بررسی نقش پروفیل های ریل ایران در سایش و رفتار چرخ هایی با پروفیل S1002 از طریق آنالیز اندرکنش پروفیل های نو

پروفیل های ریل ایران

چکیده

سایش چرخ و ریل در وسایل نقلیه ریلی غیر قابل اجتناب است. پژوهشگران در طول سالهای گذشته تلاش های فراوانی برای کمینه سازی میزان سایش انجام دادند. یکی از پارامترهای مهم، هماهنگی پروفیل و مشخصات چرخ با پروفیل و مشخصات ریل است. در خطوط ریلی کشور سه نوع غالب پروفیل های ریل عبارتند از: U33-R50-UIC60 که با شیب زیر ریل 1/2 مورد استفاده قرار گرفتند. در این مقاله این سه نوع پروفیل ریل با پروفیل چرخ S1002 مورد استفاده در ناوگان ریلی ایران تحلیل شده اند.

تأثیر گیج ریل، تأثیر شیب ریل، نمودار قابلیت عبور از قوسها. نمودار ضریب معادل مخروطی و سطع مقطع تماس در حرکت جانبی چرخ و محور بررسی گردید. متأسفانه نتایج تحقیقات نشانگر عدم هماهنگی بین پروفیل چرخ و پروفیل ریل است. که تأثیر بسیاری بر روی سایش چرخ و ریل و رفتار ناوگان ریلی دارد. ریل U33 که از خطوط قدیمی است. با چرخ S1002 دارای مشخصه بهتری نسبت به دو خط دیگر بوده. ولی در عین حال دارای حساسیت بالاییی نسبت به تغییرات گیج و شیب ریل است. خطوط با ریل UIC60 بدترین شرایط را برای چرخ های S1002 اعمال می کنند. و لازم است با توجه به ریل موجود در کشور در تعیین نوع پروفیل ناوگان ریلی اندرکنش پروفیل ها در نظرگیری شود.

مقدمه

یکی از عوامل مهم تأثیرگذار بر روی رفتار سایشی و همچنین تعیین شرایط خروج از خط، پروفیل چرخ است. فناوری صنعت ریلی نشان داده است که استفاده از چرخ و محورهای یکپارچه. با توجه به بار محوری بین 10 تا 350 تن، بهترین انتخاب برای این صنعت است. چرخ و محور یکپارچه باعث می شود. تا مرکز هم دو چرخ محور دارای یک سرعت دورانی باشند. این امر به نوبه خود در عبور از قوس ها به دلیل اینکه یکی از چرخ ها مسیر بیشتری را بایستی طی کند. مشکل ساز خواوهد بود. برای اجتناب از این امر چرخ ها را به صورت مخروطی شکل طراحی کرده اند. تا با جابجایی عرضی چرخ در جهت نیروی گریز از مرکز، اختلاف شعاع لازم به دست آید.

پژوهش های بعدی نشان دادند که سطح مخروطی چرخ ها پس از اندکی سایش به یک شکل پایدار تبدیل می شود. که دارای عمر زیادی بوده و می تواند جایگزین چرخ های ساده مخروطی شود.

با بررسیهای مشابه بر روی ریل، برای سطح مقطع چرخ و ریل سطوح خاصی به عنوان پروفیل ارایه شده اند (شکل2).

پروفیل چرخ با شکل مخروطی، عاملی است که باعث می شود در طی یک مسیر، اگر جابجایی جانبی ناچیزی وجود داشته باشد. یک نیرو به سمت مرکز بر مجموعه چرخ و محور اعمال شود. که باعث برگشت مجموعه به مکان اولیه خود و جبران جابجایی می شود. همچنین اعمال این نیرو باعث سازگاری شعاعی بیشتر مجموعه چرخ و محور در منحنیها خواهد شد. طبعاً این سازگاری باعث افزایش غلتش و کاهش سر خوردگی و در نهایت، کاهش سایش چرخ و ریل می شود.

وجود فلنج چرخ در لبۀ داخلی مانع خروج از ریل می شود. در هر مورد، چه در قوسها و چه موارد دیگر، لقی بین چرخ و ریل نمی تواند از حد مشخصی بیشتر باشد. و این مقدار حد مناسبی است. که با استفاده از سازوکار مورد بیان، جابجایی های جانبی را در حد مطلوب محدود می کند.

