Актуальность разработки УИН для принудительного ввода рельсовых плетей в оптимальную температуру закрепления

В последние десятилетия в промышленности все больше начинают применять новые высокотехнологичные комплексы для различных целей, облегчающие труд человека и обладающие высокими технико-экономическими показателями. Не исключением является компания ОАО «РЖД» внедряющая в производство, ремонт и техническое обслуживание рельсовых плетей, новые технологии, так как от качества железнодорожного пути напрямую зависят безопасность и скорость перевозок.
Несмотря на то, что традиционно основные путевые работы приходятся на лето, в последнее время железнодорожники резко увеличили объемы зимнего ремонта пути. Однако, зимняя укладка пути имеет свои особенности.
Рельсы летом становятся существенно длиннее, чем зимой, это обусловлено расширением веществ при повышении температуры. Следовательно, нагрев плети в свободном состоянии приведет к её удлинению, а остывание плети в свободном состоянии будет вызывать её равномерное укорочение. Поэтому при наступлении положительных температур производят перекладку бесстыкового пути смонтированного при отрицательных температурах, что влечет немалые затраты.
В связи с этим, для обеспечения прочности и устойчивости бесстыкового пути, ОАО «РЖД» было принято решение, что все вновь укладываемые плети должны закрепляться при оптимальной температуре tопт (температура закрепления). Температура закрепления – это температура рельсовой плети, при которой в плети отсутствует сила, т.е. если при температуре рельса равной температуре закрепления ослабить плеть, то плеть не изменит своей длины.
В случаях, когда температура рельсовых плетей ниже оптимальной более чем на 5°С, используются принудительные способы ввода плетей в оптимальную температуру закрепления. Принудительный ввод осуществляется созданием желаемых удлинений, соответствующих разнице предыдущей и новой температуры закрепления, с помощью искусственного нагрева рельсов, например, нагревательным устройством (НУ) Зубова или растяжением их с помощью устройств натяжных гидравлических (УНГ).
НУ Зубова представляет собой платформу, которую толкает маневровый тепловоз, установлен воздушный компрессор и емкость для солярки. Сжатый воздух и дизтопливо по шлангам и трубопроводам подаются в устройство, которое на роликах двигается по рельсам. В него вмонтированы четыре форсунки, по две с каждой стороны. Они и являются источниками пламени. Рельсы нагревают до температуры 45÷50 градусов. С другой стороны, к рельсам прицепляют специальные УНГ, которые с огромной силой тянут на себя рельсы.
Однако при использовании НУ Зубова не обеспечивается сохранность неметаллических элементов промежуточных скреплений при воздействии на них пламени горелок, а с помощью УНГ можно изменить длину рельса не более чем до значения, соответствующего температуре закрепления 30°С. Поэтому задача внедрения на железной дороге технологии, позволяющей поставить рельсовые плети в нужный температурный режим, позволяющая произвести равномерный нагрев по всему сечению рельса до заданной температуры с сохранением неметаллических элементов промежуточных скреплений, является чрезвычайно актуальной.
Заключение
Индукционный нагрев – бесконтактный нагрев электропроводящих материалов токами высокой частоты, позволяющий производить безопасный нагрев рельс поскольку не применяется открытый огонь, а значит помогает улучшить условия труда работников – не производит дыма, чрезмерной жары, токсичных выбросов.
При индукционном нагреве обрабатываемая деталь никогда не вступает в прямой контакт с пламенем, теплота возникает прямо внутри рельса под действием переменного тока. В результате, деформации, искажения и брак сводятся к минимуму.
По сравнению с НУ Зубова и УНГ данный комплекс индукционного нагрева обеспечивает сохранность неметаллических элементов промежуточных скреплений и производит нагрев рельс в условиях умеренного климата при температуре от минус 20°С до оптимальной температуры закрепления с высокой точностью поскольку преобразователь частоты можно включать и выключать мгновенно. Контроль температуры осуществляется с помощью пирометрических датчиков отдельно по каждой плети в автоматическом режиме.


Также система обладает возможностью работы, как в автономном режиме, так и в составе путеукладочного комплекса и позволяет сократить количество обслуживающего персонала.