närbild järnväg

Prognoser för sprickbildning ökar järnvägens driftsäkerhet

​​Sprickbildning i räls och hjul är en av de största underhållskostnaderna för järnvägstrafiken. Det är också orsaken till många förseningar och stopp som kan leda till stora kostnader för både tågbolag och banförvaltare. Men genom metoder, utvecklade på Chalmers, som förutsäger sprickbildning i räls och hjul, är tågtrafiken nu mer driftsäker och miljövänlig än tidigare.​
​Mer än hälften av underhållskostnaderna för spår och godsvagnar beror på slitage. Sprickbildningar i hjul och räls står för majoriteten av slitaget. Tillsammans med organisationer som har koppling till järnvägstrafiken har Chalmers Railway Mechanics (Charmec*) utvecklat kriterier för att bedöma risken för sprickbildning i hjul och räls. Anders Ekberg är biträdande professor vid Institutionen för mekanik och maritima vetenskaper samt föreståndare för Charmec: 

– Allt mer järnvägstrafik går på samma nätverk vilket leder till mindre fönster för underhåll. Men genom att kunna förutsäga sprickbildning minskar risken för driftstörningar, oplanerat underhåll och miljöpåverkan. Då kan även kostnaderna hållas nere. Och det är en nödvändighet för en fungerade och effektiv järnväg, säger han.

Grunden till kriterierna ligger i forskning som gjorts inom Charmec. Där har forskning på sprickbildning i kontakten mellan hjul och räls kopplats samman med forskning inom järnvägsdynamik. Resultat är de kriterier som idag är ett standardverktyg för ingenjörer som utformar hjul och boggier för tåg. Dessutom är de implementerade i de flesta kommersiella program som används för att analysera hur tågen belastar spåret. 

Upptäcker risker redan på designstadiet

Kriterierna som utvecklats på Chalmers är också en viktig ingrediens i design, virtuell testning och produktgodkännande. Det innebär att ingenjörer, redan på designstadiet kan säkerställa att utformningen av räls, växlar, hjul och boggier har egenskaper som ger en acceptabelt låg risk för sprickbildning.

– Jag ser utvecklingen av dessa kriterier som en viktig del i vad jag anser vara kärnan i järnvägens digitalisering: Att ha så träffsäkra numeriska simuleringar att enbart validering behövs i fält då nya produkter införs eller omfattande underhåll genomförs, säger Anders Ekberg. ​

Exempel där kriterierna sparat mycket pengar är utformningen av nya växelgeometrier som minskade underhållskostnaderna för växlarna med i storleksordningen 20 procent. De har även använts för att optimera hjulprofiler på Malmbanan vilket är en bidragande anledning till att trafiken nu börjar uppgraderas från 30 till 32,5 tons axellast. 

*Charmec är ett nationellt centrum inom järnvägsmekanik. Läs mer om Charmec​.

Text: Anders Ryttarson Törneholm

Publicerad: on 04 dec 2019.