پروفیل های ریل ایران

نقش هماهنگی پروفیل های چرخ و ریل را در سایش، در عواملی چون تأثیر مستقیم در سطح مقطع. تماس بین چرخ و ریل و در نتیجه تنشهای تماسی، تأثیر مستقیم بر جهت نیروها و در نتیجه مقدار آن. تأثیر مستقیم بر وسعت نقاط تماس بین چرخ و ریل و در نتیجه عمر خستگی چرخ و ریل. تأثیر مستقیم در ناپایداری جانبی چرخ و در نتیجه سایش ناشی از نوسانات جانبی و چرخشی (هانتینگ). و تأثیر مستقیم بر روی اختلاف شعاع بین چرخ چب و راست. و در نتیجه لغزش های نسبی بین چرخ و ریل در قوس ها و در انتها. تأثیر مستقیم بر روی تعداد نقاط تماس بین چرخ و ریل و جهش های موضعی بین این دو دانست.

با توجه به نقش پروفیل چرخ و ریل در سایش و با در نظر گیری تأثیر آن بر رفتار سازه، اهمیت آن دو چندان است. از این رو تحقیقات گسترده ای به شیوه های گوناگون شامل مدل سازی، شبیه سازی. آزمون های میدانی و تحلیل نظری در این زمینه صورت پذیرفت. از معتبرترین مراکزی که گزارشهای متعددی در زمینه پروفیل های چرخ و ریل ارایه کرده اند. می توان به ERRI مرکز تحقیقات راه آهن اروپا اشاره کرد.

]-1973), ERRI (ORE
04-01]، [ORE (ERRI), 1973-10-01]، [ORE (ERRI),
01-04-1976.]

استاندارد های متعددی نیز در این زمینه ارایه گردید از جمله : UIC510-2، UIC861-3، prEN1375،Afnor nf f 01-111 و DIN5573.

مرکز تحقیقات راه آهن روسیه، طی یک سری اندازه برداری بر روی پروفیل های ریل و پروفیل های چرخ و بررسی سازو کار سایش. به ارایه پروفیل جدیدی برای چرخ ها دست یافته است. در این تحقیقات که با گستره وسیعی صورت پذیرفت. جنش چرخ و نیروی وارد بر بوژی نیز مورد توجه بوده است. [Maksimov and Galperin,1999 Kondrashov]. در تحقیقات مشابهی از کشور اوکراین، با در نظرگیری پروفیل های چرخ گوناگون از کشورهای متعدد، ابتدا به آنالیز پروفیل ها پرداختند. و پس از انتخاب چند پروفیل با تست میدانی، به پروفیل بهیه دست پیدا کرده اند [Ushkalov,1999]. در این تحقیق پروفیلی حاصل آمد که عمر آن دو برابر پروفیل های استاندارد است.

اِسولد از دانشگاه TU-Delft هلند، پژوهشهای دقیقی در زمینه پروفیل چرخ و ریل انجام داده است. و در آخرین کارهای خود در حال ارائه برنامه ای جهت طراحی پروفیل چرخ، با توجه به پروفیل ریل است. [Shevtsov,Markine,and Esveld,2001]. در این تحلیل برای طراحی پروفیل چرخ، پارامترهای گوناگونی از جمله پروفیل ریل. ضریب معادل مخروطی [(ERRI),1976,ORE)]، ایمنی و حداقل دور ریز مواد در تراش مجدد، مورد نظر بوده است.

شوتساو نیز به طور مستقل بر اهمیت شکل هندسی پروفیل چرخ و ریل و نقش آن در سایش و ایمنی، تأکید دارد [Shevtsov,2008]. جاهد و همکاران [Jahed,Farshi,Eshraghi and Nasr,2008]. در مطالعه عددی خود پروفیل IR1002 را به عنوان پروفیل چرخ بهینه و سازگار با خطوط ریلی ایران معرفی کردند. تا کنون بازدیدها و بازرسی های بسیاری نیز در راه آهن ایران، با رویکرد کاهش اصطکاک در ناحیه فلنج چرخ. و کاهش میزان سایش و ارائه راهکارهایی جهت رفع خرابی موجود صورت پذیرفت.

