A рельсошлифовальный станок (или railgrinder) — это уход за путями транспортное средство или поезд, используемый для восстановления профиля и устранения неровностей изношенного дорожки для продления срока службы и улучшения хода поездов, использующих эти пути. Рельсошлифовальные машины были разработаны для увеличения срока службы обслуживаемых путей с целью устранения рельсовых волнистостей. Шлифование рельсов — это процесс, который осуществляется для предотвращения деформации в результате использования и трения на железнодорожных путях путем устранения деформаций и коррозии.^[1] Железнодорожные пути, которые постоянно используются, более подвержены образованию рифления и общему износу. Рельсошлифовальные машины используются для шлифования рельсов при наличии рифления или до того, как рифление начнет образовываться на рельсах. Основные грузовой поезд на путях используются шлифовальные машины для рельсов для обслуживания путей в зависимости от интервала тоннажа, а не времени.^[2] Транспортные системы и метро в крупных городах продолжают использовать плановые процессы шлифования рельсов для борьбы с волнистостью, характерной для интенсивно используемых путей. Оборудование для шлифования рельсов может быть установлено на одном самоходном транспортном средстве или на специальном поезде для шлифования рельсов, который при использовании в обширной сети может включать в себя жилые помещения для экипажа. Шлифовальные круги, которых может быть более 100, устанавливаются под контролируемыми углами, чтобы восстановить правильный профиль пути.

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 в технологии обслуживания железных дорог произошло несколько прорывов, наиболее заметным из которых стало внедрение технологии репрофилирования рельсов. фрезерование поезда, которые, как утверждается, обладают преимуществами в точности профиля и качестве обработанной поверхности. Вторая технология, которая получает широкое признание 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 или нулевым влиянием на другое регулярное движение.

Компания ERICO производит ручные шлифовальные машины и дрели для железнодорожной промышленности, которые используются в качестве инструментов для обслуживания путей. ERICO использует четырехтактные двигатели Honda для привода своих железнодорожных дрелей и шлифовальных машин. Шлифовальные машины используются для подготовки рельсов перед креплением соединений и служат в качестве многофункционального инструмента, способного выполнять подготовку, обслуживание и ремонт рельсов.^[3]

Индекс качества измельчения (GQI) — это программный шаблон, используемый для измерения профиль рельса. Это позволяет сравнить желаемый профиль рельса с фактическим профилем рельса. Программное обеспечение GQI использует лазерное оборудование, установленное в передней и задней частях шлифовальной машины для рельсов. Использование лазерного оборудования на транспортных средствах для обслуживания путей, таких как шлифовальные машины для рельсов, позволяет работникам и подрядчикам проводить точные измерения профиля рельса до и после шлифования. GQI оценивается по шкале от 0 (низкий приоритет) до 100 (высокий приоритет). Программное обеспечение Grinding Quality Software может независимо регистрировать и документировать измерения, а также предоставлять оценку GQI для каждого рельса на пути до и после каждого прохода шлифовальной машины. Преимущество использования программного обеспечения GQI заключается в возможности создавать отчеты после шлифования для последующего использования планировщиками, чтобы помочь в дальнейшем определении приоритетов и мониторинге профилей шлифования в будущем. Отчеты GQI также предоставляют анализ согласованности профилирования, чтобы определить, улучшают ли операции шлифования профиль рельса или ухудшают его. Использование программного обеспечения GQI также предоставляет возможность производить точные оценки эффективности шлифовальной машины в режиме реального времени, что позволяет более эффективно расставлять приоритеты и своевременно выполнять работу.^[4]

В железнодорожной отрасли существуют риски, связанные с длительным использованием путевых ремонтных машин при обслуживании и строительстве путей. Одним из распространенных рисков является длительное воздействие чрезмерных вибрация всего тела и ударное воздействие на вертикальную и горизонтальную оси поясничный позвоночник и позвоночный конечная пластина, что может привести к травме позвоночника и/или длительному повреждению позвоночной кости структура. . Американская конференция государственных специалистов по промышленной гигиене предложила пороговые значения для вибрации всего тела с определенными рекомендациями, также основанными на стандартах ISO-2631, но пороговые значения воздействия для транспортных средств для обслуживания путей не были широко опубликованы или введены в действие. ACGIH-TLV ограничивает вибрацию всего тела не более чем 8 часами. В Европейском союзе в результате исследования рисков, связанных с вибрацией, была предложена модель оценки риска (модель VibRisk) для структурного повреждения поясничного отдела позвоночника в нижней части спины. Модель VibRisk обеспечивает более конкретную оценку риска разрушения концевых пластинок позвонков на отдельных уровнях поясничного отдела с учетом положения тела водителя. При сравнении оценки риска с использованием модели VibRisk показывают более высокий риск разрушения концевых пластинок позвонков на разных уровнях поясничного отдела, чем предполагают стандарты ISO-2631 Часть 5. Основным фактором, который учитывает модель VibRisk, но отсутствует в стандартах ISO-2631 Часть 5, является признание положения тела оператора в качестве дополнительного фактора стресса при воздействии вибрации и многократных ударов.^[5]

