Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »A nagy sebességű kitérők geometriai és szerkezeti kialakítása
A deformációs mechanizmusok ellenőrzés alatt tartása biztosítja az alacsony kopási rátát és ez nagyon fontos a sínek profilstabilitásának szempontjából.
Az anyagdeformáció csökkentése érdekében új, innovatív anyagokat alkalmazunk, amelyek a folyópályában már sikeresen vizsgáztak. Különösen a voestalpine Railway Systems által kifejlesztett 400 UHC® HSH® Super Premium (más néven R400HT) sínacél használata folyópályában jelentős előnyökkel jár az üzemeltetők számára. A következő lépés ennek bevezetése a kitérők területén is. Az anyag a különleges ellenálló képességét az UHC® acél (mikroszerkezet-erősítés) és a HSH® hőkezelési technológia (mikroszerkezet-finomítás) kombinációja biztosítja. Az üzemeltetés során tapasztaltak azt mutatják, hogy oldalkopás, hullámos kopás és gördülő érintkezési kifáradás tekintetében az R400HT sínacél az R350HT sínacéllal összehasonlítva két nagyságrenddel jobb. A javuló sín-kerék kapcsolat pozitív hatásait a vizsgálatok már több alkalommal megerősítették [10], [11].
A finomperlites sínacélok folyópályában szerzett sokéves pozitív tapasztalatai alapján gyártási és üzemeltetési szempontból, EN/UIC és AREMA-szabványok szerint számos laboratóriumi tesztet, valamint biztonsági elemzéseket végeztek a kitérők tekintetében is. A vizsgálati eredmények azt mutatták, hogy az R400HT sínacél tulajdonságai a sín mechanikai szilárdsága, kifáradással szembeni ellenállása és szívóssága szempontjából megfelelnek a kitérőkre vonatkozó legmagasabb követelményeknek. A gyártási technológia átkovácsolást is magában foglaló véglegesítését követően számos kitérő készült ebből a sínacélból, amelyek több mint két éve kiválóan működnek Európában és a tengerentúlon is (16. ábra).
A felügyeleti és ellenőrzési tevékenység során az R400HT anyagból készült kitérők figyelemre méltó teljesítményjavulást mutattak a károsodások és a deformáció megelőzése terén. A 17. ábrán egy erősen igénybe vett íves kitérő mérési eredményei láthatók, 60 millió bruttó elegytonna forgalmi terhelés után.
A megfigyelési időszak kezdete óta alacsony a kopási ráta, a felületek állapota jó és minimális a deformáció. Az R350HT acélminőséggel összehasonlítva a csúcssínek esetében körülbelül 3,5 évvel hosszabb élettartam érhető el. A 400 UHC® HSH® Super Premium sínacél pozitív hatásai tehát a váltók magas szintű optimalizálását eredményezik.
Váltóállítás, zárszerkezet, reteszelés, ellenőrzés és monitoring
A települések közötti gyors, környezetbarát és kényelmes utazás sok ember igénye világszerte. A vonattal történő utazás a nagyobb sebességnek és a növekvő gyakoriságnak köszönhetően egyre vonzóbbá válik a légi utazáshoz képest, elsősorban közepes hosszúságú utak esetén, ezért a nagy sebességű kitérőknek meg kell felelniük a legmagasabb RAMS-kritériumoknak. Egy váratlan hiba vonatkéséseket és számos egyéb problémát okozhat a rendszerben.
Elsősorban a váltóhajtómű, a zárszerkezet, a reteszelés és az ellenőrző rendszerek felelősek a járművek megfelelő irányba történő, biztonságos tereléséért. Az üzemzavarokhoz kapcsolódó statisztikákban általában elég negatív a megítélésük, de ezek sok esetben csak az utolsó láncszemet, vagyis magát az üzemzavart mutatják. A valóságban a helyzet sokkal összetettebb. Számos hiányosság található a kitérőszerkezet és a DLD (váltóhajtómű, zárszerkezet és reteszelés, valamint ellenőrzés) -rendszer közötti csatlakozási felületen. A rendszer hosszú távú problémamentes működése érdekében mindkét alrendszert tökéletesen kell megtervezni és egymáshoz illeszteni.
Egy vasúti infrastruktúrával foglalkozó cég számára a legkedvezőbb, ha a kitérő, valamint a jelző- és biztosítóberendezések gyártója szorosan együtt dolgozik és a teljes kitérőrendszert egy kézből biztosítja. A „one stop shop” azt jelenti, hogy minden terméket és szolgáltatást egyetlen forrásból szerzünk be, illetve bocsátunk rendelkezésre. Ez garantálja a kitérőszerkezet és a DLD-rendszer optimális illeszkedését egymáshoz, a robusztus kialakítást (kitérők és DLD), a nagyfokú biztonságot, az ellenőrzések gyakoriságának csökkenését, a karbantartási igények minimalizálását, az elérhető leghosszabb élettartamot, a legmagasabb rendelkezésre állást, az üzemzavarok alacsony részarányát, az életciklusköltségek csökkenését. Példaként álljon itt egy korszerű nagy sebességű integrált kitérőrendszer (18. ábra):
- ECOSTAR váltóhajtóművek a váltóhoz és a mozgó csúcsos keresztezéshez.
- SPHEROLOCK® zárszerkezetek a váltóhoz és a mozgó csúcsos keresztezéshez.