اسدی لاری [Asadi Lari and Alizadeh Kaklar,2009]. تأثیر بهبود رفتار سایشی چرخ های فولادی بر ایمنی سیر قطار را با آزمونهای میدانی روی واگن مسافری مسیر تهران – میانه بررسی کرده است. آشفته [Ashofteh,2007]. نیز به بررسی عوامل مؤثر در تعیین عمر چرخ ها با دو رویکرد سایش و خستگی پرداخت.

در این مقاله، سه نوع ریل موجود در کشور با پروفیل چرخ قطارهای مسافری به صورت الاستیک مورد تحلیل قرار گرفت. و نتایج بسیار پر اهمیتی از نظر کاربرد پروفیل های ریل حاصل شد. و شرایط موجود با شرایط مطلوب مورد مقایسه قرار گرفت. این تحلیل ها مقدمه ای برای شناسایی شرایط موجود هستند.

روش حل

در این پژوهش، آنالیز بر خورد پروفیل چرخ با پروفیل های ریل از چند دیدگاه توسط نرم افزار RSGEO صورت پذیرفت. این نرم افزار به همراه چند نرم افزار دیگر مانند MEDYNA توسط شرکت ArgeCare تولید و ارائه گردید.

1-تغییرات ضریب معادل مخروطی در اثر جابجایی جانبی چرخ و محور

2-مقدار حساسیت در اثر تغییر گیج و شیب ریل

3- تعداد نقاط تماس، جهش های موضعی و پوشش مناسب سطح چرخ و ریل

چنان که بیان شد سطح مخروطی در پروفیل چرخ. جهت ایجاد اختلاف شعاع بین چرخ چپ و راست در اثر جابجایی جانبی محور بوده. و بسیار حائز اهمیت است. پروفیل های جدید به صورت مخروط ساده با شیب ثابت نیستند. در نتیجه ضریب معادل مخروطی به صورت نصف نسبت اختلاف شعاع غلتشی چرخهای چپ و راست یک محور به جابجایی عرضی محور تعریف می شود. شکل 3، یک نمونه طراحی ایده آل را برای پروفیل های چرخ و ریل نشان می دهد.

سه ناحیه برخورد مورد نظر است. ناحیه اول برای حرکت بر روی خطوط مستقیم است. و ضریب مخروطی معادل در این ناحیه برای قطارهای مسافری معمول بین 0/15 تا 0/2 طراحی می شود. مقادیر بیشتر نسبت به ساختار بوژی، باعث ناپایداری دینامیکی یا هانتینگ میشود. و مقادیر کمتر باعث خواهد شد. تا برخورد فلنج افزایش یافته و سایش آن بسیار سریع تر شود. ناحیه دوم برای عبور از قوس های معمولی است که بایستی ضریب مخروطی معادل در این ناحیه بین 0/2 تا 0/6 باشد. و در ناحیه سوم مقادیر بیشتر، لازم خواهد بود [Shevtsov,Markine and Esveld,2001].

شیب زیر ریل و گیج از مشخصه های بسیار مهم در ساخت خط است. این پارامترها در اثر بارگذاری های متعدد و یا اشتباه در نصب، دارای تغییراتی هستند. و پروفیل چرخ و ریل بایستی نسبت به تغییرات این شیب حساسیت کمی داشته و ضریب معادل مخروطی در محدوده مطلوب باقی بماند. تعداد نقاط تماس بین چرخ و ریل بستگی به وضعیت نسبی چرخ و ریل و شکل پروفیل آنها دارد. تماس در محدوده جابجایی های چرخ و محور تا حدا امکان بایستی یک نقطه ای باشد.

در صورتی که پروفیل چرخ و ریل در یک ناحیه شعاع انحنای یکسان داشته باشند. کوچک ترین تغییر مکان عرضی باعث جهش در نقطه تماس بین چرخ و ریل خواهد شد. این جهش به صورت تکانهای دینامیکی، کل سازه را تحت تأثیر قرار می دهد. هر مقطع از چرخ به صورت دائم تحت تأثیر بارهای تکراری است.

