Como a dureza do aço do trilho afeta minha escolha de rebolo?

O que o termo “dureza do aço ferroviário” realmente abrange

Na pergunta de um comprador, são mencionados quatro aspectos diferentes: “dureza do trilho”, e cada um deles se comporta de maneira distinta na interface de retificação:

O tipo e o perfil do trilho são padronizados separadamente: trilhos de 43 kg/m a 75 kg/m são cobertos pela norma TB/T 2344.1 e trilhos de aparelhos de mudança de via pela norma TB/T 2344.2. A classe e o perfil são duas variáveis independentes, e somente a classe indica a dureza do material durante o corte.

Por que um trilho mais rígido nunca significa "instale uma roda mais rígida"

Esta é a parte contra-intuitiva, e nós a medimos em nossa própria bancada. Três rodas com resistência de aderência crescente foram testadas contra trilhos U75V sob condições idênticas:

A roda mais resistente foi a que apresentou menor desgaste e menor capacidade de corte: a transição de GS-12,5 para GS-15 reduziu o material removido em cerca de 71% . Uma liga mais dura retém o abrasivo por mais tempo, mas também impede que os grãos desgastados se desprendam, resultando em menos arestas de corte novas em contato com o trilho. Aumentando ainda mais o teor de liga, o mesmo ocorre na etapa de mistura — a resistência à compressão sobe de 68,9 para 95,2 e depois para 122,7 MPa, sendo o teor médio o melhor equilíbrio . Utilizar uma roda ainda mais dura em um trilho mais duro simplesmente transfere o problema do trilho para a oficina: mais passagens, mais calor, maior risco de queimaduras.

O abrasivo em si é uma escolha à parte. Na granulometria F16, a zircônia-alumina apresenta uma resistência à compressão de 308,0 MPa, contra 124,0 MPa para alumina marrom calcinada e 103,2 MPa para alumina branca, com taxas de retificação de 41,0 / 22,4 / 11,9 . É por isso que a zircônia-alumina é o abrasivo padrão para trabalhos em trilhos em todas as classes de materiais — veja a comparação entre cerâmica e zircônia-alumina , e a comparação entre resina e liga vitrificada para entender por que a resina é a única liga com histórico de uso em trilhos.

A parede térmica se aproxima no trilho rígido.

Aço mais duro significa mais trabalho de fricção para a mesma profundidade de corte, e o calor da retificação é o que limita o número de passes. A cor da superfície do trilho é o termômetro prático:

• Abaixo de 471 °C — aparência normal
• 471-600 °C — queimadura amarelo-clara
• 600-735 °C — queimadura azulada, com uma camada de óxido que, segundo a análise EDS, engrossa à medida que a gravidade aumenta.

Acima do limite de queima, você está criando o próprio dano que pretendia remover: a camada branca endurece até atingir a dureza de 870 HV0,3 mencionada anteriormente, e estudos publicados sobre fadiga por contato de rolamento mostram que essa camada se rompe sob a carga das rodas, causando novas trincas no metal base. A solução é o controle da profundidade, não o uso de rodas mais duras — consulte a seção sobre prevenção de queima de trilhos para obter informações sobre os parâmetros que mantêm a interface resfriada.

Veja como isso se parece em trilhos de trem reais.

Nossos programas de transporte de carga pesada e alta velocidade oferecem a comparação mais justa, pois as inclinações das ferrovias são documentadas.

Ao analisar as duas linhas de dados em conjunto, o padrão fica claro. A vida útil da roda, medida em quilômetros de passagem, é uma propriedade da roda; o número de passagens necessárias é uma propriedade do trilho. Portanto, trilhos rígidos se manifestam com mais passagens e intervalos mais curtos — e não com um código de peça diferente. Para saber como a vida útil é medida e orçada, consulte a duração de um rebolo de retificação de trilhos por ciclo de retificação ; para a distinção entre ferrovias de carga pesada e de alta velocidade, consulte o artigo "As ferrovias de carga pesada e de alta velocidade precisam de rebolos de retificação diferentes?" .

Ajustando a dureza da roda à do trilho em quatro etapas

1. Comece pela máquina, não pelo trilho. O diâmetro do furo, a faixa de diâmetro e a velocidade nominal são definidos pela cabeça de retificação. A inclinação do trilho não os altera.
2. Escolha o abrasivo de acordo com a tarefa, não a dureza. Use ZA de grão 16 para trens de produção e ZA/alumina marrom de grão 20 para máquinas portáteis. Trilhos mais duros não justificam o uso de uma família de abrasivos diferente.
3. Mantenha a qualidade da ferramenta na faixa de autoafiação. Os dados de bancada acima mostram que a opção mais dura remove aproximadamente um terço da quantidade removida pela opção intermediária. Aumente o número de passagens, não a resistência da ligação.
4. Limite a profundidade para proteger a metalurgia. Mantenha a peça de trabalho abaixo de 150 °C, evite o azulamento contínuo e respeite os limites de remoção de metal base de 0,5 mm e de aceitação de Ra 10 μm.

Uma exceção honesta: os cruzamentos com alto teor de manganês e os trilhos de guarda bainíticos comportam-se de maneira diferente dos trilhos de via comum e geralmente exigem um plano de passagem específico para cada desvio. Nossa linha de rebolos para retificação de trilhos abrange os tamanhos de desvios, e o estudo de caso sobre transporte pesado, que visa aumentar a eficiência em linhas de grande porte , demonstra o método de trabalho de ponta a ponta. Quando o mesmo rebolo precisa atender a duas classes de trilhos muito diferentes em uma mesma rede — como ocorre em Shuohuang, com 75 kg/m na subida e 60 kg/m na descida — a solução prática é um plano de passagem separado para cada sentido e uma especificação de rebolo comprovada, em vez de dois tipos de rebolo em estoque.