Professor Jan Lundberg vid Luleå tekniska universitet visar sin mätapparat. Foto: Katarina Karlsson
Dagens friktionsmätningar och beräkningar på järnvägsräls är grovt missvisande och gör underhållet onödigt dyrt. Men det ska en ny uppfinning från Luleå universitet ändra på.
En stor utmaning för dagens järnvägssystem är att minska kostnaderna och effektivisera underhåll av spårkomponenter. Det är inte enbart tyngden och trycket av tåget mot rälsen som är problemet när det gäller slitage, utan även friktionen av hjulen som sliter på rälsen. Jan Lundbergs forskarteam vid Luleå tekniska universitet har gjort unika tester med riktiga fullastade malmtåg som i full gas kört på järnvägsräls i Lappland. Deras tester visar att beräkningar och mätningar som görs med dagens utrustning när det gäller friktion på järnvägsräls och som ligger till grund för dagens kostnadsberäkningar av underhåll, är grovt missvisande.
En liten apparat ska göra stor nytta på alla världens järnvägar. Det är syftet när en helt ny bärbar provare, som fästs direkt på järnvägsrälsen, kan mäta slitage och friktion med stor säkerhet på alla typer av järnvägsräls – och därmed minska kostnaderna för underhåll. Apparaten är framtagen vid Järnvägstekniskt centrum (JVTC), Luleå tekniska universitet.
– Den här uppfinningen har möjlighet att kunskapsmässigt föra forskningen framåt och reducera kostnaderna för järnvägsunderhåll. Vinsten är möjligheten att kunna beräkna underhållsbehov med betydligt större noggrannhet än tidigare, säger Jan Lundberg, professor i drift- och underhållsteknik och tribologi vid JVTC.
Trots att friktions- och slitageprovaren ser så oansenlig ut har den förmågan att motsvara tyngden av ett fullastat malmtåg när slitage och friktion ska mätas på järnvägsräls som är i drift. Provaren som är tillverkad i mässing, aluminium och rostfritt stål, kan fästas på alla typer av räl, hur sliten den än är. Den har åtta hjul som justeras för att ligga rätt vid provning.
Likt en rysk docka fälls olika tyngder ner i provaren, beroende på vilken typ av tåg apparaten ska föreställa, persontåg, godståg eller ett fullastat malmtåg i full fart. Det är en ytterst liten kula (bara 5 mm)i mitten under provaren som gör att den lilla provarens tyngd kan motsvara ett tungt godståg. Därför behöver apparaten endast dras 5 cm på en räl vid några olika mätpunkter för att få ett realistiskt mätresultat.
Provaren ger en verklighetsförankring när det gäller friktion (friktionskoefficienter)och slitage (slitagekonstanter) för järnväg i praktiken, utan motsvarighet i dag tack vare att den tar hänsyn till allt det som i praktiken ligger på spåret, exempelvis fukt, snö, is, smörjrester, rost, växtdelar bromsbackavlagringar, avlagringar från nedfallen last och annat.
– De orealistiska mätresultat som levereras med dagens metoder kan göra att kostnaderna för underhåll av järnväg beräknas helt fel. Ute i fält håller rälsen kanske i tjugo år, fast de felaktiga resultaten kan en ge prognoser på hållbarhet i bara fem år, säger Jan Lundberg
Friktions- och slitageprovaren har patentskyddats och testas skarpt redan i år.