و شکل پروفیل ها بایستی چنان طرای شوند که از تمرکز در یک ناحیه خاص جلوگیری کنند. در صورت تمرکز، این ناحیه دچار خستگی می شود. و با رشد ترک های موضعی سایش بسیار شدیدی شکل می گیرد. [International Heavy Haul A-sociation,2001]. علاوه بر این، تنش سطحی بین چرخ و ریل به بار عمودی و شعاع های انحنای چرخ و ریل در نقطه تماس نیز وابستگی دارد. شکل پروفیل های تعیین کننده این شعاع های انحناست، شکل 4. پروفیل های S1002 را که توسط دستگاه تراش برای چرخ واگنهای مسافری تراش می شود، نشان می دهد. توسط دستگاه Miniprof با اندازه گیری دقیق، مطابقت تراش انجام شده با نقشه های استاندارد پروفیل S1002 ثابت شده است.

پروفیل های ریل ایران

در شکل 5 سه پروفیل ریل معلوم و مشخص است. هر سه ریل برای خطوط ایران با شیب 1/20 طراحی و تولید شدند. گیج استاندارد کشور نیز 1435mm است.

در کنار سه وضعیت موجود در خطوط ایران نمودارهای مربوط به پروفیل UIC60. با شیب 1/40 که در استاندارد UIC برای پروفیل S1002 سفارش شده نیز تحت عنوان استاندارد ارایه شده است.

نمودارها

نمودار ضریب معادل معادل مخروطی و اختلاف شعاع

شکل 6، نمودار ضریب معادل مخروطی را برای چهار حالت نشان می دهد. با توجه به شکل، شرایط موجود تفاوت بسیاری با شرایط استاندارد دارند.

پروفیل های ریل ایران

پروفیل U33 تا جابجایی 2 میلیمتر دارای ضریب معادل حدود 0/07 است. که از حد مورد قبول (0/15-0/2) فاصله بسیاری دارد. در فاصله 2 تا 3 میلیمتر این مقدار افزایش شدیدی پیدا می نماید و به مقدار 0/38 می رسد و ثابت می ماند. به عبارت دیگر مقدار ضریب معادل مخروطی در ناحیه تاج چرخ دارای مقادیری کمتر و یا بیشتر از حد مورد قبول است.

پروفیل R50 نیز دارای وضع مشابهی است. با این تفاوت که تا حدود 3/3 میلیمتر این ضریب حدود 0/04 بوده و پس از آن در فاصله 3/3 تا 5 میلیمتر. این مقدار افزایش پیدا می کند و به مقدار 0/38 می رسد و ثابت می ماند. به عبارت دیگر در این پروفیل نیز مقدار ضریب معادل مخروطی در ناحیه تاج چرخ. دارای مقادیری کمتر و یا بیشتر از حد مورد قبول است.

پروفیل UIC60 دارای بدترین شرایط است. و ضریب معادل مخروطی در ناحیه تاج چرخ کمتر از 0/015 و بسیار کمتر از حد لازم است. و این امر باعث خواهد شد تا برخورد فلنج به شدت افزایش پیدا کرده و فلنج به سرعت ساییده شود.

شکل (7) نمودار تغییرات اختلاف شعاع بین چرخ چپ و راست را نشان می دهد. با توجه به شکل، بین نمودار استاندارد مطلوب و نمودارهای شرایط موجود برای سه پروفیل ریل ایران تفاوت زیادی وجود دارد.

از نتایج بسیار مهم نموداردهای شکل 7 این است که اگر بین چرخ چپ و راست یک محور. در هنگام تراش حدود 0/2 میلیمتر اختلاف شعاع وجود داشته باشد. محور با پروفیل U33؛ 1/45 میلیمتر، با پروفیل R50؛ 2/5 میلیمتر و با پروفیل UIC60 بیش از 6 میلیمتر نیاز به جابجایی عرضی دارد. تا جبران تأثیر اختلاف شعاع چرخ چپ و راست در حرکت چرخ و محور شود. این مقدار برای حالت استاندارد 0/48 میلیمتر است.

برای عبور از قوس ها نیاز به اختلاف شعاع مناسب برای چرخ های یک محور است.

و این خود نیازمند جابجایی عرضی است. شکل 8 نشان می دهد که در پروفیل U33 برای قوس های بین 220 تا 400 میلیمتر. جابجایی عرضی چرخ و محور حدود 2/07 میلیمتر ثابت می ماند. و به عبارتی در این ناحیه متمرکز خواهد بود. در پروفیل R50 برای قوس های 2300- 300 میلیمتر این مقدار حدود 3/25 میلیمتر است.