- EPD 4.0 végállás-ellenőrző.
- Váltó állapotát figyelő monitoringrendszer.
A 19. ábra bemutatja az integrált monitoring- és információtovábbító rendszerrel szerelt ECOSTAR váltóhajtómű főbb tulajdonságait. A rendszer ellenőrzi a váltóállítás áramfelvételét, a berendezés olajszintjét és egy sor egyéb fontos paramétert. Amennyiben a detektált jellemzők értéke átlép egy bizonyos határt, a releváns információk egy központi számítógépre kerülnek, amivel kiváltható az idő- és költségigényes periodikus felügyelet és lecserélhető egy állapotalapú karbantartási rendszerre.
A robusztus kitérő tervezése intelligens DLD-rendszerrel kombinálva, tökéletesen egymáshoz illesztve nagyon megbízható működést eredményez, alacsony életciklusköltségek mellett.
Összefoglalás
A vasút majdnem 200 éves történetét a folyamatos fejlesztések és innovációk alakították, amelyek az infrastruktúrát és a járműveket mindenkor a megfelelő műszaki és gazdasági színvonalon tudták tartani. Ez biztosítja a vasút sikerét mind a mai napig. A korszerűsítéseket úgy kell elvégezni, hogy az infrastruktúrát és a járműveket minél kisebb erőhatás érje. Az egyes alkotóelemeknek, de különösen magának a rendszernek az élettartam és a karbantartás gyakorisága szempontjából meg kell felelnie a jövő elvárásainak úgy, hogy közben a jelenkor követelményeit is kielégítse. A vasúti szempontból legnagyobb sikerrel járó fejlesztések érdekében az innováció súlypontját az egyes alkotóelemek izolált fejlesztéséről át kell helyezni azok rendszerszintű korszerűsítésére, a pálya-jármű kapcsolatra, innovatív monitoringtechnológiákkal kombinálva. Ez csak az ipar, a tudomány és az üzemeltetők közötti jó együttműködés révén lehetséges, és az új termékek tervezési stratégiájának átgondolását igényli. A kitérőn áthaladó jármű példáját használva az ebben a megközelítésben rejlő potenciál egyszerűen demonstrálható. A kitérő geometriai és szerkezeti kialakításának fejlesztése, a kinematikai szempontból optimalizált váltórész vagy a mozgatható keresztezési csúcs jelentős javulásokhoz vezet. Az aljak jól megtervezett rugalmas ágyazása, valamint a nagy ellenállású anyagok használata egyaránt védik az infrastruktúrát és a járműveket a tartósan nagy terhelésektől, valamint biztosítják a vasúti pálya és a kitérő elvárt minőségét. Ezek az intézkedések jelentősen hozzájárulnak az általános rendszeroptimalizálás célkitűzéseinek eléréséhez, ezáltal biztosítva az infrastruktúra rövid, közép- és hosszú távú műszaki-gazdasági hatékonyságát.
Irodalomjegyzék
- [1] Maurer T, Dietze U. Neuer Weichenstandard für Hochgeschwindigkeit – Erhöhte vertikale Elastizität. Eisenbahntechnische Rundschau ETR 1996;12.
- [2] Knoll B, Tapp C, Strauch A, Jörg A. Erfahrungen mit hochfesten Schienenstählen, Konferenzbeitrag auf 20. Internationale Tagung des Arbeitskreises Eisenbahntechnik (Fahrweg) der Österreichischen Verkehrswissenschaftlichen Gesellschaft – ÖVG. Salzburg, 2015.
- [3] Schilder R. USP: A contribution to save money in the track. The proof of USP at ÖBB. Presentation ARTS Advanced Rail Track Solutions, 2014.
- [4] Jussel D, et al. Der Einsatz verschleißfester Schienenstähle im Bogen und deren Einfluss auf das Laufverhalten. ZEVrail 140, 2016.
- [5] Loy H, Augustin A. Pushing the limits of ballasted railway track by high-strength USP made of PUR. Rail Engineering International, Edition 4. 2015
- [6] Ossberger U, Stocker E, Eck S.
- Performance of different materials in a frog of a turnout. Presentation International heavy Haul Conference 2015 in Perth.
- [7] Jörg A, Brantner HP, Scheriau S. Der Beitrag moderner Werkstoffe zur Optimierung des Fahrzeuglaufs – Problembekämpfung auf Basis des Verständnisses von Fahrzeuglauf, Einwirkungen und Schienenschädigung. ZEVrail 144, 2017.
- [8] Ziethen R, Benenowsky S, Kais A, Nuding E. Arrangement for Controlled Guidance of a Wheel Axle or of a Bogie of a Rail Vehicle Passing over Points. United States Patent, Patent Number: 1990;4(925):135., Date of Patent: May 15, 1990.
- [9] Megyeri J. Bewegungs geometrische Überlegungen bei der Entwicklung von Eisenbahnweichen. AET Archiv für Eisenbahntechnik 1985;40:59–63.
- [10] Ossberger H. Korszerű nagysebességű váltórendszer – A geometriai és szerkezeti követelményektől a jelző integrációjáig. Budapest: MAÚT25 Nemzetközi tudományos szimpózium; 2019.
- [11] Ossberger H. Successful Introduction of Kinematic Gauge Optimisation (KGO) in Heavy Haul Turnouts. Proceedings 8th International Heavy Haul conference 14–16 June 2005; p. 338–344.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.