ريلغريندر

آلة تجليخ السكك الحديدية هي مركبة أو قطار يُستخدم لصيانة السكك الحديدية، حيث تعمل على استعادة شكلها وإزالة التضاريس غير المستوية من المسارات المتآكلة ، مما يُطيل عمرها ويُحسّن من راحة القطارات. طُوّرت آلات تجليخ السكك الحديدية لزيادة عمر المسارات التي تُصان بسبب تموجات السكك. تُجرى عملية تجليخ السكك الحديدية لوقف التشوه الناتج عن الاستخدام والاحتكاك، وذلك بإزالة التشوهات والتآكل. ^{[ 1 ]} تكون مسارات السكك الحديدية التي تتعرض للاستخدام المستمر أكثر عرضةً للتموج والتآكل. تُستخدم آلات تجليخ السكك الحديدية لتجليخ المسارات عند وجود تموجات، أو قبل بدء تشكلها. تستخدم خطوط قطارات الشحن الرئيسية آلات تجليخ السكك الحديدية للصيانة بناءً على حمولة الشحن، وليس على أساس الوقت. ^{[ 2 ]} تستمر أنظمة النقل ومترو الأنفاق في المدن الكبرى في استخدام عمليات تجليخ السكك الحديدية المجدولة لمكافحة التموجات الشائعة في المسارات كثيفة الاستخدام. يمكن تركيب معدات طحن القضبان على مركبة ذاتية الدفع واحدة أو على قطار مخصص لطحن القضبان، والذي قد يضم، عند استخدامه على شبكة واسعة، أماكن إقامة للطاقم. تُضبط عجلات الطحن، التي قد يزيد عددها عن 100 عجلة، بزوايا محددة لإعادة المسار إلى شكله الصحيح.

تُستخدم هذه الآلات في أمريكا الشمالية وأوروبا منذ أوائل القرن العشرين. وهي من صنع شركات متخصصة في صيانة السكك الحديدية، والتي قد تقوم أيضاً بتشغيلها بموجب عقد.

شهدت أوائل العقد الأول من الألفية الثانية تطورات عديدة في تكنولوجيا صيانة السكك الحديدية، أبرزها إدخال تقنية إعادة تشكيل القضبان باستخدام قطارات طحن القضبان ، والتي يُزعم أنها تتميز بدقة عالية في شكل القضبان وجودة سطحها المُعالَج. وهناك تقنية أخرى تحظى بقبول واسع في أوروبا، وخاصة في ألمانيا، وهي تقنية الطحن عالي السرعة . ورغم أنها لا تُعيد تشكيل القضبان بنفس كفاءة قطارات الطحن الأخرى، إلا أن سرعتها التي تبلغ حوالي 80  كم/ساعة تُتيح إزالة العيوب ومنعها مع تأثير ضئيل أو معدوم على حركة المرور المُجدولة.

تُصنّع شركة إريكو آلات تجليخ وحفر يدوية للسكك الحديدية، تُستخدم في صيانة مساراتها. وتستخدم إريكو محركات هوندا رباعية الأشواط لتشغيل آلات الحفر والتجليخ الخاصة بها. تُستخدم آلات التجليخ لتجهيز القضبان قبل تركيب الوصلات، وتُعدّ أداة متعددة الأغراض قادرة على تجهيز القضبان وصيانتها وإصلاحها. ^{[ 3 ]}

مؤشر جودة الطحن (GQI) هو نموذج برمجي يُستخدم لقياس شكل السكة الحديدية. يتيح هذا المؤشر مقارنة شكل السكة المطلوب بالشكل الفعلي. يعتمد برنامج GQI على أجهزة ليزرية مثبتة في مقدمة ومؤخرة آلة طحن السكك الحديدية. يسمح استخدام هذه الأجهزة في مركبات صيانة السكك الحديدية، مثل آلات الطحن، للعمال والمقاولين بأخذ قياسات دقيقة لشكل السكة قبل وبعد الطحن. يتراوح مؤشر GQI من 0 (أولوية منخفضة) إلى 100 (أولوية عالية). يستطيع برنامج جودة الطحن تسجيل وتوثيق القياسات بشكل مستقل، وتوفير تصنيف GQI لكل سكة على المسار قبل وبعد كل عملية طحن. تكمن ميزة استخدام برنامج GQI في إمكانية إعداد تقارير ما بعد الطحن ليستخدمها المخططون لاحقًا في تحديد أولويات عمليات الطحن ومراقبتها بشكل أفضل في المستقبل. كما توفر تقارير GQI تحليلاً لمدى اتساق شكل السكة لتحديد ما إذا كانت عمليات الطحن تُحسّن شكل السكة أو تُؤدي إلى تدهوره باستمرار. كما يتيح استخدام برنامج GQI إمكانية إجراء تقييمات دقيقة لفعالية آلة تجليخ القضبان في الوقت الفعلي، مما يسمح بتحديد أولويات العمل بكفاءة أكبر وتنفيذه في الوقت المناسب. ^{[ 4 ]}

