Anti head check -kiskoprofiilin vaikutus junakaluston ohjautumiseen
Sangi, Ida (2021)
2021
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-01-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202012229133
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202012229133
Tiivistelmä
Vuonna 2014 kiinnitettiin huomiota Suomen rataverkolta löytyneisiin kaarteiden ulkokiskon vierintäväsymisvaurioihin, niin sanottuihin head check -vaurioihin. Näitä havaittiin erityisesti Helsingin ja Tampereen välisellä rataosuudella. Tämän seurauksena otettiin käyttöön korjaava anti head check- hionta (AHC-hionta), jonka tarkoituksena on hioa muodostuneet head check -vauriot pois ja lisäksi estää pyörän ja kiskon välisen kontaktipinnan muodostumista head check -herkälle alueelle kiskon kulkupinnalla.
Anti head check -hionnasta ei ole kuitenkaan tehty merkittäviä tutkimuksia, miten kyseinen hionta vaikuttaa kaluston kulkuominaisuuksiin radalla. Tässä työssä perehdyttiinkin anti head check -hiontaan kyseisestä näkökulmasta simuloinnin avulla. Simulointiin käytettiin VampirePro -ohjelmistoa.
Simuloinneissa tarkasteltiin SBB:ltä saatua anti head check -profiilia, mutta työssä otettiin huomioon myös kulumisen vaikutus käyttämällä radalta mitattuja todellisia kiskoprofiileja. Tämän seurauksena otettiin huomioon myös se, että anti head check -hiontaa on Suomessa tehty lähinnä korjaavana hiontana, eli radalta mitattu profiili ei ole välttämättä missään vaiheessa vastannut SBB:ltä saatua referenssiprofiilia. Lisäksi tarkasteluja tehtiin myös vertailukohteena ideaalilla 60E2-, 54E1- ja 54E5-profiileilla. Pyöräprofiileina käytettiin ideaalia ja kuluneita S1002-profiileita sekä ideaalia että kuluneita EPS/h32/e28,5/10%-profiileja. Kalustona käytettiin Tampereen teknillisen yliopiston aiemmassa projektissa verifioitua kaksikerroksisen InterCity-vaunun, eli Ed-vaunun, kalustomallia.
Työssä tarkasteltiin ensin ohjautumista vierintäsäde-eron mukaan, joiden perusteella valittiin tarkempiin simulointeihin pyörä-kisko -yhdistelmät. Tarkemmissa simuloinneissa tutkittiin kaluston käyttäytymistä kaarteissa liukuvoimien, Tγ-arvojen sekä poikittaiskiihtyvyyksien näkökulmasta. Erityisesti kiinnitettiin huomiota laippakontakteihin. Näissä tarkasteluissa käytettiin kolmea eri kaarresädettä, joista kustakin valittiin kaksi eri kallistusta.
Saatujen tulosten perusteella voidaan sanoa, että ideaalin anti-head check -profiilin vaikutukset ohjautumiseen itsessään ovat pieniä. Kuitenkin havaittiin, että anti head check -profiili saattaa vaikuttaa kiskon kulumisnopeuteen sitä kasvattavasti. Kiskon kulumisen seurauksena ohjautuminen puolestaan heikkenee tulosten puitteissa.
Anti head check -hionnasta ei ole kuitenkaan tehty merkittäviä tutkimuksia, miten kyseinen hionta vaikuttaa kaluston kulkuominaisuuksiin radalla. Tässä työssä perehdyttiinkin anti head check -hiontaan kyseisestä näkökulmasta simuloinnin avulla. Simulointiin käytettiin VampirePro -ohjelmistoa.
Simuloinneissa tarkasteltiin SBB:ltä saatua anti head check -profiilia, mutta työssä otettiin huomioon myös kulumisen vaikutus käyttämällä radalta mitattuja todellisia kiskoprofiileja. Tämän seurauksena otettiin huomioon myös se, että anti head check -hiontaa on Suomessa tehty lähinnä korjaavana hiontana, eli radalta mitattu profiili ei ole välttämättä missään vaiheessa vastannut SBB:ltä saatua referenssiprofiilia. Lisäksi tarkasteluja tehtiin myös vertailukohteena ideaalilla 60E2-, 54E1- ja 54E5-profiileilla. Pyöräprofiileina käytettiin ideaalia ja kuluneita S1002-profiileita sekä ideaalia että kuluneita EPS/h32/e28,5/10%-profiileja. Kalustona käytettiin Tampereen teknillisen yliopiston aiemmassa projektissa verifioitua kaksikerroksisen InterCity-vaunun, eli Ed-vaunun, kalustomallia.
Työssä tarkasteltiin ensin ohjautumista vierintäsäde-eron mukaan, joiden perusteella valittiin tarkempiin simulointeihin pyörä-kisko -yhdistelmät. Tarkemmissa simuloinneissa tutkittiin kaluston käyttäytymistä kaarteissa liukuvoimien, Tγ-arvojen sekä poikittaiskiihtyvyyksien näkökulmasta. Erityisesti kiinnitettiin huomiota laippakontakteihin. Näissä tarkasteluissa käytettiin kolmea eri kaarresädettä, joista kustakin valittiin kaksi eri kallistusta.
Saatujen tulosten perusteella voidaan sanoa, että ideaalin anti-head check -profiilin vaikutukset ohjautumiseen itsessään ovat pieniä. Kuitenkin havaittiin, että anti head check -profiili saattaa vaikuttaa kiskon kulumisnopeuteen sitä kasvattavasti. Kiskon kulumisen seurauksena ohjautuminen puolestaan heikkenee tulosten puitteissa.