Rendiment de fatiga de clips de molla i vida útil del circuit
Quins són els estàndards bàsics per a les proves de fatiga dels clips de ferrocarril estàndard nacionals?
Els clips de ferrocarril estàndard nacionals s'han de sotmetre a no menys de 2 milions de proves de cicle de càrrega alterna, i no es permeten esquerdes ni deformacions plàstiques després de la prova. L'amplitud de càrrega de la prova ha de simular les condicions reals de treball de la línia. L'amplitud de càrrega dels clips de ferrocarril per a línies d'alta-velocitat és de ±3 kN, i la dels clips de ferrocarril de-transport pesat augmenta a ±5 kN. L'entorn de prova ha de cobrir el rang de temperatures. Després de la prova a temperatura ambient, s'han de completar 500.000 cicles a temperatures extremes de -40 graus i 60 graus respectivament. Durant la prova, el canvi de rigidesa del clip del carril s'ha de controlar en temps real i, si l'atenuació de la rigidesa supera el 10%, es considera no qualificat. A més, l'atenuació de la força de subjecció del clip del carril després de la prova no ha de superar el 8% del valor inicial per garantir que encara pugui complir els requisits de fixació de la via.
Quines diferències hi ha entre els indicadors de rendiment de fatiga dels clips de ferrocarril estàndard estrangers i els estàndards nacionals?
El requisit del cicle de prova de fatiga dels clips de ferrocarril estàndard europeu és 2,5 milions de vegades, 500.000 vegades més que l'estàndard nacional, i els requisits de prova per a condicions de treball a baixa-temperatura són més estrictes, que s'han de completar a -50 graus . La configuració de l'amplitud de càrrega dels clips de ferrocarril estàndard nord-americà és més flexible, que es divideix en nivells de ±4 kN i ±6 kN segons la càrrega de l'eix de la línia per adaptar-se a les diferents necessitats de transport pesat-. La prova de fatiga dels clips de ferrocarril estàndard japonesos afegirà paràmetres de freqüència de vibració, la qual cosa requerirà que el cicle es completi amb vibracions d'alta freqüència de 10 Hz, que s'ajusta més a les condicions de treball d'inici-d'alta freqüència d'inici- del ferrocarril urbà. Els clips de ferrocarril estàndard estrangers tenen una tolerància més baixa per a l'atenuació de la rigidesa després de la prova, generalment no requereixen més del 8%, mentre que l'estàndard nacional és del 10%. Al mateix temps, alguns clips de rail estàndard estrangers afegiran proves de fatiga en entorns d'esprai de sal per tenir en compte tant el rendiment anticorrosió com antifatiga.
Com afecta el material dels clips de ferrocarril a la seva vida a la fatiga?
L'acer de molla 60Si2MnA és un material d'ús habitual per als clips de ferrocarril estàndard nacionals. El seu alt contingut de silici pot millorar el límit elàstic i la resistència a la fatiga de l'acer i garantir la vida útil de la fatiga bàsica. Els clips de rail estàndard estrangers sovint utilitzen acer de molla d'aliatge 55SiCr, i l'element de crom afegit pot millorar encara més la resistència al tremp de l'acer i allargar la vida a la fatiga en condicions de treball d'alta -temperatura. Si la puresa del material del clip del rail és insuficient i hi ha inclusions a l'interior, es convertirà en el punt d'inici de les esquerdes de fatiga i escurçarà molt la vida útil. El procés de tractament tèrmic del material també és crucial. El procés d'extinció isotèrmica pot fer que el clip de ferrocarril obtingui una estructura més uniforme i la seva vida a la fatiga és un 30% superior a la del clip de ferrocarril amb l'extinció convencional. A més, el clip de rail amb descarburació superficial reduirà la resistència de la superfície i és propens a danys prematurs per fatiga sota càrregues alternes.
Per què cal centrar-se a optimitzar el rendiment de fatiga dels clips de rails per a línies d'alta-velocitat?
La freqüència de vibració dels trens d'alta-velocitat durant el funcionament és de fins a 8-10 Hz, més del doble de la de les línies de velocitat convencionals. Els clips de rail han de suportar càrregues alternes més freqüents, de manera que optimitzar el rendiment de la fatiga pot evitar fallades prematures. Les línies d'-alta velocitat tenen requisits extremadament alts per a la suavitat de la pista. Si el clip del rail té una atenuació de la rigidesa a causa de la fatiga, provocarà un afluixament del rail i provocarà desviacions geomètriques de la pista. La densitat d'operacions de les línies d'-alta velocitat és alta i les operacions de substitució de clips de ferrocarril ocuparan molt de temps de claraboia. L'optimització del rendiment a la fatiga pot allargar el cicle de substitució i reduir els costos d'operació i manteniment. La força d'impacte de la-roda dels trens d'alta-velocitat és més gran, i optimitzar el rendiment a la fatiga pot millorar la resistència a la fatiga per impacte dels clips de ferrocarril i garantir la seguretat de la conducció. Al mateix temps, la majoria de línies d'alta velocitat són vies sense llast, i la dificultat de reparació de la fallada del clip del ferrocarril és més alta, per la qual cosa és necessari reduir el risc de fallada mitjançant un excel·lent rendiment de fatiga.
Com controlar l'estat de fatiga dels clips de rail durant la fase d'operació i manteniment?
Durant la fase d'operació i manteniment, les esquerdes superficials dels clips del carril es poden comprovar mitjançant una inspecció visual, centrant-se en la transició de l'arc i els extrems dels clips del carril, on és probable que es produeixi una concentració d'estrès. S'utilitzen instruments especials per detectar regularment la força de subjecció dels clips del rail. Si la força de tancament continua disminuint i supera el 10% del valor inicial, indica que el seu rendiment a la fatiga s'ha atenuat. La tecnologia de detecció de defectes per ultrasons es pot utilitzar per detectar micro-esquerdes dins del clip del rail i predir amb antelació el risc de fallada per fatiga. Anoteu la vida útil del clip del rail i el pes total de pas de la línia. Quan arriba al 80% del pes de pas total dissenyat, s'ha d'augmentar la freqüència de detecció. A més, es poden instal·lar sensors de monitorització de vibracions en seccions clau per recollir dades de vibració dels clips de rail en temps real i avaluar el seu estat de fatiga mitjançant l'anàlisi de dades.