با توجه به شکل 8 در پروفیل UIC60 برای قوس های 4000-142 میلیمتر، حدود 6/09 جابجایی عرضی است. این تمرکز در باند وسیعی از قوسها، باعث سایش و تغییر شکل سریع در پروفیل خواهد شد. در حالت استاندارد با توجه به شکل، تمرکز تقریباً وجود ندارد. و نمودار با تغییرات یکنواخت رفتار مناسبی را نشان می دهد.

نمودار حساسیت برای پروفیل ها

در ریل واقعی مقدار گیج و شیب ریل ثابت نیست و هنگام عبور قطار، در اثر تغییر فرم الاستیک دچار تغییر شکل می شود. در طول بهره برداری نیز تغییراتی در ساختار ریل به وجود می آید. پروفیل چرخ و ریل بایستی چنان انتخاب شوند. تا در برابر تغییرات محدود گیج و شیب ریل دچار تغییرات شدید نشوند.

پروفیل های ریل ایران

با توجه به شکل 9 در ریل U33 با افزایش شیب از 0/0 (∞/1) تا 0/05 (1/20). بیشترین تغییرات در ضریب معادل مخروطی تا جابجایی عرضی 2 میلیمتر اتفاق می افتد. در این ناحیه تغییرات به صورت کاملاً غیر خطی است. و با افزایش شیب ریل، ضریب معادل مخروطی افزایش و سپس کاهش بسیار شدیدی پیدا می کند. این ضریب برای شیب 0/035 تا مقدار 0/9 افزایش پیدا کرده است. که می تواند بسیار نامطلوب باشد. با توجه به اینکه شیب ریل در اثر بارگذاری کاهش پیدا می کند. این دیاگرام نشان می دهد. که شرایط بهره برداری می تواند بسیار بحرانی باشد. و سازه به شدت دچار ناپایداری شود.

شکل 10 ریل R50 را مورد بررسی قرار داده است. با افزایش شیب از 0/0 (∞/1) تا 0/05 (1/20) بیشترین تغییرات در ضریب معادل مخروطی تا جابجایی عرضی 3mm اتفاق می افتد. رفتار در این ناحیه مشابه با ریل U33 است.

و این ضریب برای شیب 0/025 (1/40) تا مقدار 0/09 افزایش پیدا کرده است. که می تواند بسیار نامطلوب باشد. این دیاگرام نشان می دهد که شرایط بهره برداری می تواند بسیار بحرانی باشد. و سازه به شدت دچار ناپایداری گردد. ریل UIC60 در شکل 11 مورد بررسی قرار گرفته است. با افزایش شیب ریل، نمودار ضریب معادل مخروطی با جابجایی عرضی، بر خلاف شکل های 9 و 10 تغییرات شدیدی ندارد.

از روی شکل 11 می توان شرایط استاندارد را با نمودار [4] نشان داد. با توجه به کاهش شیب ریل در اثر بارگذاری، در حالت استاندارد کاهش شیب ریل باعث ایجاد شرایط بحرانی در رفتار سازه نخواهد بود. و نمودار ضریب معادل مخروطی در محدوده قابل قبولی باقی مانده است.

پروفیل های ریل ایران

شکل های 12،13،14 تغییرات نمودار ضریب معادل مخروطی با تغییر گیج را برای شرایط کنونی نشان می دهند. با توجه به این اشکال ریل U33 حساس تر از دو ریل دیگر است. و در ناحیه تاج چرخ ضریب معادل مخروطی افزایش نسبتاً زیادی از خود نشان می دهد. ریل UIC60 تغییری در ناحیه تاج نداشته است.

از نتایج این نمودارها جهت برآورد شرایط کنونی در خطوط ریلی می تواند استفاده کرد. و معایب هر خطی با توجه به نوع ریل دارای زوایای خاصی خواهد بود. کاهش گیج در خطوطی با پروفیل U33 به اندازه 1/5 میلیمتر بر روی ضریب معادل مخروطی تأثیری. همانند کاهش گیج به اندازه 2/5 میلیمتر در خطوطی با ریل R50 دارد.

