Personalització de revestiments de ranura de coixinets domèstics per a carrils estàndard estrangers
- El rail UIC60 estàndard estranger té una amplada de base de 150 mm, mentre que l'amplada de la ranura de la travessa de formigó domèstica és de 143 mm. Quins problemes provoca aquesta diferència d'amplada de 7 mm? Com es pot utilitzar un "revestiment de goma escalonat" personalitzat per adaptar-se a això?
Aquesta diferència d'amplada impedeix que el rail es centre, la qual cosa requereix una instal·lació amb un desplaçament de 3,5 mm. Això fa que el desplaçament lateral del carril superi 1 mm, augmentant la taxa de desviació de l'ample del 3% al 12%. A més, la base del rail i la ranura estan en contacte unilateral (l'àrea de contacte es redueix un 50%), augmentant la tensió local de 120MPa a 180MPa. El desgast anual de la vora de la ranura arriba als 0,3 mm (normalment 0,1 mm), que requereix la reparació de la travessa cada tres anys. Mètode d'instal·lació: es dissenya un revestiment de goma escalonat personalitzat (10 mm de gruix), amb un costat de 7 mm d'ample (per omplir l'amplada) i l'altre costat que coincideix amb la ranura del carril domèstic (143 mm) per garantir el centrat del carril. El revestiment està fet de cautxú de cloropré (duresa Shore A de 65±5), amb un conjunt de compressió inferior o igual al 20% (70 graus x 168 h), adequat per a càrregues-a llarg termini. Després de la instal·lació, el desplaçament lateral del carril és inferior o igual a 0,5 mm, la desviació de l'ample es redueix al 5% i el desgast de la ranura del carril es redueix a 0,1 mm/any, el que el fa adequat per a operacions ferroviàries estàndard.
- El rail estàndard estranger AREMA136RE té un gruix de base de 28 mm (en comparació amb els 25 mm dels rails nacionals de 60 kg/m). La profunditat insuficient de la ranura del carril fa que el carril s'enfonsi 0,3 mm. Com pot resoldre aquest problema un "revestiment compost gruixut"? Quina és la combinació de materials del revestiment compost?
El problema d'enfonsament va provocar un "pas" de 0,3 mm a l'articulació del rail, augmentant la càrrega d'impacte dels trens que passaven un 25%, augmentant la tensió dels cargols de la placa de 120MPa a 160MPa i augmentant la taxa de trencament del 2% al 8%. A més, el contacte entre la base del rail i el revestiment era desigual, augmentant el desgast de 0,1 mm/any a 0,3 mm/any. La solució: un revestiment compost engrossit i fet a mida-(gruix total 13 mm, 3 mm més gruixut que el revestiment estàndard) fet d'una combinació de material de cautxú i fibra de vidre (una capa de goma de 10 mm proporciona amortiment; una capa de fibra de vidre de 3 mm millora la rigidesa i evita una compressió excessiva). El revestiment compost té un mòdul elàstic d'1,5 MPa (en comparació amb 1,2 MPa per al cautxú estàndard), capaç de suportar el pes dels rails AREMA136RE i mantenir l'enfonsament del rail inferior o igual a 0,1 mm. Després de la instal·lació, les càrregues d'impacte es van reduir en un 20%, la tensió dels cargols va baixar a 120 MPa i el desgast va tornar a 0,1 mm/any, cosa que el va fer apte per a ferrocarrils de càrrega pesada- amb una càrrega per eix de 27 t.
- El rail estàndard estranger BS113A té un xamfrà de 5 graus a la vora inferior (els rails domèstics tenen un angle de 3 graus). Quan s'acoblen amb revestiments de ranura de ferrocarril domèstic, es produeix un "voladís parcial" (àrea de volada de 20 mm²). Com es pot utilitzar el "xamfrà-revestiment coincident" per optimitzar-ho? Quins són els requisits de precisió del xamfrà per al revestiment?
