Ferrovias de carga pesada e ferrovias de alta velocidade precisam de rebolos diferentes?

Por que as duas funções puxam a roda em direções opostas?

• Os defeitos não são os mesmos, portanto o corte também não é. A distribuição dos danos é determinada pelo tipo de linha ferroviária. Em linhas de transporte pesado, os principais defeitos são esmagamento, deformação da flange e desgaste lateral, produzidos por cargas axial muito elevadas e forças de tração intensas. Em linhas de alta velocidade, os principais defeitos são fadiga por contato de rolamento, ondulação e marcas nos trilhos, produzidos por contato repetido em alta velocidade, e não por cargas extremas. Uma roda selecionada apenas pelo nome do defeito estará incorreta para um dos dois tipos de defeito.
• Em cargas pesadas, é essencial remover metal, e de forma uniforme. Longos arcos sob alta pressão unitária mantêm o disco sob carga por quilômetros a fio, exigindo que o grão permaneça afiado e o disco conserve sua forma. A zircônia-alumina é o abrasivo ideal para isso: em nossos próprios testes de materiais, a zircônia-alumina F16 apresentou resistência à compressão de 308,0 MPa com uma taxa de abrasão de 41,0 , contra 124,0 MPa e 22,4 para alumina marrom calcinada e 103,2 MPa e 11,9 para alumina branca.
• A usinagem em alta velocidade exige precisão na superfície, não a remoção completa do material. As passagens em alta velocidade são projetadas para serem superficiais — aproximadamente 0,1 mm por passagem e não mais do que cerca de 3 passagens em operação passiva de alta velocidade. O problema não é a remoção lenta do material, mas sim a queima, a camada branca e o erro de perfil. Um disco que força uma passagem mais profunda para compensar é o disco errado para essa aplicação.
• O calor prejudica ambos os lados, e o dano é ainda maior em alta velocidade. A camada branca deixada por uma passagem superaquecida mede cerca de 870 HV0,3, contra aproximadamente 340 HV0,3 do metal base. Essa camada dura e quebradiça se rompe sob o tráfego e alimenta novas fissuras, o que é o oposto do propósito do retificação do trilho. A temperatura da superfície retificada deve terminar abaixo de 150 °C , sem nenhuma faixa azul contínua. Nossas rodas resolvem esse problema na própria composição: um aerogel hidrofóbico com microesferas ocas de vidro N20 para limitar a condução de calor para a peça, e teor de enxofre mantido em 0,03% ou menos para que a passagem não gere gases nocivos.
• "Mais duro" não é a resposta para nenhum dos tipos de linha. Em nossos testes em série, aumentar o teor de ligante aumentou a resistência à compressão, mas reduziu o material removido: de GS-10 para GS-15, a remoção caiu de 1,0 g para 0,2 g, enquanto a taxa de retificação subiu de 12,8 para 24,1. Um rebolo mais duro é mais resistente ao desgaste e menos eficiente no corte. O ponto médio da faixa é o ideal, e uma escolha excessivamente dura resulta em uma superfície polida e vitrificada que os operadores interpretam erroneamente como um bom resultado.

As diferenças nas especificações, lado a lado.

A linha mais importante é a última. A inspeção roda a roda não é um serviço premium reservado para cargas pesadas; é o padrão para todas as rodas que entram em uma cabeça de retificação, em qualquer velocidade, em qualquer rede.

Qual tipo de roda vai em qual máquina?

Duas observações práticas. Primeiro, o rebolo é dimensionado de acordo com a cabeça de corte, não com a linha: uma rede ferroviária de grande porte que utiliza uma máquina da classe GMC-48 usa o mesmo rebolo 260×90×154 que qualquer outra rede que utilize essa máquina. Segundo, mantenha as famílias de rebolos em estoque por tipo de cabeça de corte, não por tipo de linha — o catálogo completo está na página do produto de rebolos para retificação de trilhos , e as diferenças entre os tamanhos são explicadas em como ler as especificações de um rebolo .

O ciclo de retificação faz parte da decisão sobre a roda.

