Järnvägsuppfinning kan spara miljoner

En liten apparat ska göra stor nytta på alla världens järnvägar. Det är syftet när en helt ny bärbar provare, som genom att den fästs direkt på järnvägsrälsen, kan mäta slitage och friktion med stor verklighetsförankring på alla typer av järnvägsräls - och därmed minska kostnaderna för underhåll. Apparaten är framtagen vid Järnvägstekniskt centrum (JVTC), Luleå tekniska universitet.

– Den här uppfinnigen 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, för årtionden framöver, säger Jan Lundberg, professor i drift- och underhållsteknik och tribologi vid Luleå tekniska universitet och verksam vid Järnvägs tekniskt centrum (JVTC).

Han kallar den själv en ”liten sötnos” men skenet bedrar. 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 rälsen än är. Den har åtta hjul som justeras för att ligga rätt mot just den räl som är aktuell för provning, med all dess nötning och osymmetri.

Likt en rysk docka fälls olika tyngder ner i provaren, beroende på vilken typ av tåg apparaten ska föreställa, exempelvis persontåg (med eller utan passagerare), godståg eller ett fullastat malmtåg i full gas som dundrar förbi. Det är en ytterst liten kula (bara 5 mm)i mitten under provaren som kommer att ligga med all denna sin tyngd mot rälen och som gör att den lilla provarens tyngd kan motsvara till och med 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 predikteras vara miljontals kronor dyrare eller billigare än i verkligheten. Ute i fält håller rälen kanske i tjugo år fast de felaktiga resultaten kan exempelvis ge prognoser på hållbarhet i bara fem år, säger Jan Lundberg

En stor utmaning för dagens infrastrukturägare av 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 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 utrustningar när det gäller friktion på järnvägsräls och som ligger till grund för dagens kostnadsberäkningar av underhåll, är grovt missvisande.

Den lilla friktions- och slitageprovaren har patentskyddats (två patentansökningar) och kommer att utföra ytterligare tester utomhus under 2016.

Kontakt: Jan Lundberg, professor vid Luleå tekniska universitet, 070 22 10 35 jan.lundberg@ltu.se