في صناعة السكك الحديدية، تنطوي الاستخدامات المطولة لمركبات صيانة السكك الحديدية أثناء أعمال الصيانة والإنشاء على مخاطر. ومن المخاطر الشائعة التعرض المطول للاهتزازات الجسدية المفرطة والصدمات على المحورين الرأسي والأفقي للعمود الفقري القطني والصفائح الفقرية ، مما قد يؤدي إلى إصابات في العمود الفقري أو تلف طويل الأمد في بنية عظام الفقرات . وقد اقترح المؤتمر الأمريكي لخبراء الصحة الصناعية الحكوميين عتبات للاهتزازات الجسدية، مع بعض الإرشادات المستندة إلى معايير ISO-2631، إلا أنه لم يتم نشر أو تطبيق عتبات التعرض لمركبات صيانة السكك الحديدية على نطاق واسع. ويحدد معيار ACGIH-TLV مدة التعرض للاهتزازات الجسدية بما لا يزيد عن 8  ساعات. وفي الاتحاد الأوروبي، تم اقتراح نموذج لتقييم مخاطر فشل العمود الفقري القطني في أسفل الظهر (نموذج VibRisk) نتيجة لأبحاث مخاطر الاهتزاز. يوفر نموذج VibRisk تقييمات أكثر دقة لمخاطر فشل الصفائح الفقرية على مستويات الفقرات القطنية الفردية، مع مراعاة وضعية السائق. بالمقارنة، تُشير تقييمات المخاطر باستخدام نموذج VibRisk إلى ارتفاع خطر فشل الصفيحة النهائية للفقرات القطنية في مستويات مختلفة مقارنةً  بمعايير ISO-2631 الجزء 5. ويتمثل العامل الرئيسي الذي يُراعيه نموذج VibRisk، والذي تفتقر إليه  معايير ISO-2631 الجزء 5، في إدراك وضعية المُشغِّل كعامل إجهاد إضافي عند تعرضه للاهتزازات والصدمات المتكررة. ^{[ 5 ]}

يُعدّ تموج القضبان أو ما يُعرف بـ"هدير القضبان" نوعًا من أنواع تآكل السكك الحديدية، وينتج عن احتكاك القضبان بعجلات القطار بمرور الوقت. وبمجرد بدء هذه العملية، تتفاقم بشكل متسارع مع مرور الوقت. ويتخذ التآكل الناتج عن احتكاك العجلات بين القضبان شكل العديد من الأخاديد والنتوءات التي يُخلّفها مع مرور الوقت، والتي قد تتطور أو لا تتطور إلى تموج في القضبان، وذلك بحسب الظروف. وتُصاب القضبان التي تُستخدم بكثافة وتتعرض لتآكل مستمر ومتواصل بالتموج. ويُقاس تموج القضبان بطول الموجة. ^{[ 1 ]} عادةً، تُعاني القضبان شديدة التموج من تشوه مقعر على سطح مسار السكة الحديدية على فترات تتراوح بين 20  و200  ملم. ^{[ 2 ]} ويمكن أن يُقلل التموج الكبير في القضبان من عمر خدمة المسارات، مما يستدعي استبدال المسار المتضرر. وينتج تموج القضبان عن الاحتكاك بين القضبان وعجلات القطار بشكل مماس وعمودي ومحوري. ^{[ ٢ ]} ينتج تموج التآكل عن الاحتكاك على السكة السفلية، التي تتلامس مع عجلة القطار . ويمكن تحديد التموج المفرط من خلال الطول الموجي الموجود على السكة العلوية، أو الخارجية. ^{[ ٢ ]} يمكن الحد من تموج السكة أو تقليله باستخدام قضبان معالجة حراريًا أو سبائك ، على عكس قضبان الكربون المركبة التقليدية. ^{[ ٢ ]} يتم حساب الميل التقديري للتآكل من خلال مراعاة التقلبات في تلامس السكة ومجموعة العجلات، مما يؤدي إلى اختلاف مقدار التآكل. يمكن أن تؤدي الخصائص الديناميكية لخطوط السكة المختلفة إلى درجات متفاوتة من تموج السكة من خلال استخدام مجموعات عجلات عالية السرعة. في دراسة لمسارات السكك الحديدية عالية السرعة ، تم فحص أربعة أنواع من المسارات من حيث ميلها لتكوين التموج (RHEDA 200، وAFTRAV، وSTEDEF، ومسار الحصى عالي الأداء )، ومن بين الأنواع الأربعة التي تم النظر فيها، كان مسار الحصى هو الأقل عرضة لتموج السكة، وكان مسار AFTRAV هو ثاني أكثرها موثوقية. ^{[ ٦ ]}

