5043

بررسي عوامل ايجاد حرارت در چرخ راه آهن و اثرات آنها

۱۳۹۴-۹۷

دكتر پريسا حسيني تهراني

چكيده در ‌راه‌آهن عوامل بسياري سبب ايجاد حرارت در چرخ ريل مي‌شود. ترمزگيري يكي از مهم ترين اين عوامل مي‌باشد، به طور كلي، زماني كه عمل ترمز انجام مي‌شود انرژي جنبشي و پتانسيل در سطح تماس ديسك و لنت بخاطر اصطكاك موجود به گرما تبديل شده كه شوك حرارتي بالايي را به سطح چرخ وارد مي‌كند و منجر به ايجاد گراديان بالاي دمايي در سطح چرخ شده و باعث ايجاد تنش‌هاي حرارتي مي‌گردد. ترمز‌گيري شامل انواع مختلف و براي كاربرد توقف كامل يا كاهش سرعت استفاده مي‌شود كه در هر كدام ميزان حرارت ايجاد شده و اثرات آن متفاوت است. عامل مهم ديگر ايجاد حرارت، تماس چرخ و ريل است كه طي آن، به دليل گرماي ايجاد شده در سطح تاج چرخ ‌راه‌آهن، جوانه زني ترك آغاز مي‌شود و در ادامه موجب رشد ترك مي‌شود. جنس چرخ ريل و عمليات‌هاي بهبود سازي هنگام ساخت آن مي‌تواند تا مقدار زيادي آسيب ايجاد شده در اثر تماس چرخ و ريل را كنترل نمايد. سايش بين چرخ و ريل در ‌راه‌آهن به دليل وجود قوس‌ها و سراشيبي‌ها و سرعت نسبي بالاي قطار‌ها وجود دارد كه باعث ايجاد گرماي زيادي در سطح چرخ مي‌گردد. جهت پيش‌بيني آسيب، بهبود عملكرد سيستم، جلوگيري از آسيب چرخ و ريل، كاهش هزينه‌هاي تعمير و نگه‌داري و اتخاذ راه‌كارهاي مقابله مناسب بروز حادثه يا پيش‌گيري از آن، آزمايش‌هاي تجربي و مدل‌سازي‌هاي عددي فراواني صورت مي‌پذيرد. در اين تحقيق، خلاصه اي از برپايي آزمايش‌ها و شبيه‌سازي‌ها به همراه نتايج جهت مطالعه تنش‌هاي حرارتي شامل شرايط ايجاد و رشد آن‌ها، مقايسه با ترك‌هاي خستگي تماسي غلطشي و اثر نيروي كشش مماسي بررسي شده است. نتايج نشان داده است كه تنش پسماند و نيروي مماسي چرخ و ريل دليل اصلي ايجاد ترك‌هاي حرارتي مي‌باشند و مود غالب جابجايي در ترك‌هاي درون چرخ مود برشي مي‌باشد. همچنين، براي ترمزگيري ديسكي و با در نظر گرفتن پديده باندشدگي نشان داده شده است كه يك باند حرارتي 50 ميلي‌متري مقاوم تر از دو باند حرراتي 25 ميلي متري عمل مي‌نمايد. واژه‌هاي كليدي: ترك حرارتي، ترك خستگي غلطشي تماسي، جابجايي نوك ترك، نيروي مماسي، آزمايش دستگاه ترمز

10/18/2016 12:00:00 AM

55483

1397/06/25