Como resolver o problema de os vagões de grande porte rolarem sobre os carris? Detecção e ajuste do desgaste do rebordo das rodas, do desvio do afoamento e da deformação estrutural

Tipos e riscos da corrosão dos carris

Inspeção do sistema ferroviário

Os problemas de precisão na instalação dos carris são a principal causa do desgaste irregular dos carris, representando 35%~40% do total de casos de desgaste irregular. A investigação deve ser realizada passo a passo, em quatro dimensões: retilineidade dos carris, desvio do entre-eixos, estado das juntas dos carris e diferença de cota de circulação. O desvio de retilineidade dos carris deve ser avaliado de acordo com a norma GB/T 10183-2023, não podendo o desvio da linha central dos carris em relação à linha de referência exceder ±3 mm/40 m. Quando a retilineidade excede os limites, as rodas geram uma força de impacto lateral ao passar pelos pontos de curva da via. Método de medição: estabelecer um ponto de medição a cada 2 m ao longo de toda a extensão da via e registar o desvio transversal em cada ponto utilizando uma régua de aço ou um teodolito.

O desvio da bitola é o segundo problema mais comum nas vias férreas. Quando o vão da ponte rolante não corresponde ao vão da via, gera-se uma força lateral que faz com que a borda da roda circule em contacto direto com a face lateral do carril. Para vãos não superiores a 30 m, o valor admissível do desvio da bitola é de ±5 mm; para vãos superiores a 30 m, é de ±8 mm. É importante ter em conta a direcionalidade do desvio de bitola — quando a via se contrai para o interior, as rodas ficam presas; quando se expande para o exterior, a folga do rebordo da roda aumenta, mas a oscilação do veículo intensifica-se. Para mais informações sobre a conceção detalhada da fundação da via e as tolerâncias de instalação, consulte os artigos da mesma série.Normas de conceção e construção de fundações para vigas de via de guindastes。

O tratamento inadequado das juntas dos carris é também um fator importante que contribui para o desgaste dos carris. Quando a diferença de nível entre as juntas excede 1 mm ou o desalinhamento horizontal é superior a 1 mm, as rodas sofrem um impacto lateral cada vez que passam por uma junta. Os carris com ligação sem costura por soldadura termolítica permitem eliminar o impacto nas juntas. A dilatação dos carris provocada pelas variações de temperatura é dada pela fórmula ΔL = α × L × ΔT (α = 1,2 × 10⁻⁵/°C). Num carril com 25 m de extensão, a dilatação é de cerca de 12 mm com uma diferença de temperatura de 40 °C, pelo que deve ser reservada uma folga de 10 a 15 mm nas juntas.

Inspeção das rodas de veículos pesados

Os fatores relacionados com as rodas constituem a segunda principal causa de desgaste dos carris, representando 25%~30%. Os principais parâmetros de inspeção incluem cinco itens: diferença no diâmetro da banda de rodagem, desvio na espessura do rebordo, circularidade da banda de rodagem, desvio horizontal e desvio vertical. Quando a diferença no diâmetro da banda de rodagem de um par de rodas no mesmo eixo excede 0,5 mm, surge uma diferença na velocidade de circulação entre os dois lados, fazendo com que o carro se desvie para o lado com o diâmetro menor. Quando o desvio de circularidade da superfície de rodagem da roda (elipticidade) excede 0,3 mm, provoca um desgaste cíclico dos carris, com intervalos de desgaste iguais ao perímetro da roda, sendo esta característica muito evidente.