يمكن منع تموجات السكك الحديدية باختيار قضبان ذات تركيبات مادية أكثر مقاومة للتموج. وتُعد قضبان الصلب السبائكي المعالج حراريًا ذات الصلابة النسبية الأعلى هي الأكثر مقاومة، مقارنةً بفولاذ بسمر ، نظرًا لصلابتها النسبية الأكبر. وتُعتبر القضبان ذات صلابة برينل من 320 إلى 360 هي الأنسب لمقاومة التموجات. ^{[ 9 ]} قد تُغير القطارات سرعتها على المسارات في محاولة لمنع التموجات من التأثير على أجزاء أو قضبان أنظمة النقل. ^{[ 9 ]} يُعد تغيير سرعة القطار واتجاهه وحمولته مفيدًا لمكافحة تفاقم تموجات السكك الحديدية، حيث ينتج التموج عن الاحتكاك المنتظم المستمر. ^{[ 2 ]} في مترو الأنفاق وأنظمة النقل الرئيسية، لا يُمكن تغيير اتجاه القطارات، مما يجعل استخدام عمليات طحن السكك الحديدية السنوية أو نصف السنوية أكثر جدوى.

تُجرى عملية الصقل الوقائي للسكك الحديدية قبل ظهور أي علامات لتموجات السكك. تتفاقم تموجات السكك بشكل كبير إذا لم تُصقل أو تُصان العلامات الأولى للتموجات. ^{[ 2 ]} يزيل الصقل الوقائي التشوه الناتج عن الاحتكاك والتلف الكيميائي للسكك. ^{[ 1 ]} يُعد الصقل الدوري للسكك الحديدية عملية الصيانة الأساسية لمكافحة تموجات السكك الحديدية القصيرة أو المتموجة. ^{[ 9 ]} تُجرى عمليات الصقل بشكل دوري لمنع حدوث التموجات. يمكن استخدام عربات الصقل على خطوط الشحن التي تقطع مسافات طويلة في نفس الاتجاه إذا كان خط سكة حديد الشحن يُستخدم باستمرار. ^{[ 2 ]} تتزايد تموجات السكك الحديدية، وهي عبارة عن تراكم الكربون على سطح السكة نتيجة الاحتكاك، بشكل كبير. ^{[ 2 ]}

تُعدّ تموجات السكك الحديدية مصدرًا متكررًا لشكاوى الضوضاء من السكان. غالبًا ما تتفاقم اهتزازات المسار المتموج تدريجيًا، مما يُولّد احتكاكًا أكبر وتلامسًا بين المعادن. يُعدّ صوت تموجات السكك الحديدية المرتفع سببًا شائعًا لشكاوى الضوضاء في المجتمعات الحضرية والضواحي، ويكثر انتشاره عند سير القطارات بسرعات متوسطة. ^{[ 2 ]} يُطلق عليه غالبًا اسم التموجات قصيرة الخطوة، وهو المسؤول عن معظم ردود فعل السكان. ^{[ 9 ]} يؤثر الاهتزاز العالي والمزعج الناتج عن تموجات السكك الحديدية في أنظمة النقل على كلٍ من ركاب النقل والمجتمعات المحلية عند تقاطع خطوط السكك الحديدية. تُصدر التموجات قصيرة الخطوة ضوضاءً أعلى بكثير من احتكاك مسار السكك الحديدية العادي، بتردد يتراوح بين 500 و800 هرتز. ^{[ 9 ]} تُشاهد التموجات قصيرة الخطوة غالبًا على خطوط السكك الحديدية التي لا تخضع لصيانة دورية أو التي نادرًا ما تُستخدم. ترتبط صلابة دعامات السكك الحديدية ارتباطًا مباشرًا بالتموجات قصيرة الخطوة.

• برنامج بحثي في ​​الاتحاد الأوروبي، 2002-2006