يتم استخدام محامل QIBR المخروطية ذات الصف المزدوج في صناديق محاور القطارات العالية السرعة

-تحسين استقرار تشغيل القطار عن طريق تقليل حرارة الاحتكاك الناتجة أثناء تشغيل المحمل

في معرض شنغهاي باوما 2018، اتصل بنا أحد مصنعي القطارات عالية السرعة في ألمانيا، بحثًا عن حلول لضمان استقرار عمليات السكك الحديدية في ظل ظروف قاسية. قمنا بسرعة بتجميع فريق من الخبراء لتحليل التحديات التي يواجهها العميل بدقة. بعد أشهر من المناقشات والتجارب المتكررة، قمنا باستمرار بتعديل وتحسين حلولنا لتحقيق أفضل النتائج. خضع كل نموذج أولي لاختبارات صارمة لضمان قدرته على تحمل الظروف البيئية القاسية في التطبيقات في العالم الحقيقي. في النهاية، قدمنا ​​بنجاح للعميل حلاً شاملاً، وحل تمامًا مشاكله المتعلقة باستقرار السكك الحديدية في ظل ظروف معاكسة. قدر العميل بشدة قدراتنا المهنية وكفاءتنا في حل المشكلات، معربًا عن رغبته في المزيد من فرص التعاون في المستقبل.

وهنا تفاصيل هذه القضية, 

1. التحديات

تعتبر عربة القطار عالية السرعة واحدة من أهم المكونات في هيكل مركبة السكك الحديدية، وتؤثر معلماتها بشكل مباشر على استقرار وراحة ركوب المركبة. كمكون تشغيل ميكانيكي مهم لعربة القطار، غالبًا ما يتعرض محمل صندوق المحور لحمل متناوب لحظي. بسبب الحركة الثعبانية لمركبة السكك الحديدية، تكون حالة التلامس لأسطوانة محمل صندوق المحور بالنسبة لمسار السباق غير مستقرة تحت تأثير الحمل المتناوب اللحظي، مما قد يؤدي بسهولة إلى تدمير طبقة زيت التشحيم، مما يتسبب في التآكل وتقشير المواد، مما يؤثر بشكل كبير على تشغيل القطار.

من أجل تغيير العوامل السلبية للمحامل في القطارات، قام فنيو السكك الحديدية عالية السرعة بتحليل بيانات صيانة المحامل المختلفة إحصائيًا: تم إصلاح ما مجموعه 7314 مجموعة من محامل صندوق المحور الأسطواني مزدوج الصف، وتم إصلاح 5623 مجموعة، وكان معدل الإصلاح 77٪. تم إصلاح 12245 مجموعة من محامل صندوق المحور المخروطي مزدوج الصف، وتم إصلاح 11675 مجموعة، وكان معدل الإصلاح 95٪. نسبيًا، محامل مخروطية مزدوجة الصف أكثر ملاءمة لظروف تشغيل القطارات عالية السرعة.

ومع ذلك، في الصيف الحار أو في ظل ظروف الطرق الخاصة، فإن الاحتكاك بين الأضلاع وواجهات الأسطوانة النهائية للمحامل المخروطية ذات الصف المزدوج يولد الكثير من حرارة الاحتكاك، مما يتسبب في إنذارات درجة الحرارة العالية في محامل صندوق المحور، وبالتالي يؤثر على كفاءة التشغيل وموثوقية خط السكك الحديدية عالية السرعة. لذلك، أصبحت كيفية ضمان التشغيل المستقر لمحامل صندوق المحور في ظل ظروف العمل القاسية مثل السرعة العالية والحمل الثقيل ودرجة الحرارة العالية والفرق الكبير في درجة الحرارة والاهتزاز العالي والصدمة تحديًا مهمًا يجب أن تواجهه المحامل المخروطية ذات الصف المزدوج.

2. الحلول

عملت QIBR بشكل وثيق مع الشركة العميلة للحصول على بيانات مفصلة. استجابةً للمشاكل الموجودة محامل مخروطية مزدوجة الصف, قام فنيو QIBR بإجراء سلسلة من التحسينات، بما في ذلك الجوانب التالية بشكل أساسي:

1) تحليل البيانات وتحسينها: من خلال تحليل البيانات التي قدمتها الشركة التعاونية، وجد فنيو QIBR أن المحامل المخروطية ذات الصف المزدوج التقليدية تم إصلاحها بالكامل و5623 مجموعة. كان معدل الإصلاح عند سرعة قطار عالية السرعة تبلغ 400 كم / ساعة 95٪، وكان هناك سجل لإنذار درجات الحرارة العالية. لذلك، قامت QIBR بتحسين المحامل المخروطية ذات الصف المزدوج وصممت سلسلة QIBR محامل مخروطية مزدوجة الصف لتقليل الاحتكاك وتوليد الحرارة.

