A مطحنة سكك حديدية (أو railgrinder) هو صيانة الطرق مركبة أو قطار يستخدم لإعادة تشكيل المقطع العرضي وإزالة التفاوتات من الأجزاء البالية مسارات لإطالة عمرها وتحسين حركة القطارات التي تستخدمها. تم تطوير آلات طحن القضبان لزيادة عمر القضبان التي يتم صيانتها من أجل تمويج القضبان. طحن السكك الحديدية هي عملية يتم إجراؤها لوقف التشوه الناتج عن الاستخدام والاحتكاك على خطوط السكك الحديدية عن طريق إزالة التشوهات والتآكل.^[1] السكك الحديدية التي تستخدم بشكل مستمر أكثر عرضة للتجعد والتآكل العام. تستخدم آلات طحن السكك الحديدية لطحن السكك الحديدية عند ظهور التجعد أو قبل أن يبدأ التجعد في الظهور على السكك الحديدية. رئيسي قطار بضائع تستخدم السكك الحديدية آلات طحن القضبان لصيانة السكك الحديدية بناءً على فاصل الحمولة، وليس الوقت.^[2] أنظمة النقل العام و مترو الأنفاق في المدن الكبرى، لا تزال تستخدم عمليات طحن القضبان المجدولة لمكافحة التموج الشائع في المسارات المستخدمة بكثرة. يمكن تركيب معدات طحن القضبان على مركبة ذاتية الدفع واحدة أو على قطار مخصص لطحن القضبان، والذي قد يشمل مقصورات للطاقم عند استخدامه في شبكة واسعة النطاق. يتم ضبط عجلات الطحن، التي قد يزيد عددها عن 100 عجلة، بزوايا محكومة لاستعادة الشكل الصحيح للمسار.

تستخدم هذه الآلات في أمريكا الشمالية وأوروبا منذ أوائل القرن العشرين. وهي مصنوعة من قبل شركات متخصصة في صيانة السكك الحديدية والتي قد تقوم بتشغيلها بموجب عقد.

شهدت أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين العديد من التطورات في تكنولوجيا صيانة السكك الحديدية، وأبرزها إدخال إعادة تشكيل المسار بالسكك الحديدية. طحن القطارات التي تتميز بدقة الملف الشخصي وجودة السطح المعالج. هناك تقنية ثانية تكتسب قبولاً واسعاً في أوروبا، ولا سيما في ألمانيا، وهي طحن عالي السرعة. على الرغم من أنه لا يمكنه إعادة تشكيل القضبان مثل الطحن أو غيره من عمليات الطحن، إلا أن سرعة عمله التي تبلغ حوالي 80 كم/ساعة تسمح بإزالة العيوب والوقاية منها دون التأثير على حركة المرور المجدولة الأخرى أو التأثير عليها بشكل طفيف.

تقوم شركة ERICO بتصنيع المطاحن والمثاقب اليدوية للسكك الحديدية كأدوات صيانة للسكك الحديدية. تستخدم ERICO محركات هوندا رباعية الأشواط لتشغيل مثقاب السكك الحديدية ومطحنة السكك الحديدية. تُستخدم مطاحن السكك الحديدية في تحضير السكك الحديدية قبل تثبيت الوصلات، وهي أداة متعددة الأغراض قادرة على تحضير السكك الحديدية وصيانتها وإصلاحها.^[3]

مؤشر جودة الطحن (GQI) هو نموذج قائم على البرمجيات يستخدم لقياس الملف الشخصي للسكة الحديدية. وهذا يسمح بمقارنة الملف الشخصي المطلوب للسكة الحديدية بالملف الشخصي الفعلي للسكة الحديدية. يستخدم برنامج GQI أجهزة تعمل بالليزر مثبتة في مقدمة ومؤخرة آلة طحن السكك الحديدية. ويتيح استخدام الأجهزة التي تعمل بالليزر في صيانة مركبات السكك الحديدية مثل آلات طحن السكك الحديدية للعمال والمقاولين إجراء قياسات دقيقة لملف السكة الحديدية قبل الطحن وبعده. يتم تصنيف GQI من 0 (أولوية منخفضة) إلى 100 (أولوية عالية). يمكن لبرنامج جودة الطحن تسجيل القياسات وتوثيقها بشكل مستقل وتقديم تصنيف GQI لكل سكة حديدية على المسار قبل وبعد كل مرور على المطحنة. تتمثل ميزة استخدام برنامج GQI في القدرة على إنتاج تقارير ما بعد الطحن لاستخدامها لاحقًا من قبل المخططين للمساعدة في تحديد أولويات ملامح الطحن ومراقبتها في المستقبل. توفر تقارير GQI أيضًا تحليلًا لاتساق التشكيل لتحديد ما إذا كانت عمليات الطحن تحسن أو تضر بشكل مستمر بملف السكة الحديدية. يوفر استخدام برنامج GQI أيضًا القدرة على إنتاج تقييمات دقيقة لفعالية مطحنة السكك الحديدية في الوقت الفعلي، مما يسمح بتحديد أولويات العمل بشكل أكثر كفاءة وتنفيذه في الوقت المناسب.^[4]