Quando o desvio horizontal das rodas excede L/1000 (sendo L a distância entre eixos), produzem-se forças laterais entre as rodas e os carris, o que constitui uma causa comum de desgaste unidirecional dos carris. Um desvio vertical das rodas superior a L/1000 leva a uma redução de 50% ou mais na área de contacto entre a banda de rodagem da roda e o topo do carril. Quando a diferença diagonal for superior a 5 mm ou o desvio do vão entre as quatro rodas for superior a ±5 mm, verifica-se um desgaste alternado bidirecional dos carris. Para obter informações detalhadas sobre o ajuste do desvio e do vão das rodas, consulte os artigos da mesma série.Ajuste da largura entre carris e do vão do carro de guindaste: normas de tolerância / correção diagonal / prática de alinhamento das rodas。

Verificação da deformação estrutural

O desgaste dos carris causado por deformações estruturais representa 15%~20%. No que diz respeito à flexão lateral (flexão horizontal) da viga principal, de acordo com a norma GB/T 14405, a tolerância para a flexão lateral horizontal da viga principal é de S/2000, não podendo exceder 20 mm. A torção da viga terminal provoca a perda de paralelismo entre as duas rodas do mesmo lado. Os métodos de reparação da torção da viga terminal incluem o método de correção com chama (aquecimento local a 600~800 °C seguido de arrefecimento natural) e o método das barras de pré-esforço (soldagem de barras no interior da viga terminal para aplicar pré-esforço na direção oposta).

O assentamento desigual das fundações é responsável por 5%~10% dos casos de desgaste dos carris, manifestando-se sob a forma de desgaste sazonal. Método de deteção: devem ser estabelecidos pontos de observação permanentes do assentamento em ambas as extremidades da via e no ponto central do vão, medindo-se trimestralmente as variações de cota com um nivelador. Quando a taxa de assentamento diferencial da fundação da via exceder 2 mm/mês durante 6 meses consecutivos, é necessário proceder ao reforço da fundação (reforço por injeção de cimento ou substituição por estacas).

Método de ajuste do alinhamento por rolamento nos carris

O ajuste dos carris tem prioridade sobre o ajuste das rodas. A correção da retilineidade dos carris pode ser efetuada através do empurramento seccional, utilizando um macaco helicoidal em conjunto com um teodolito. O método de ajuste do desvio horizontal das rodas consiste na colocação de calços entre a caixa de rolamentos angular e a viga terminal. Após o ajuste, é necessário medir novamente a diferença diagonal e a diferença de vão — o desvio do vão entre as quatro rodas não deve exceder ±5 mm e a diferença diagonal não deve exceder 5 mm, sendo estes os critérios de conformidade.

Quando a deformação estrutural for grave, é necessário desmontar a viga principal para a endireitar. O método de endireitamento com chama é adequado para vigas principais de Q235B/Q345B, devendo a temperatura de aquecimento ser mantida entre 600 e 800 °C. O método das tirantes de pré-esforço é adequado para a reparação da torção das vigas terminais; o diâmetro das tirantes é geralmente de 20 a 30 mm, e o pré-esforço aplicado corresponde a 60% a 70% da resistência de escoamento das tirantes.

Prevenção e gestão da manutenção

A prevenção do desgaste dos carris reside na criação de um sistema de monitorização sistemática dos carris e das rodas. Ciclos de inspeção da retilineidade e do afoamento dos carris: uma vez a cada 3 meses para o regime de trabalho pesado A6 e superior; uma vez a cada 6 meses para o regime intermédio A4 a A5; e uma vez por ano para o regime leve A3 e inferior. A manutenção das rodas deve centrar-se em três parâmetros: espessura do rebordo, diâmetro da banda de rodagem e folga dos rolamentos. Se a espessura do rebordo diminuir para 60 % da espessura original, a roda deve ser substituída.

Os operadores devem verificar visualmente, todos os dias antes do arranque, se existe a presença de limalhas metálicas na superfície dos carris e estar atentos a ruídos anormais durante o funcionamento. Deve ser criado um registo de avarias relacionadas com o desgaste dos carris, de modo a constituir uma base de dados de conhecimento sobre avarias. A Krud Heavy Industry aplica o referido sistema de inspeção durante os testes de colocação em serviço no local e na manutenção pós-venda, mantendo a taxa de paragens não planeadas causadas pelo desgaste dos carris abaixo de 2%.

Perguntas frequentes