اصل فرمان قطارهای پرسرعت:

عملکرد چرخ های قطار را می توان به عنوان یک 'گاری' کوچکتر که یک چرخ بزرگتر را حمل می کند توصیف کرد. برخلاف خودروها، قطارها فرمان ندارند، پس چگونه به جلو حرکت می کنند یا حتی می چرخند؟ این کار در درجه اول توسط بوژی انجام می شود. هنگامی که قطار با سرعت معین وارد یک منحنی می شود، چرخ بیرونی چرخ جلو با قسمت داخلی ریل بیرونی تماس پیدا می کند و از طریق فشار بین آنها نیروی هدایت کننده ایجاد می کند. این نیروی هدایت کننده لحظه ای را ایجاد می کند که باعث می شود بوژی نسبت به مسیر بچرخد.

بوژی در اصل یک «گاری» است که از یک قاب و دو جفت چرخ تشکیل شده است. واگن قطار روی این «گاری» قرار دارد و اجازه می دهد درجه خاصی از چرخش داشته باشد. هر واگن قطار دارای دو «گاری» در زیر است که از کل قطار در هنگام حرکت در مسیرها پشتیبانی می کند. با این حال، از آنجایی که بوژها در زیر کالسکه نصب می شوند، معمولاً به راحتی قابل مشاهده نیستند.

توسعه و تولید چرخ قطارهای سریع السیر:

چرخ‌های قطار سریع‌السیر بیش از 50 فناوری کلیدی را در توسعه و تولید خود شامل می‌شوند که تولید آنها را به محصولاتی بسیار فنی و دشوار تبدیل می‌کند. از آنجایی که قطار با سرعت بیش از 300 کیلومتر در ساعت حرکت می کند، اصطکاک شدید بین چرخ ها و ریل ها رخ می دهد و دمای سطح چرخ ها به بالای 1000 درجه سانتیگراد می رسد. این گرمای شدید می تواند باعث ایجاد نقص در سطح چرخ ها شود که منجر به افزایش ارتعاش در حین کار شده و ایمنی قطار را تحت تأثیر قرار می دهد.

علاوه بر این، وزن هر واگن قطار سریع السیر بیش از 50 تن است و بیشتر وزن آن توسط چرخ ها تحمل می شود. به طور متوسط، یک جفت چرخ باید فشار تکراری بیش از ده تن را تحمل کند. بنابراین، چرخ‌های قطار سریع‌السیر باید الزامات متعددی مانند استحکام بالا، چقرمگی، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر ترک‌خوردگی حرارتی، مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر پوسته شدن را برآورده کنند. در حال حاضر، تنها چند کشور در سراسر جهان به این فناوری تسلط دارند. حتی چین، با صنعت ریلی پرسرعت خود که به سرعت در حال توسعه است، در ابتدا مجبور بود به واردات چرخ قطارهای سریع السیر متکی باشد.

مواد مورد نیاز برای چرخ های قطار سریع السیر:

چگونه اطمینان حاصل کنیم که چرخ‌های قطار سریع‌السیر می‌توانند دمای بالا را تحمل کنند در حالی که هنگام خنک شدن پس از توقف تغییر شکل نمی‌دهند؟ در حالی که این ساده به نظر می رسد، دستیابی به آن بسیار چالش برانگیز است. چرخ‌های قطار سریع‌السیر شامل یاتاقان‌های متعدد و قطعات کوچک با طرح‌های پیچیده هستند که نیاز به دقت بسیار بالایی در ساخت دارند.

وزن هر واگن قطار سریع السیر حدود 60 تن است و چرخ ها باید بارهای سنگین را در حین چرخش با سرعت بالا تحمل کنند که منجر به سایش سریع می شود. به طور کلی، چرخ های قطار سریع السیر هر 48 ساعت یا 4000 کیلومتر بازرسی می شوند و معمولاً هر شب نگهداری می شوند. ماده اولیه ای که برای ساخت چرخ قطارهای سریع السیر استفاده می شود، نوع خاصی از فولاد است که چین در ابتدا قادر به تولید آن نبود و مجبور به واردات آن با هزینه زیاد شد. پس از سال ها تحقیق و توسعه مستقل، چین اکنون دو نوع چرخ قطار سریع السیر تولید داخل را برای سری Fuxing خود دارد.

الزامات سختگیرانه ساخت چرخ قطار سریع السیر:

چرخ‌های قطار سریع‌السیر باید از عملکرد پرسرعت پشتیبانی کنند و بار کاری هزاران کیلومتر در روز را تحمل کنند، که جای کمی برای نقص باقی می‌گذارد. حتی یک عیب به کوچکی 0.2 میلی متر می تواند باعث آسیب یا ترک شود و خطرات ایمنی بالقوه را به همراه داشته باشد. بنابراین، ساخت چرخ های قطار سریع السیر به دقتی قابل مقایسه با ساخت ابزار دقیق نیاز دارد. این چرخ ها به استحکام، چقرمگی و پایداری استثنایی در دماهای پایین و بالا نیاز دارند.

ماده اولیه چرخ های قطار سریع السیر باید نوع خاصی از فولاد با درجه خلوص بالا و عاری از ناخالصی های فلزی باشد. به عنوان مثال، محتوای هیدروژن باید کمتر از دو قسمت در میلیون باشد. پس از آهنگری پیچیده و فرآیندهای متعدد، روکش‌های چرخ تحت بازرسی اولتراسونیک، آزمایش ذرات مغناطیسی برای بررسی مغناطیس و عایق بودن، تعادل استاتیکی، تست سختی و سایر بازرسی‌های دقیق قبل از اینکه محصول نهایی در نظر گرفته شوند، قرار می‌گیرند.

چرخ قطارهای پرسرعت و تقاضای آنها در بازار:

چرخ‌های قطارهای سریع‌السیر در معرض ساییدگی و پارگی شدید هستند و پس از طی ۱.۲ میلیون کیلومتر به بازرسی اجباری و در حدود ۲.۴ میلیون کیلومتر نیاز به تعویض دارند. این بدان معناست که تقاضای قابل توجهی در بازار برای چرخ‌ها و مجموعه‌های چرخ قطارهای پرسرعت وجود دارد. کشورهایی که بر این فناوری تسلط داشته اند، در طول سالیان طولانی از فروش سود برده اند. چین نیز از سر ناچاری چرخ‌های پرسرعت را با هزینه‌های بالا برای نگهداری و تعویض وارد کرده است. گزارش شده است که یک جفت چرخ قطار سریع السیر وارداتی بیش از 600000 RMB قیمت دارد. به عنوان مثال، قطار G105 از پکن جنوبی به شانگهای Hongqiao روزانه حدود 3042 کیلومتر را طی می کند، که به این معنی است که چرخ ها تقریباً هر دو سال یکبار باید تعویض شوند. هزینه سالانه چین برای واردات این چرخ ها بالغ بر 2 میلیارد یوان است.