывая колебания колеи, а вероятность отклонения колеи, превышающего предел, возрастает более чем на 50%. Сильно изношенный рельс также слегка наклоняется под нагрузкой, что может привести к выходу уровня гусеницы за допустимые пределы и вызвать визг колес-и опасность образования гофров. Асимметрия изменяет поперечную жесткость гусеницы, изменяет эффективный вираж на повороте и ухудшает качество езды. Длительный-неравномерный износ деформирует рельс и увеличивает затраты на техническое обслуживание, поэтому пару рельсов с сильно различающимися уровнями износа следует рассматривать как случай срочной шлифовки или замены, а не просто случай-скорости износа.
Как правильно измерить боковой износ на месте
Боковой износ следует измерять с помощью специального измерителя износа рельсов, а не стальной ленты или импровизированного штангенциркуля. Датчик располагается установочными поверхностями напротив верхней и боковой стороны головки рельса, а измерительный щуп размещается в месте наибольшего износа, обычно в губке головки рельса. Показания снимаются как на внутренней, так и на внешней направляющей кривой в трех ключевых точках -: вершина кривой, начало кривой и конец кривой -, и решение определяется наихудшим значением. Правильный датчик имеет разрешение 0,1 мм и использует фиксированную точку отсчета, которую не может обеспечить рулетка. Ошибка измерения предельного значения недопустима, поскольку она либо позволяет небезопасному рельсу оставаться на пути, либо приводит к преждевременной замене исправного рельса.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли устранить боковой износ без замены рейки?
Боковой износ в пределах допустимого значения можно устранить с помощью профильной шлифовки и -смазки торцевой поверхности, чтобы замедлить дальнейший износ. После прохождения предела на некоторых участках возможен сварочный ремонт угла колеи, но для этого требуется квалифицированный ремонт рельсов; в большинстве случаев рейку заменяют.
Как часто следует измерять боковой износ на криволинейной дороге?
На сильно изогнутых грузовых линиях измерения обычно являются частью обычного цикла проверки пути; в зоне предупреждения 80% частота увеличивается до еженедельной, а автоматизированные средства записи пути дополняют ручные показания.
Почему высокоскоростные-пути имеют меньший предел износа, чем грузовые?
Высокоскоростной-уклад имеет меньший зазор между колесами-рельсами и более высокие требования к направляющим, а небольшие изменения профиля вызывают большие динамические эффекты на скорости 250–350 км/ч. Грузовые линии более устойчивы к износу, поскольку скорость и требования к наведению ниже.
В чем разница между боковым износом и вертикальным износом головки?
Боковой износ удаляет металл с измерительной поверхности головки и измеряется горизонтально на губке головки; вертикальный износ головы измеряется вниз от макушки. Оба отслеживаются отдельно и у каждого есть свой лимит в правилах обслуживания.
Имеет ли смазочная маска колес-рельсов серьезный износ?
Смазка снижает коэффициент трения и замедляет износ, но не восстанавливает изношенный профиль. Его следует использовать вместе с калиброванием и шлифовкой - и ни в коем случае не вместо соблюдения предела износа.