Stanowisko rolkowe opracowane w ramach projektu INFRAIL służy, jako jedyne w Polsce, do odtwarzania współpracy koła i szyny w warunkach rzeczywistej eksploatacji. Od maszyn tribologicznych i stanowisk składających się z dwóch walcowych dysków odróżnia je rzeczywista geometria rolek (profil koła i szyny odtworzony w skali 1:2) oraz możliwość przeniesienia opracowanych wniosków do rzeczywistej eksploatacji pojazdów szynowych. Na podstawie artykułu przeglądowego z 2023 roku [1] można stwierdzić, że jest to jedyne znane stanowisko rolkowe w skali światowej, w którym możliwy jest pomiar chwilowej intensywności zużywania (z częstotliwością 30 Hz) i odniesienie go do chwilowych warunków eksploatacji. Umożliwia to zastosowania technika pomiaru bezkontaktowego – termowizja (działanie stanowiska przedstawia poniższy film).
Dotychczas, dla ilościowego określenia zużycia pary ciernej albo wykreślenia charakterystyk zużywania się dla różnych warunków eksploatacji (ang. wear regimes/rate maps) na podobnych stanowiskach badawczych przeprowadzano wielokrotne, długotrwałe próby, w wyniku których mierzono masę albo objętość produktów zużywania. Opracowane stanowisko rolkowe znacznie skraca ten proces umożliwiając odtworzenie wielu przypadków eksploatacyjnych poprzez automatyczną realizację ruchu koła na szynie (włączywszy w to przemieszczenia poprzeczne, kąt nabiegania koła na szynę, prędkość toczenia, mikropoślizgi w kontakcie oraz siłę nacisku). Sterowanie jest realizowane za pomocą komputera z dedykowaną aplikacją LabView.
Stanowisko rolkowe umożliwia głębsze zrozumienie przyczyn zużywania się koła i szyny, ponieważ oferuje odniesienie zmierzonego przebiegu współczynnika intensywności zużywania się do zmiennych warunków ruchu.
Stanowisko zostało opracowane przede wszystkim do rozwinięcia metody bezkontaktowego pomiaru intensywności zużywania w kontekście rzeczywistych pojazdów (projekt INFRAIL), a więc do wykonania nowatorskiego systemu diagnostycznego. Posłużyło do zarejestrowania zbioru danych niezbędnego do nauczenia algorytmów identyfikujących intensywność zużywania oraz rodzaj kontaktu. Opracowane stanowisk zostało docenione jako wnoszące istotny wkład w stan wiedzy naukowej, co zostało potwierdzone publikacją [2]:
Należy dodać, że opracowane stanowisko może służyć również do innych badań z zakresu dynamiki pojazdów szynowych, badań wibroakustycznych, a także badań nowych materiałów, z których wykonuje się koła i szyny oraz do testów modyfikatorów tarcia (obecnie bardzo popularnych w kontekście ograniczenia intensywnego zużywania oraz emisji hałasu). Stanowisko rolkowe zostało zaprojektowane modułowo, z myślą o rozwoju i przyszłych przebudowach w celu dostosowywania go do bieżących potrzeb badawczych. Na poniższych rysunkach przedstawiono widoki stanowiska rolkowego.
![]() Widok rolek, po lewej stronie widoczny obiektyw kamery termowizyjnej z niebieskim pierścieniem | ![]() Układ napędowy stanowiska rolkowego (z wyjątkiem niewidocznego silnika głównego odpowiedzialnego za ruch toczny) |
[1] S. Shrestha, M. Spiryagin, E. Bernal, Q. Wu, C. Cole, Recent advances in wheel-rail RCF and wear testing, Friction. 11 (2023) 2181–2203. doi:10.1007/s40544-022-0705-7.