تعداد نقاط تماس، پوشش سطح و جهش های موضعی

برخورد بین چرخ و ریل کاملاً الاستیک است. در نتیجه در تحلیل این پدیده بایستی که چرخ و ریل به صورت الاستیک در نظر گرفته شوند. در برخورد الاستیک بین دو جسم، نقطه تماس دچار تغییر شکل می شود. و این این خود عاملی است که باعث گسترش نقاط تماس خواهد شد. آزمایشها نشان داده است که بین چرخ و ریل تا سه نقطه تماس امکان پذیر است.

پروفیل های ریل ایران

شکل 15 ناحیه برخورد بین چرخ S1002 و ریل U33 (1/20) را در جابجایی عرضی 10 میلیمتر ارایه کرده است. با توجه به شکل، در جابجایی حدود 2 میلیمتر، یک جهش موضعی اتفاق افتاده است. با توجه به به نمودار شکل 8 در ناحیه مربوط به جابجایی حدود 2/07 میلیمتر. به دلیل ایجاد اختلاف شعاع زیاد تمرکز تماس اتفاق خواهد افتاد.

در روی شکل ناحیه ای از تاج پروفیل چرخ که در اثر حرکت محور به سمت چپ تحت پوشش قرار می گیرد. با علامت مثبت و ناحیه ای که در اثر حرکت محور به سمت راست تحت پوشش قرار می گیرد. با علامت منفی نشان داده شده است. در محدوده مثبت بایستی ناحیه ای با برخورد کم که به دلیل جهش ایجاد می شود. را نیز در نظر گرفت که باعث کاهش عملی این محدوده می شود.

شکل 16 ناحیه برخورد بین چرخ S1002 و ریل R50 (1/20) را در جابجایی عرضی 10 میلیمتر ارایه کرده است. با توجه به شکل در جابجایی بین 3 و 4 میلیمتر، یک جهش موضعی اتفاق افتاده است. با توجه به نمودار شکل 8 در ناحیه مربوط به جابجایی حدود 3/25 میلیمتر. به دلیل ایجاد اختلاف شعاع زیاد تمرکز تماس اتفاق خواهد افتاد که در شکل نشان داده شده است.

در روی این شکل نیز ناحیه ای از تاج پروفیل چرخ که در اثر حرکت محور به سمت چپ تحت پوشش قرار می گیرد. با علامت

مثبت و ناحیه ای که در اثر حرکت محور به سمت راست تحت پوشش قرار می گیرد. با علامت منفی نشان داده شده است. در محدوده مثبت بایستی ناحیه ای با برخورد کم را که به دلیل جهش ایجاد می شود. نیز در نظر گرفت که باعث کاهش عملی این محدوده می شود. بنابراین پوشش سطح تاج پروفیل S1002 در ریل R50 (1/20) کمتر از U33 (1/20) است.

شکل 17 ناحیه برخورد بین چرخ S1002 و ریل UIC60 (1/20) را در جابجایی عرضی 10 میلیمتر کرده است. با توجه به شکل در جابجایی حدود 6 میلیمتر یک جهش موضعی اتفاق افتاده است. با توجه به نمودار شکل 8 در ناحیه مربوط به جابجایی حدود 6/09 میلیمتر. به دلیل ایجاد اختلاف شعاع زیاد تمرکز تماس اتفاق خواهد افتاد که در شکل نمایان و مشخص است..

از روی شکل 17 کاملاً مشخص است که برخورد در دو ناحیه خاص متمرکز خواهد بود. از ناحیه تاج چرخ صرفاً مرکز تاج و یا فلنج تحت برخورد خواهد بود. این موضوع تمرکز برخورد و سایش در تاج ریل و سطح جانبی ریل را به دنبال خواهد داشت. شکل 18 نمونه ای از ریل دچار ساییدگی در مسیر تهران گرمسار را نشان می دهد. که این موضوع را ثابت می کند. بنابراین پوشش سطح تاج پروفیل S1002 در ریل (1/20) UIC60 کمتر از هر دو ریل U33 (1/20) و R50 (1/20) است.

در شکل 19 وضعیت استاندارد معلوم و مشخص است. با توجه به شکل، جهش موضعی در جابجایی حدود 5 میلیمتر به صورت محدود اتفاق افتاده است. به صورت دقیق تر، با توجه به نمودار شکل 8 در ناحیه مربوط به جابجایی حدود 4/8 میلیمتر. مقدار اختلاف شعاع غلتشی دچار جهش گردید. که در محدوده قوس های 200 – 400 میلیمتر تمرکز ایجاد خواهد کرد. که بسیار محدود است.