في صناعة السكك الحديدية، هناك مخاطر مرتبطة بالاستخدام المطول لمركبات صيانة السكك الحديدية أثناء صيانة السكك الحديدية وبنائها. ومن المخاطر الشائعة التعرض المطول لـ اهتزاز الجسم بالكامل والتعرض للصدمات على المحورين الرأسي والأفقي قطني العمود الفقري و فقرية اللوحة الطرفية، مما قد يؤدي إلى إصابة العمود الفقري و/أو تلف طويل الأمد في عظام الفقرات. هيكل. . المؤتمر الأمريكي لأخصائيي الصحة الصناعية الحكوميين اقترحت عتبات للاهتزازات التي تصيب الجسم بأكمله مع بعض المبادئ التوجيهية المستندة أيضًا إلى معايير ISO-2631، ولكن لم يتم نشر أو تطبيق عتبات التعرض لمركبات صيانة الطرق على نطاق واسع. تحدد ACGIH-TLV حدود الاهتزازات التي تصيب الجسم بأكمله بما لا يزيد عن 8 ساعات. في الاتحاد الأوروبي، تم اقتراح نموذج تقييم المخاطر (نموذج VibRisk) للفشل الهيكلي للعمود الفقري القطني في أسفل الظهر كنتيجة لأبحاث مخاطر الاهتزازات. يوفر نموذج VibRisk تقييمات أكثر تحديدًا لمخاطر فشل الصفيحة الطرفية الفقرية على مستويات أسفل الظهر الفردية مع مراعاة وضعية السائق. عند المقارنة، تقيّم تقييمات المخاطر باستخدام نموذج VibRisk مخاطر أعلى لفشل الصفيحة الطرفية الفقرية على مستويات أسفل الظهر المختلفة مما تقترحه معايير ISO-2631 الجزء 5. العامل الرئيسي الذي يساهم فيه VibRisk والذي تفتقر إليه معايير ISO-2631 الجزء 5 هو الاعتراف بوضعية المشغل كعامل إجهاد إضافي عند التعرض للاهتزازات والصدمات المتعددة.^[5]

تموج السكك الحديدية أو السكك الحديدية الصاخبة هو نوع من تآكل السكك الحديدية الذي ينتج عن السكك الحديدية والقطارات. مجموعة عجلات الاتصال بمرور الوقت. بمجرد بدء هذه العملية، ستبدأ في التفاقم بشكل كبير مع مرور الوقت. يتشكل التآكل الناتج عن اتصال مجموعة العجلات بين السكك الحديدية في شكل العديد من الأخاديد والقمم التي تتركها بمرور الوقت، والتي قد تتطور أو لا تتطور إلى تموجات في السكك الحديدية، حسب الظروف. السكك الحديدية التي يتم استخدامها بكثرة وتتعرض لتآكل مستمر ومتواصل ستتطور فيها تموجات. يتم تمثيل تموجات السكك الحديدية بطول الموجة.^[1] عادةً ما تتعرض القضبان شديدة التموج لتشوه مقعر في الجزء العلوي من مسار السكة الحديدية على مسافات تتراوح بين 20 مم و200 مم.^[2] يمكن أن يؤدي التموج الكبير في السكك الحديدية إلى تقليل العمر التشغيلي للسكك الحديدية ويجعل من الضروري استبدال السكك الحديدية المتضررة. ينتج التموج في السكك الحديدية عن الاحتكاك بين السكك الحديدية وعجلات القطار بشكل عرضي وعمودي ومحوري.^[2] تآكل التموج هو نتيجة الاحتكاك على السكة السفلية، التي تتلامس مع عجلة القطار. يمكن تحديد التموج المفرط من خلال الطول الموجي الموجود على السكة العليا أو الخارجية.^[2] يمكن الحد من تموج القضبان أو تقليله باستخدام المعالجة الحرارية أو مخلوط القضبان، على عكس القضبان التقليدية المصنوعة من مركب الكربون.^[2] يتم حساب الميل التقديري للتآكل مع الأخذ في الاعتبار التقلبات في التلامس بين السكة والعجلات، مما يؤدي إلى تباين مقدار التآكل. يمكن أن تؤدي الخصائص الديناميكية لمختلف خطوط السكة إلى درجات متفاوتة من تموج القضبان من خلال استخدام عجلات عالية السرعة. في دراسة أجريت على قطار فائق السرعة تمت دراسة أربعة أنواع من المسارات من حيث ميلها إلى تطوير التموج (RHEDA 200 و AFTRAV و STEDEF و high performance مسار مثقل) ومن بين الأربعة أنواع، كان المسار المثقل بالرصاص هو الأقل عرضة لتجعد القضبان، بينما كان مسار AFTRAV هو الثاني من حيث الموثوقية.^[6]

