Experimental studies of high-speed grinding rails modes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Rails’; grinding in the conditions of a railway track is a priority for extending its life cycle due to the timely removal of tread surface defects and formation of required transverse profile. Today, 14 RSHP-48 rail grinding trains are used in Russia. At the same time, most rail grinding trains are ending its service life. Therefore, the development of a fundamentally new rail grinding train with increased efficiency is an urgent task. Siberian transport university is working together with the Kaluga plant “Remputmash” to create a new rail grinding train named RSHP 2.0. The rail grinding train RSHP 2.0 is based on the technology of high-speed rail grinding, which is based on increasing working speed of rail grinding train by increasing rotational speed of grinding wheels and setting the angle of attack. The aim of this work is to study rails’; grinding modes on a specially designed installation URSH, which implements the technology of high-speed grinding rails by increasing speed of grinding wheels rotation up to 5,000 rpm. Research methods. Grinding wheel speed control was carried out by IT-5-ChM “Termit” electronic tachometer and “Megeon 18005” laser tachometer. The angle of attack of grinding wheel was measured by digital, three-axis accelerometer-inclinometer ATst 90. The force of pressing grinding wheel to the rail was evaluated by strain-resistive sensors M50-0.5-C3. The measurement of head rail transverse profile before and after grinding and evaluation of metal removal were carried out by a PR-03 rail profiler. The width of grinding track was controlled by ShTsTs-I-300-0.01 caliper. The surface roughness of rail sample after machining was measured by TR 200 portable instrument. Results and discussion. Based on research results of CRS, the parameters of the working equipment of designed grinding rail train, which implements the technology of high-speed rail grinding, the influence of grinding modes on the formation of the quality parameters of the machined rail surface are established, and the optimal values of the forces of pressing the grinding wheel to the rail are determined.

About the authors

A. S. Ilinykh

Email: asi@stu.ru
D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Siberian Transport University, 191 Dusy Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, Russian Federation, asi@stu.ru

A. S. Pikalov

Email: pikalov.2023@internet.ru
Ph.D. (Engineering), Moscow Center for Infrastructure Technologies JSC "STM", 4B Podkopaevsky pereulok, 109028, Russian Federation, pikalov.2023@internet.ru

V. K. Miloradovich

Email: vmiloradovich@internet.ru
CMoscow Center for Infrastructure Technologies JSC "STM", 4B Podkopaevsky pereulok, 109028, Russian Federation, vmiloradovich@internet.ru

M. S. Galay

Email: galayms@mail.ru
Ph.D. (Engineering), Siberian Transport University, 191 Dusy Kovalchuk st., Novosibirsk, 630049, Russian Federation, galayms@mail.ru