پروفیل های ریل ایران

در وضعیت استاندارد، بهترین پوشش سطح چرخ و ریل امکان پذیر خواهد بود. در کلیه شکل ها جنس چرخ و ریل و شعاع چرخ ها با مشخصات محور یکسان در نظرگیری شدند. و سطح مقطع تماسی بزرگ برای چرخ و ریل نشانگر تنش تماسی کمتر است. که با توجه به اشکال 19،17،16،15 وضعیت استاندارد تنش بسیار کمتری را در مسیر مستقیم اعمال خواهد کرد.

نتیجه گیری و پیشنهادات

با توجه به دیاگرامهای ارایه شده، نتایج نه چندان خوبی از تحلیل وضعیت موجود در کشور به دست آمده است. از بین پروفیل های مورد بررسی، بدترین شرایط برای پروفیل خطوط جدید (UIC60 با شیب 1/20) است. این امر لزوم اقدامات سریع را مورد تأکید قرار می دهد.

با تحلیل برخورد پروفیل چرخ S1002 با سه نوع پروفیل ریل ایران که با شیب 20/1 تولید شدند. نتایج زیر به دست آمده اند:

پروفیل های ریل ایران

• هیچکدام از ریل ها مورد تحلیل رفتار قابل قبولی ندارند.
• پروفیل ریل U33 از نظر دیاگرام ضریب معادل مخروطی با وضعیت مطلوب هماهنگی ندارد. نسبت به تغییرات شیب و گیج بسیار حساس است. در محدوده وسیعی از قوس ها دارای نقطه تماس متمرکز است.
• پروفیل ریل R50 از نظر دیاگرام ضریب معادل مخروطی با وضعیت مطلوب هماهنگی ندارد. نسبت به تغییرات شیب بسیار حساس است. در محدوده وسیعی از قوس ها دارای نقطه تماس متمرکز است. و پوشش مناسبی بر روی پروفیل چرخ ریل ندارد.

• پروفیل ریل UIC60 از نظر دیاگرام ضریب معادل مخروطی با وضعیت مطلوب به هیچ عنوان هماهنگی ندارد. در محدوده وسیعی از قوس ها دارای نقطه تماس متمرکز است. و پوشش مناسبی بر روی پروفیل چرخ و ریل ندارد.
• متأسفانه بررسی نمودارها در هر سه ریل نشانگر این است که ریل های جدید کاملاً از نظر ساختاری متفاوت اند. و ارایه پروفیل چرخ یکسان برای هر سه ریل دشوار خواهد بود.

با توجه به مجموعه نتایج فوق و در نظر گرفتن اهمیت موضوع پیشنهادات زیر ارایه می شوند:

-به دلیل اینکه تغییر پروفیل چرخ کم هزینه تر است. در اسرع وقت پروفیل چرخ مناسبی برای خطوط موجود که ترکیب متفاوتی از انواع ریل هستند، ارایه شود.

-با توجه به نمودارهای حساسیت برای پروفیل ها بایستی با اندازه گیری های دقیق کیفیت خطوط موجود بررسی و تعیین شود.

-با توجه به لزوم داشتن الگوی کلی برای توسعه خطوط، نیاز به بررسی دقیق برای یافت بهترین طرح برای کشور کاملاً مشخص است.

-تحقیقات کامل تر بر روی پروفیل چرخ و پروفیل ریل بهمراه جنس و سختی مناسب، نیاز به آزمایشات میدانی. و اندازه بردای های دقیق بر روی ناوگان موجود دارد. و در یک تحقیقات دامنه دار می توان شرایط مطلوب برای کشور را ارایه داد.

حبیب الله ملاطفی (مسئول مکاتبات)، استادیار، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

زهرا فیروز آبادی، کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربۀ ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی. و با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبری که ضمیمه محصولاتش به مشتریان خویش میها می کند. توانسته رضایتمندی مشتریان خویش را همواره فراهم آورد.

صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی) مورد نیاز خویش. انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.

ارتباط با ما
02128423820 – 09122136675
واتس آپ: 09122136675 – فکس: 02128423820
اینستاگرام: fooladdalakan
ایمیل : fooladrasuldalakan@gmail.com