Quelle est la vitesse de fonctionnement maximale d'une meule de rail ?

Pourquoi la réponse est une vitesse et non un régime moteur

La rupture d'une roue est due à la contrainte centrifuge, laquelle est liée à la vitesse de rotation de la jante, et non au nombre de tours de l'arbre par minute. Une roue de 350 mm et une roue de 125 mm, toutes deux conçues pour le transport ferroviaire, s'arrêtent à 50 m/s, mais atteignent cette vitesse à des vitesses de rotation de broche très différentes. La conversion s'effectue par la formule n = 954 930 ÷ D (n en tr/min, D en mm, pour v = 50 m/s). Chaque valeur donnée ci-après peut être vérifiée à l'aide du marquage de la roue.

Notez que chaque vitesse nominale se situe à 50 m/s ou légèrement en dessous de la valeur calculée ; il s’agit d’un choix délibéré, et non d’un arrondi approximatif. La machine est configurée de sorte que la roue, même à son diamètre maximal , reste dans la plage de vitesse nominale, et que, à mesure que la roue s’use, la vitesse en périphérie diminue.

Sur quoi repose le plafond de 50 m/s

La vitesse indiquée n'est pas une recommandation ; il s'agit de la vitesse maximale à laquelle la roue a résisté à un test de survitesse destructif. Les marges de sécurité varient selon les régions, ce qui explique pourquoi une même roue peut être vendue en Europe et en Amérique du Nord avec deux indications différentes.

Cette clause spécifique au secteur ferroviaire est plus stricte qu'une simple valeur d'éclatement, car elle exige un maintien : la roue est mise en marche à la vitesse d'essai et doit y résister pendant 30 secondes . Nos propres registres de mise en service pour les différentes catégories de roues ferroviaires indiquent un test de vitesse de sécurité à 4 775 tr/min pendant 30 secondes sans éclatement pour une catégorie, et à 8 276 tr/min pendant 30 secondes sans éclatement pour une autre, le test de vitesse d'éclatement ayant été mené à 11 014 tr/min sans défaillance . Il s'agit de données par roue, et non d'échantillons de lots ; les contrôles d'aspect, de dimensions, d'équilibrage et d'éclatement sont effectués sur chaque roue.

Une gamme de meules se situe délibérément en dessous de la limite de 50 m/s : la petite meule passive à grande vitesse utilisée sur les rectifieuses à grande vitesse est conçue pour une plage de fonctionnement inférieure, car sa vitesse de coupe est déterminée par la vitesse de déplacement du train et non par un moteur. Même matériau, principe de fonctionnement différent – et une référence différente dans la documentation. Pour voir comment ces deux gammes coexistent dans un même catalogue, consultez la gamme de meules pour rectifieuses ferroviaires haute performance .

Que devient le nombre lorsque la roue s'use ?

C’est sur ce point que les opérateurs se trompent le plus souvent, car cela va à l’encontre de l’intuition. La broche d’une meuleuse tourne à une vitesse à peu près constante ; par conséquent, à mesure que le diamètre de la meule diminue, la vitesse de rotation de sa périphérie diminue également : la meule devient plus sûre, mais son pouvoir de coupe diminue.

Fonctionner en dessous de la vitesse nominale est structurellement sûr, mais pas fonctionnellement optimal. Si l'on réduit considérablement la vitesse de coupe d'une meule, celle-ci cesse de couper proprement, se glace et se charge — symptômes décrits dans l'article « Pourquoi une meule à aiguiser les rails se glace et cesse de couper » . La vitesse indiquée est une limite supérieure ; la plage de fonctionnement efficace se situe juste en dessous.

Trois règles qui garantissent la validité de la notation

1. Lisez le marquage, pas la mémoire. Chaque roue conforme porte sa vitesse de fonctionnement maximale : la norme EN 12413 l’indique en m/s et en tr/min, la norme ANSI B7.1 en tr/min, en pieds par minute ou les deux. Si le marquage est illisible, la roue n’est pas apte au montage.
2. Il ne faut jamais modifier la capacité d'une roue en l'adaptant. Aléser ou réduire la taille d'une roue pour l'adapter à un axe plus rapide n'augmente pas sa capacité ; cela modifie l'ajustement de la roue sur la bride et supprime la marge invisible. La norme ANSI B7.1 stipule clairement que les bagues de réduction ne doivent pas être utilisées pour faire tourner une roue au-delà de sa vitesse nominale.
3. Choisissez une meule adaptée à la vitesse à vide de la machine. Vérifiez le fonctionnement de la machine sans charge : sa vitesse à vide est supérieure à la vitesse estimée en cours de coupe. La comparaison est la suivante : la vitesse nominale de la meule (convertie à partir de 50 m/s pour ce diamètre) doit être supérieure ou égale à la vitesse maximale de la broche de la machine.

L'origine des chiffres est aussi importante que les chiffres eux-mêmes. Molaton fabrique des meules de rectifieuse de rails conformes aux spécifications techniques du secteur ferroviaire et a participé à la rédaction de la norme industrielle JB/T 11431 relative aux meules de rectifieuse de rails . Par conséquent, la vitesse indiquée sur notre marquage est rattachée aux résultats d'essais effectués sur chaque meule, et non à une convention de fiche technique.