من المقبول عمومًا أن هناك عدة أسباب محددة وراء اختلاف أطوال موجات تموج السكك الحديدية.^[7][8] تشير إحدى الدراسات إلى أن تشوه السكك الحديدية المحدد ذو الموجة القصيرة ناتج بشكل أساسي عن الرنين المثبت، حيث تهتز السكة الحديدية كعارضة ثابتة، كما لو كانت مثبتة بين نقاط موضوعة بشكل دوري. النائمون. التفاعل الديناميكي بين القطار والسكة الحديدية الذي يسبب اهتزازات ذات تردد ثابت عند السرعات العالية، والذي يشاهد عادة في الحمولة الخفيفة مترو العمليات، والرنين المضاد الناتج عن تثبيت القضبان على العوارض الخشبية، يتسبب في تشوه القضبان وتجعدها بشكل “صاخب”.

يمكن منع تموج القضبان عن طريق اختيار قضبان ذات تركيبات مادية أكثر مقاومة للتموج. قضبان الفولاذ السبائكي المعالجة حرارياً ذات الصلابة النسبية هي الأكثر مقاومة، على عكس بيسيمر الفولاذ، بسبب صلابته النسبية الأكبر. القضبان ذات صلابة برينل من 320 إلى 360 هي الأفضل للقضبان المقاومة للتجعد.^[9] قد تختلف سرعة القطارات على القضبان في محاولة لمنع تأثير التموج على أقسام أو سكك حديدية في أنظمة النقل.^[9] تغيير سرعة القطار واتجاهه و الحمولة مفيدة في مكافحة نمو تموج السكك الحديدية، حيث أن التموج ناتج عن الاحتكاك المستمر والمتساوي.^[2] في مترو الأنفاق وأنظمة النقل الرئيسية، لا يمكن تغيير اتجاه القطارات، مما يجعل استخدام عمليات طحن القضبان السنوية والسنوية أكثر قابلية للتطبيق.

يتم إجراء عملية طحن السكك الحديدية الوقائية قبل ظهور أي علامات على تطور تموج السكك الحديدية. سيتطور تموج السكك الحديدية بشكل كبير إذا لم يتم طحن أو صيانة العلامات الأولى لتموج السكك الحديدية.^[2] يتم إزالة التشوه الناتج عن الاحتكاك والتحلل الكيميائي للمسارات عن طريق الطحن الوقائي.^[1] الصقل المنتظم للسكك الحديدية هو عملية الصيانة الأساسية المستخدمة لمكافحة صرير السكك الحديدية أو تموج السكك الحديدية قصيرة المدى.^[9] تتم عمليات طحن القضبان بشكل دوري لمنع حدوث تموجات في القضبان. يمكن نقل عربات طحن القضبان عبر خطوط الشحن التي تقطع مسافات طويلة في نفس الاتجاه إذا تم استخدام خط السكة الحديدية للشحن بشكل مستمر.^[2] تتزايد تموجات السكك الحديدية، وهي نمو الكربون في السكك الحديدية الذي يزداد بسبب الاحتكاك، بشكل كبير.^[2]

غالبًا ما يكون تموج السكك الحديدية موضوعًا لشكاوى المجتمع من الضوضاء. في كثير من الأحيان، تتفاقم اهتزازات المسار المموج تدريجيًا، مما يولد مزيدًا من الاحتكاك والتلامس بين المعادن. يعد تموج السكك الحديدية أحد الأسباب الشائعة للشكاوى من الضوضاء في المجتمعات الحضرية والضواحي، ويكون أكثر انتشارًا عندما تسير القطارات بسرعة معتدلة.^[2] وغالبًا ما يطلق عليه اسم التموج قصير المدى، وهو المسؤول عن غالبية ردود فعل المجتمع.^[9] تؤثر الاهتزازات الصاخبة والمزعجة الناتجة عن تموجات السكك الحديدية في أنظمة النقل على ركاب أنظمة النقل والمجتمعات المحلية التي تمر بها السكك الحديدية. تسبب التموجات قصيرة المدى ضوضاء أكثر بكثير من الاحتكاك العادي للسكك الحديدية، بنبرة تتراوح بين 500 و 800 هرتز.^[9] تظهر التموجات قصيرة المدى بشكل أكثر شيوعًا على السكك الحديدية التي لا تخضع لصيانة منتظمة لطحن القضبان أو التي نادرًا ما تُستخدم. ترتبط صلابة دعامة القضبان ارتباطًا مباشرًا بالتموجات قصيرة المدى.