A forma como você corta o tráfego e a frequência com que o faz são uma única escolha, não duas. A prática de redes chinesas estabelece ciclos preventivos por raio e volume de tráfego:

Existe um limite inferior para esses ciclos que se aplica a ambos os tipos de linha. A fadiga por contato de rolamento se desenvolve pelo acúmulo de material na camada superficial: microfissuras se nucleiam, iniciam e se propagam, sendo que os dois primeiros estágios consomem a maior parte da vida útil à fadiga. Enquanto a profundidade da fissura ainda estiver em torno de 0,2 mm ou menos, uma passada de retificação normal remove completamente a camada fissurada. Acima dessa profundidade, a superfície pode ser limpa enquanto a raiz da fissura permanece. É por isso que uma roda de alta velocidade é avaliada pela consistência passada após passada, e uma roda para transporte pesado pela resistência ao longo de um longo arco — elas protegem contra diferentes estágios da mesma falha.

O que os nossos próprios programas de transporte de carga pesada e alta velocidade demonstram

Ambos os tipos de serviço foram medidos em nossas rodas em operação. Compare os valores apenas entre linhas em condições semelhantes:

• Trem de carga pesada Shuohuang, meio trem — 48 rodas no lado esquerdo, 15 km/h, 13,8 kW , 172,8 km de passagem registrados; espessura média de desgaste de 34,67 mm , o que corresponde a 4,98 km de passagem por mm , com uma média de 199 km de passagem por roda. Uma comparação com um único vagão em 2023 registrou 5,96 contra 4,99 para a roda então em uso, cerca de 19,4% melhor, com a melhor roda individual atingindo 332,3 km de passagem . Total de rodas instaladas até o momento: 808. Os trilhos testados foram 75N-U78CrV e 60-U75V, com defeitos do tipo escama de peixe e película predominantes — o caso de carga pesada está documentado neste estudo de caso de eficiência de carga pesada .
• Linha de alta velocidade Hewu, PGM-96C, 2020 — 4,28 km de passagem por mm contra 3,27 para a roda então em uso, ou cerca de 1,31 vezes , com uma média de 214,22 km de passagem por roda a 68% de potência (20,4 kW), 3.600 rpm e 16 km/h, sem queima contínua na superfície acabada. O programa está inserido nas obras do corredor de alta velocidade Xangai-Wuhan-Chengdu .
• Na linha Yiyang e nas obras de Liuzhou, o desgaste das rodas foi de 5,7 km por milímetro e a média de 228 km por milímetro na linha Yiyang; em uma parada noturna de duas horas em Liuzhou, foram registrados 18,72 km por milímetro , com um desgaste de 20 a 30 mm para as rodas de projeto composto, contra 43,5 a 59 mm para as rodas de referência importadas nas mesmas condições.

Esses números foram obtidos sob cargas por eixo e velocidades específicas. A maneira correta de usá-los é como uma expectativa, não uma especificação: execute um pequeno conjunto de testes em sua própria linha, ao lado do seu equipamento atual, na mesma máquina e nas mesmas condições, e compare em quilômetros percorridos, em vez de tempo corrido.

Como escolher a sua própria rede

1. Anote a especificação, não o tipo de linha. Carga por eixo, raio de curvatura, composição de defeitos e a máquina que você pretende usar — esses quatro fatores determinam a roda.
2. Ajuste o tamanho a partir da cabeça. Primeiro, verifique o diâmetro do furo, a folga da proteção e a faixa de diâmetro do catálogo; em segundo lugar, a graduação e a granulação. Se o tamanho estiver errado, nada mais compensará.
3. Defina o plano de passagem antes de fazer o pedido. Inclua a quantidade de remoções por passagem, o número de passagens e o tempo de retenção disponível. Em cargas pesadas, isso geralmente significa menos passagens profundas; em cargas de alta velocidade, mais passagens rasas.
4. Defina os limites pelos quais você será avaliado. Ra, régua, rampa de saída, sem azul contínuo e conformidade do perfil. Um disco que atende à meta de remoção, mas não à meta de acabamento, não representa economia.
5. Observe o segundo ciclo, não o primeiro. O verdadeiro veredito sobre uma roda surge quando a linha é retificada. Ondulações prematuras ou retorno por fadiga significam que o trabalho de perfilagem estava incompleto ou que a inclinação estava incorreta.

Para as técnicas subjacentes, consulte as técnicas e normas de retificação de perfis de trilhos . Sobre os dois modos de falha que diferenciam as funções: a fadiga por contato de rolamento e sua mitigação por retificação abrangem a ameaça de alta velocidade, e a prevenção de queimaduras abrange o limite de calor que ambas as funções compartilham. Para uma comparação real do desempenho medido de rodas importadas e nacionais, consulte a comparação de cinco indicadores-chave de desempenho .