2) مواد المحمل والعمليات: بالنسبة للقطارات عالية السرعة، لضمان أدائها وسلامتها أثناء التشغيل عالي السرعة، يتم اختيار فولاذ محمل عالي الكربون والكروم للحلقة الداخلية والحلقة الخارجية والبكرات، ويتم إجراء عمليات الكربنة والنيتريد والكروم على السطح وغيرها من المعالجات لتحسين مقاومة التآكل ومقاومة التعب. يستخدم القفص مواد مركبة معززة بألياف الكربون ذات قوة أعلى ومقاومة للحرارة. من بينها، تصل دقة المحمل إلى مستوى P4، مما يلعب دورًا حيويًا في التشغيل السلس للقطار.

3) استبدال مواد التشحيم: تم استبدال 40 درجة مئوية الأصلية المقابلة لزوجة الزيت الأساسي 82 مم²/ثانية بشحم احتكاك منخفض مع لزوجة زيت أساسي تبلغ 42 مم²/ثانية لتقليل التسخين الناتج عن الاحتكاك.

4) تحسين معلمات المحمل: تم إنشاء نموذج ديناميكي لربط المحمل بالمركبة والمسار. في نموذج المحمل المكافئ، تم استخدام اتصال مفصل رقم 2 بين كتلة المحمل والمحور. تم استخدام عنصر القوة رقم 43 في برنامج Simpack لمحاكاة الصلابة المكافئة للمحمل، وتم حساب قيمة الصلابة بواسطة برنامج Bearing X. كانت الصلابة الشعاعية والصلابة المحورية والصلابة الزاوية المحسوبة 6997.6MN/m و602.6MN/m و24797304.0N.m/rad على التوالي.

5) الكشف عن درجة الحرارة والاختبار: تم ضبط نقطة الكشف عن درجة الحرارة بالقرب من الحلقة الخارجية للمحمل على غلاف صندوق المحور. وأظهر الاختبار أن درجة حرارة تشغيل محمل صندوق المحور المخروطي ذي الصف المزدوج الذي صممته شركة QIBR كانت أقل بنحو 15 درجة مئوية من التصميم الأصلي بسرعة 400 كم/ساعة.

6) تحليل المحاكاة الحرارية: تم إنشاء نموذج مبسط لتحليل المحاكاة الحرارية لنظام صندوق المحور باستخدام برنامج CERO، مع مراعاة تبديد الحرارة بالحمل الحراري أثناء التشغيل بسرعات عالية وظروف التشغيل القاسية في الصيف الحار. أظهرت النتائج أن الحد الأقصى لدرجة حرارة نظام صندوق المحور المصمم بواسطة QIBR كان أقل بحوالي 20 درجة مئوية من درجة حرارة التصميم الأصلي.

c) النتائج

i. تم تحسين وتصميم المحامل لجعلها أكثر استقرارًا عند السرعات العالية.

ii. تم تحسين كفاءة التشغيل وموثوقية القطارات عالية السرعة.

iii. تم تقليل التسخين الاحتكاكي لمحامل صندوق المحور، مما يجعل أداءها أكثر استقرارًا في البيئات ذات درجات الحرارة العالية.

iv. تم تحسين شحم التشحيم لتقليل خسائر الاحتكاك وخطر إنذارات درجات الحرارة المرتفعة.

v. تم تقليل وقت تعطل المعدات، مما أدى إلى تحسين الربحية الإجمالية.

3. شهادات العملاء

“لقد زودنا خبراء QIBR الفنيون بمحامل QIBR المخروطية ذات الصفين، والتي تم تحسينها لحل مشاكل كميات كبيرة من الحرارة الاحتكاكية المتولدة في معداتنا وعدم الاستقرار في ظل ظروف العمل القاسية. وفقًا لبيانات الاختبار الخاصة بالقسم الفني لشركتنا، عندما تصل السرعة إلى 400 كم/ساعة، يكون استهلاك الحرارة الاحتكاكية لمحمل علبة المحور المخروطية ذات الصفين المصمم من قبل QIBR أقل بنحو 24% من محامل علبة المحور المخروطية ذات الصفين المستخدمة من قبل. عند زيادة السرعة، تكون درجة حرارة تشغيل محمل علبة المحور المخروطية ذات الصفين المصمم من قبل QIBR أقل بنحو 15 درجة مئوية من درجة حرارة محامل علبة المحور المخروطية ذات الصفين الأصلية.

وهذا يدل على أن QIBR محامل مخروطية مزدوجة الصف يمكن تشغيلها بثبات في ظل ظروف عمل أكثر قسوة. من خلال التعاون مع QIBR، قمنا بتحسين استقرار خط السكك الحديدية عالية السرعة. وقد أشاد العملاء النهائيون بـ QIBR، وسنستمر في اختيار منتجات QIBR الاحترافية.”