Гофрирование рельсов или ревущие рельсы это тип износа рельсов, который возникает в результате движения поездов по рельсам. колесная пара контакт с течением времени. Как только этот процесс начался, он будет усугубляться в геометрической прогрессии по мере прохождения времени. Износ, возникающий в результате контакта колесных пар между рельсами, проявляется в виде множества впадин и гребней, которые остаются с течением времени и могут привести к образованию гофрирования рельсов в зависимости от обстоятельств. Рельсы, которые интенсивно эксплуатируются и подвергаются постоянному износу, будут подвержены гофрированию. Гофрирование рельсов выражается в длине волны.^[1] Как правило, сильно гофрированные рельсы подвергаются вогнутой деформации на верхней части железнодорожного пути с интервалом от 20 до 200 мм.^[2] Значительная гофрированность рельсов может сократить срок службы путей и сделать необходимым их замену. Гофрированность рельсов вызвана трением между рельсом и колесами поезда в тангенциальном, вертикальном и осевом направлениях.^[2] Износ рельсов является результатом трения о нижнюю рельсу, которая соприкасается с колесом поезда. Чрезмерный износ можно определить по длине волны, обнаруживаемой на верхней, или внешней, рельсе.^[2] Гофрирование рельсов можно ограничить или уменьшить с помощью термообработки или легированный рельсы, в отличие от традиционных рельсов из углеродного композита.^[2] Предполагаемая тенденция износа рассчитывается с учетом колебаний в контакте рельса и колесной пары, которые приводят к изменению степени износа. Динамические свойства различных линий рельса могут приводить к различной степени гофрирования рельсов при использовании высокоскоростных колесных пар. В исследовании высокоскоростная железная дорога были изучены четыре типа рельсов на предмет их склонности к образованию рифления (RHEDA 200, AFTRAV, STEDEF и высокоэффективные балластный путь) и из четырех рассмотренных вариантов балластированный путь был наименее подверженм корругированию рельсов, а путь AFTRAV был вторым по надежности.^[6]

Общепризнанно, что за разными длинами волн гофрирования рельсов стоят несколько различных причин.^[7][8] Одно исследование показывает, что специфическая коротковолновая деформация железной дороги в основном вызвана резонансом «закрепленный-закрепленный», при котором рельс вибрирует как фиксированная балка, как будто закрепленная между периодически расположенными шпалы. Динамическое взаимодействие поезда и рельсов, вызывающее вибрации с фиксированной частотой при высоких скоростях, часто наблюдаемое при небольшой нагрузке. метро эксплуатации, а также антирезонанс, вызванный закреплением рельсов на шпалах, приводят к деформации и “ревущему” гофрированию рельсов.

Гофрирование рельсов можно предотвратить, выбирая рельсы из материалов, более устойчивых к гофрированию. Наиболее устойчивыми являются термообработанные рельсы из легированной стали с относительной твердостью, в отличие от Бессемер стали, благодаря большей относительной твердости. Рельсы с твердость по Бринеллю от 320 до 360 лучше всего подходят для рельсов, устойчивых к гофрированию.^[9] Поезда могут изменять скорость на путях, чтобы предотвратить влияние гофрирования на секции или рельсы в транспортных системах.^[9] Изменение скорости, направления и тоннаж помогают бороться с ростом рифления рельсов, поскольку рифление возникает из-за постоянного равномерного трения.^[2] В метро и крупных транспортных системах невозможно изменять направление движения поездов, поэтому более целесообразно использовать ежегодные и двухгодичные процессы шлифования рельсов.

Профилактическая шлифовка рельсов проводится до появления каких-либо признаков образования рифления на рельсах. Рифление рельсов будет развиваться экспоненциально, если первые признаки рифления не будут устранены путем шлифовки или ремонта.^[2] Профилактическая шлифовка устраняет деформацию от трения и химического разрушения рельсов.^[1] Регулярная шлифовка рельсов является основной операцией технического обслуживания, используемой для борьбы с ревом рельсов или короткошаговой гофрированностью рельсов.^[9] Шлифование рельсов проводится периодически для предотвращения образования рифления на рельсах. Вагоны для шлифования рельсов могут перевозиться по грузовым линиям, проходящим на большие расстояния в одном направлении, если грузовая железная дорога используется непрерывно.^[2] Гофрирование рельсов, то есть рост углерода в рельсах, который усиливается в результате трения, растет экспоненциально.^[2]

Волнистость рельсов часто становится предметом жалоб со стороны населения на шум. Часто вибрации волнистых рельсов постепенно усиливаются, вызывая увеличение трения и контакта металла с металлом. Ревущая волнистость рельсов является распространенной причиной жалоб на шум в городских и пригородных районах и наиболее часто встречается при движении поездов со средней скоростью.^[2] Его часто называют короткошаговой гофрированной крышей, и именно он вызывает большинство реакций со стороны общественности.^[9] Громкая и неприятная вибрация, вызванная гофрированием рельсов в транспортных системах, влияет как на пассажиров транспортных систем, так и на местные сообщества, где пересекаются железные дороги. Гофрирование с коротким шагом создает значительно больше шума, чем обычное трение железнодорожных рельсов, с частотой от 500 до 800 герц.^[9] Короткошаговая гофрированность чаще всего встречается на железных дорогах, где не проводится регулярное шлифование рельсов или которые используются редко. Жесткость опоры рельсов напрямую коррелирует с короткошаговой гофрированностью.