References

  1. Fan W., Liu Y., Li J. Development status and prospect of rail grinding technology for high speed railway // Journal of Mechanical Engineering. – 2018. – Vol. 54, iss. 22. – P. 184–193. – doi: 10.3901/JME.2018.22.184.
  2. Schoch W. Grinding of rails on high-speed railway lines: a matter of great importance // Rail Engineering International. – 2007. – Vol. 36, iss. 1. – P. 6–8.
  3. Funke H. Rail grinding. – Berlin: Transpress, 1986. – 153 p.
  4. Cuervo P., Santa J., Toro A. Correlations between wear mechanisms and rail grinding operations in a commercial railroad // Tribology International. – 2015. – Vol. 2. – P. 265–273. – doi: 10.1016/j.triboint.2014.06.025.
  5. Long term rail surface damage considering maintenance interventions / V. Krishna, S. Hossein-Nia, C. Casanueva, S. Stichel // Wear. – 2020. – Vol. 460–461. – P. 203462. – doi: 10.1016/j.wear.2020.203462.
  6. Application of grinding to reduce rail side wear in straight track / J. Ding, R. Lewis, A. Beagles, J. Wang // Wear. – 2018. – Vol. 402–403. – P. 71–79. – doi: 10.1016/j.wear.2018.02.001.
  7. Ilinykh A., Matafonov A., Yurkova E. Efficiency of the production process of grinding rails on the basis of optimizing the periodicity of works // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2019. – Vol. 1116. – P. 672–681. – doi: 10.1007/978-3-030-37919-3_67.
  8. Ильиных А.С. Скоростное шлифование рельсов в пути // Мир транспорта. – 2011. – № 3. – С. 56–61.
  9. Повышение производительности рельсошлифовальных поездов методом скоростного шлифования / А.С. Ильиных, А.С. Пикалов, М.С. Галай, В.К. Милорадович // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2022. – № 4 (216). – С. 46–56. – doi: 10.17213/15603644202244656.
  10. Doman D., Warkentin A., Bauer R. A survey of recent grinding wheel topography models // International Journal of Machine Tools & Manufacture. – 2006. – Vol. 46, iss. 3. – P. 343–352. – doi: 10.1016/j.ijmachtools.2005.05.013.
  11. Experimental observation of tool wear in rotary ultrasonic machining of advanced ceramics / W. Zenga, Z. Lib, Z. Peib, C. Treadwell // International Journal of Machine Tools & Manufacture. – 2005. – Vol. 45, iss. 12–13. – P. 1468–1473.
  12. Jeong W., Shin J. Grinding effect analysis according to control variables of compact rail surface grinding machine // Journal of the Korean Society for Railway. – 2020. – Vol. 23, iss. 7. – P. 688–695. – doi: 10.7782/JKSR.2020.23.7.688.
  13. Koshin A.A., Chaplygin B.A., Isakov D.V. Adequacy of the operating conditions of abrasive grains // Russian Engineering Research. – 2011. – Vol. 31, N 12. – P. 1221–1226.
  14. Особенности формирования технологического процесса плоского шлифования торцом круга при упругой подвеске шлифовальной головки / А.С. Ильиных, В.А. Аксенов, М.С. Галай, А.В. Матафонов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2016. – Т. 18, № 4. – C. 34–47. – doi: 10.15593/2224-9877/2016.4.03.
  15. A laboratory demonstration of rail grinding and analysis of running roughness and wear / M. Mesaritis, M. Shamsa, P. Cuervo, J. Santa, A. Toro, M. Marshall, R. Lewis // Wear. – 2020. – Vol. 456–457. – doi: 10.1016/j.wear.2020.203379.
  16. Satoh Y., Iwafuchi K. Effect of rail grinding on rolling contact fatigue in railway rail used in conventional line in Japan // Wear. – 2008. – Vol. 265, iss. 9–10. – P. 1342–1348. – doi: 10.1016/j.wear.2008.02.036.
  17. Modelling and simulation of the grinding force in rail grinding that considers the swing angle of the grinding stone / K. Zhou, H. Ding, S. Zhang, J. Guo, Q. Liu, W. Wang // Tribology International. – 2019. – Vol. 137. – P. 274–288. – doi: 10.1016/j.triboint.2019.05.012.
  18. Experimental investigation on material removal mechanism during rail grinding at different forward speeds / K. Zhou, H. Ding, R. Wang, J. Yang, J. Guo, Q. Liu, W. Wang // Tribology International. – 2020. – Vol. 143. – P. 106040. – doi: 10.1016/j.triboint.2019.106040.
  19. Influence of rail grinding process parameters on rail surface roughness and surface layer hardness / E. Uhlmann, P. Lypovka, L. Hochschild, N. Schröer // Wear. – 2016. – Vol. 366–367. – P. 287–293. – doi: 10.1016/j.wear.2016.03.023.
  20. Jeong W., Shin J. Grinding effect analysis according to control variables of compact rail surface grinding machine // Journal of the Korean Society for Railway. – 2020. – Vol. 23, iss. 7. – P. 688 – 695. – doi: 10.7782/JKSR.2020.23.7.688.
  21. Ilinykh A.S. Design of abrasive tool for high-rate grinding // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – 2017. – Vol. 53. – P. 012024. – doi: 10.1088/1755-1315/53/1/012024.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».