وبلاگ

ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم های راه آهن با سرعت بالا به شدت به عملکرد برتر چرخ ها و سیستم های ترمز بستگی دارد.به عنوان اجزای حیاتی که به طور مستقیم وزن قطار را تحمل می کنند و با ریل ها تعامل دارند، انتخاب مواد، بهینه سازی عملکرد و اثربخشی سیستم های ترمز برای ایمنی عملیاتی، کارایی و هزینه های نگهداری بسیار مهم است.این گزارش آخرین پیشرفت ها را در مواد چرخ و سیستم ترمز راه آهن بررسی می کند.، چالش ها و فرصت های تکنولوژیکی فعلی را تجزیه و تحلیل می کند و جهت های آینده را بررسی می کند.

چرخ ها، به عنوان اجزای اصلی وسایل نقلیه راه آهن، در شرایط بسیار سخت کار می کنند.آنها باید با فشار عظیم از خطوط و مقابله با دمای بالا ناشی از ترمز اصطکاکاین اثر اتصال گرمایی مکانیکی اغلب منجر به ترک ها و فرسایش سطح می شود و امنیت عملیاتی را به خطر می اندازد.افزایش دوام و قابلیت اطمینان مواد چرخ یک تمرکز اصلی تحقیق است.

در حال حاضر، فولاد کربن متوسط تا بالا (با محتوای کربن 0.60-0.75%) به طور گسترده ای برای چرخ های تک فلزی استفاده می شود.ساختار میکروساز مواد را می توان بهینه کرد، و توزیع فشارهای باقیمانده داخلی را می توان برای بهبود مقاومت در برابر بار های حرارتی تنظیم کرد. بسته به روش درمان حرارتی،چرخ های یکپارچه به انواع مختلفی تقسیم می شوند تا شرایط عملیاتی و الزامات عملکردی متفاوت را برآورده کنند..

برای مقابله با اصطکاک لغزنده بین فلنج چرخ و ریل در طول سفر خمیده، اقدامات روان کننده موثر ضروری است.آزمایشگاه های تحقیقاتی یک ماده ی اصطکاک چرخ مبتنی بر روغن جامد را به نام " تنظیم کننده ی نردبان " توسعه داده انداین دستگاه به طور همزمان برای افزایش چسبندگی بین چرخ ها و ریل ها در حالی که کاهش فرش لباس، در نتیجه طول عمر چرخ و کاهش هزینه های نگهداری است.

ترمز ریز یک روش ترمز رایج در وسایل نقلیه راه آهن است. بلوک های ترمز ریز، به عنوان اجزای کلیدی جفت اصطکاک، به طور مستقیم بر اثربخشی ترمز و عمر چرخ تأثیر می گذارند.هنگام انتخاب مواد بلوک ترمز پیشروی، عوامل متعددی باید در نظر گرفته شوند، از جمله ضریب اصطکاک، مقاومت در برابر فرسایش، عملکرد در باران یا برف، تأثیر بر چسبندگی، آسیب احتمالی به چرخ ها و صدای ترمز.

از آنجایی که هیچ ماده ای نمی تواند به طور کامل تمام الزامات را برآورده کند، مواد مختلف بلوک ترمز بر اساس کاربردهای خاص انتخاب می شوند. در زیر چندین نوع رایج وجود دارد:

• بلوک های ترمز آهن ریخته خاکستری:قدیمی ترین مواد بلوک ترمز. در حالی که عملکرد اصطکاک آن نسبتا کم است، آن را ایجاد خشکی متوسط در چرخ های چرخ، بهبود چسبندگی. بنابراین،آهن رسوب خاکستری در مناطق سرد و کوهستانی ضروری استبلوک های ترمز آلیاژ آهن ریخته شده، که با عناصر اضافی تقویت شده اند، اغلب در قطارهای سریع و لوکوموتیو استفاده می شوند.
• بلوک های ترمز مصنوعی:این مواد عمدتاً از رزین فینولیک تشکیل شده اند و عملکرد اصطکاک خوبی، نرخ فرسایش کم، خواص سبک وزن و هزینه کارایی دارند.بلوک های ترمز مصنوعی مقاوم در برابر برف برای شرایط مرطوب توسعه یافته اندبرخی از بلوک های مصنوعی طراحی شده اند تا پیچ چرخ را خشن تر کنند و چسبندگی را بهبود بخشند.
• بلوک های ترمز آلیاژ سینتر شده:این دستگاه ها از پودرهای فلزی مانند مس یا آهن ساخته شده اند و دارای عملکرد اصطکاک عالی، سازگاری با همه آب و هوا و نرخ فرسایش کم هستند.عملکرد عالی آنها در شرایط مرطوب باعث می شود که آنها برای مناطق سرد ایده آل باشند.
• عوامل کنترل چسبندگی:در حالی که مواد ترمز کننده نیستند، این عوامل سطوح چرخ را تمیز می کنند و یک خشکی مطلوب برای اطمینان از چسبندگی قوی ایجاد می کنند.این تکنولوژی به طور کامل در قطار های شینکانسن اجرا شده و به طور گسترده در راه آهن های معمولی استفاده می شود..

تحقیقات فعلی در مورد مواد چرخ و سیستم ترمز بر زمینه های زیر متمرکز است:

• مطالعات مکانیسم آسیب:تحقیق در مورد علل ریشه ای ترک های حرارتی و فرسایش خمیده روی چرخ های دارای ترمز با استفاده از آزمایشات، تجزیه و تحلیل مواد و شبیه سازی های عددی،پس از آن با پیشنهاد اقدامات موثر پیشگیری و کنترل.
• توسعه مواد جدید:کاوش در مورد مواد جدید چرخ با قدرت بالاتر، مقاومت بهتر در برابر فرسایش و ثبات حرارتی برتر، مانند فولاد های آلیاژ پیشرفته، کامپوزیت ها یا فن آوری های اصلاح سطح.
• بهینه سازی سیستم ترمز:مطالعه روش های ترمینی جایگزین مانند ترمینی جریان گرد و غبار و یا ترمینی بازسازی برای کاهش فرسایش مکانیکی و استرس حرارتی روی چرخ هادر حالی که بهبود طراحی سیستم های ترمومتر پنل برای افزایش کارایی و ایمنی.
• نگهداري هوشمند:ادغام تکنولوژی سنسور و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ برای نظارت در زمان واقعی و نگهداری پیش بینی چرخ ها و سیستم های ترمزامکان تشخیص زودهنگام مشکلات احتمالی برای جلوگیری از حوادث و کاهش هزینه ها.

توسعه مواد چرخ و سیستم ترمز راه آهن یک تلاش سیستماتیک است که نیاز به بررسی دقیق خواص مواد، روش های ترمز، محیط های عملیاتی،و هزینه های نگهدارینوآوری و بهینه سازی مداوم می تواند به طور قابل توجهی ایمنی و کارایی حمل و نقل راه آهن را بهبود بخشد و در عین حال به پایداری کمک کند.تحقیقات آینده به طور فزاینده ای بر همکاری بین رشته ای برای دستیابی به پیشرفت های جامع در عملکرد چرخ و سیستم ترمز تاکید خواهد کرد.