El voladís parcial dóna lloc a una distribució desigual de la tensió a la part inferior del rail, augmentant el factor de concentració de tensió d'1,8 a 3,0 i fent que la vora inferior del rail sigui més susceptible a les esquerdes (taxa d'esquerdes del 8%). A més, la pols s'acumula a la zona sobresortint del revestiment, accelerant l'envelliment del revestiment (escurçant la seva vida útil de 5 anys a 3 anys). Mètode d'optimització: es van desenvolupar coixinets de xamfranat personalitzats, amb el xamfrà de la vora del coixinet ajustat de 3 graus a 5 graus per adaptar-se al rail BS113A, assegurant una àrea de contacte superior o igual al 98%. Els requisits de precisió del xamfrà del coixinet eren inferiors o iguals a una desviació de 0,5 graus i una planitud de vora inferior o igual a 0,1 mm per evitar voladissos causats per una precisió insuficient. Després de l'optimització, el factor de concentració d'estrès de la base del ferrocarril es va reduir a 1,8, la taxa d'esquerdes es va reduir al 2% i la vida útil del coixinet es va ampliar a 5 anys, per la qual cosa és adequat per a ferrocarrils en zones seques (pluja anual).<500mm).
- Quins paràmetres clau es necessiten per personalitzar els coixinets per a rails estàndard externs? Quines diferències hi ha en els paràmetres de personalització dels coixinets per a diferents rails estàndard externs (UIC60, AREMA136RE i BS113A)?
Paràmetres clau necessaris: ① Amplada i gruix de la base del carril; ② Angle de xamfrà de la base del rail; ③ Càrrega de l'eix del carril (per adaptar-se a la capacitat de càrrega-de càrrega del revestiment); ④ Velocitat de funcionament de la línia (per adaptar-se al rendiment d'amortiment del folre); ⑤ Condicions ambientals (es necessiten materials resistents a la corrosió-/baixa-temperatura-per a clima humit i fred). Diferències de paràmetres: ① UIC60: amplada de la base del carril 150 mm, gruix 26 mm, xamfrà 4 graus; es posa èmfasi en la compensació de l'amplada del revestiment (7 mm); ② AREMA136RE: amplada de la base del carril 152 mm, gruix 28 mm, xamfrà 3 graus; es posa èmfasi en la compensació del gruix del revestiment (3 mm); ③ BS113A: amplada de la base del carril 148 mm, gruix 25 mm, xamfrà 5 graus; Es posa èmfasi en l'ajust del xamfrà del revestiment (5 graus). Els paràmetres precisos afecten directament la compatibilitat del revestiment. Una desviació d'1 mm de l'amplada de la base del rail pot provocar que un espai entre el revestiment i el rail superi els 0,2 mm, afectant l'eficàcia de la restricció.
- Després de la instal·lació, les instal·lacions de revestiment personalitzades requereixen una "prova d'ajust i càrrega". Quins són els indicadors clau d'aquesta prova? Quines són les conseqüències de no superar la prova?
Indicadors clau: ① Ajust: la bretxa entre el revestiment i el rail i la ranura del rail ha de ser inferior o igual a 0,1 mm, i l'àrea de contacte ha de ser superior o igual al 95% (utilitzant un calibre de palpament i proves d'ultrasons). ② Capacitat de càrrega-: quan es carrega amb un pes del carril (p. ex., 11,8 kg/m per a un carril de 60 kg/m) + càrrega per eix (27t), la deformació de la compressió del revestiment ha de ser inferior o igual a 0,2 mm (per evitar l'enfonsament del carril). ③ Durabilitat: després de 100.000 cicles de càrrega, el conjunt de compressió hauria de ser inferior o igual al 25%, sense esquerdes ni envelliment. Conseqüències de l'incompliment: ① Ajust insuficient (espai > 0,2 mm): el desplaçament lateral del rail supera els 0,8 mm i la taxa de desviació de l'ample augmenta fins al 10%; ② Capacitat de càrrega insuficient (deformació > 0,2 mm): el rail s'enfonsa més de 0,3 mm, la càrrega d'impacte augmenta un 30% i el desgast del rail i del revestiment s'accelera; ③ El revestiment s'ha de re-personalitzar, retardant el projecte i augmentant els costos (el cost de personalització és d'aproximadament 20 iuans per peça i els costos de reelaboració augmenten un 50%).