Disseny elàstic degradat i optimització de l'impacte de les rodes-de rails
Quines són l'estructura bàsica i les característiques de distribució elàstica del disseny elàstic degradat dels-coixinets per sota del carril?
L'estructura bàsica del disseny elàstic degradat dels-coixinets per sota del carril és aestructura de goma composta de tres-capes, que és una capa-resistent al desgast, una capa amortidor i una capa de suport de dalt a baix. Cada capa està feta de materials de cautxú amb diferents mòduls elàstics per aconseguir una distribució elàstica del gradient. La capa -resistent al desgast està en contacte amb la superfície inferior del rail, feta de cautxú de nitril d'alt mòdul elàstic (8-10MPa) i duresa Shore 60-65HA, que té una bona resistència al desgast i al cisallament i pot suportar la fricció i l'impacte repetits de la roda i el carril. La capa d'amortiment és la capa mitjana, feta de cautxú d'estirè-butadiè amb mòdul elàstic mitjà (3-5MPa) i duresa Shore 45{-50HA, que és la capa central per absorbir l'impacte-de la roda-i pot convertir la major part de l'energia de l'impacte en deformacions elàstiques i alliberar-la lentament en deformacions elàstiques. La capa de suport està en contacte amb la superfície superior de la travessa, feta de cautxú natural amb mòdul elàstic baix (1-2MPa) i duresa Shore 30-35HA, que té un excel·lent rendiment de recuperació elàstica, pot amortir encara més l'impacte residual i garantir l'ajust estret entre el coixinet i la travessa. L'estructura de tres capes està formada íntegrament per vulcanització a alta temperatura, amb una força d'unió entre capes superior o igual a 1,5 MPa i sense risc de delaminació i caiguda. El mòdul elàstic disminueix pas a pas de la capa superior a la capa inferior, aconseguint l'amortiment pas a pas de l'impacte de la roda i el carril, i l'eficiència d'absorció de l'impacte augmenta en més d'un 60% en comparació amb el coixinet elàstic únic tradicional.
Quines diferències hi ha en el rendiment de la memòria intermèdia entre els coixinets elàstics de degradat per sota del-rail i els coixinets elàstics únics tradicionals per sota del-rail?
Les diferències en el rendiment de l'amortiment entre els coixinets elàstics de gradient per sota del-rail i els coixinets elàstics únics tradicionals per sota del-rail es reflecteixen principalment en tres aspectes: eficiència d'absorció d'impactes, atenuació de la transmissió de tensions i deformació dinàmica. L'eficiència d'absorció d'impacte dels coixinets elàstics de gradient pot arribar a més del 85%, cosa que pot absorbir eficaçment l'energia d'impacte de rodes-via generada quan passa el tren, mentre que l'eficiència d'absorció d'impactes dels coixinets elàstics individuals tradicionals és només del 40%-50%, i la major part de l'impacte es transmetrà directament a les travesses i als llits de llast. Pel que fa a l'atenuació de la transmissió de l'estrès, el coixinet elàstic de gradient pot atenuar gradualment la tensió d'impacte transmesa pel rail des dels 300MPa inicials fins a menys de 50MPa a la superfície de contacte de la travessa, amb una taxa d'atenuació de l'estrès de més del 80%, evitant el trencament de la travessa a causa de l'estrès elevat a llarg termini. La taxa d'atenuació de l'estrès dels coixinets tradicionals és només del 30% al 40%, i l'estrès a la superfície de contacte de la travessa encara es manté per sobre de 150 MPa, cosa que és fàcil de causar danys primerencs a les travesses. Pel que fa a la deformació dinàmica, la deformació de compressió dinàmica dels coixinets elàstics de gradient es controla a 3-5 mm, amb una deformació uniforme i una ràpida recuperació elàstica sense deformació permanent. Tanmateix, la deformació dinàmica dels coixinets tradicionals és massa gran (més o igual a 8 mm) que provoca una disminució de la suavitat de la línia de ferrocarril, o massa petita (menys o igual a 2 mm) per aconseguir un amortiment efectiu, i la deformació permanent és fàcil de produir-se després d'un ús a llarg termini, donant lloc a una atenuació contínua del rendiment de l'amortiment. A més, el coixinet elàstic degradat té una millor resistència a la fatiga. Després de proves d'impacte dinàmiques d'1 × 10⁸, la taxa de recuperació elàstica encara és superior o igual al 95%, mentre que la taxa de recuperació elàstica dels coixinets tradicionals cau per sota del 70% després de 2 × 10⁷ proves.
Quins són els requisits d'adaptació del gruix de la capa dels coixinets elàstics de gradient sota el-rail per a diferents condicions de treball en línia?
El nucli dels requisits d'adaptació del gruix de la capa dels coixinets elàstics de gradient sota el rail-per a diferents condicions de treball de la línia és ajustar la relació de gruix de l'estructura de tres-capes perquè coincideixi amb la càrrega de l'eix, la velocitat d'operació i les característiques de càrrega d'impacte de la línia. Per a línies de ferrocarril d'alta velocitat amb alta velocitat d'operació, freqüència d'impacte ràpida però càrrega d'eix petita, el gruix total del coixinet adaptat és de 10 mm, inclosa una capa resistent al desgast- de 2 mm de gruix, una capa d'amortiment de 5 mm de gruix i una capa de suport de 3 mm de gruix, centrant-se a reforçar la capacitat d'absorció d'impacte de la capa d'amortiment i el control general de la deformació de la línia. Per a línies ferroviàries de transport pesat- amb una gran càrrega per eix i una forta càrrega d'impacte, el gruix total del coixinet adaptat és de 15 mm, inclosa la capa resistent al desgast-de 3 mm de gruix, la capa d'amortiment de 7 mm de gruix i la capa de suport de 5 mm de gruix. La capa-resistent al desgast s'engrossi per millorar la resistència al cisallament i al desgast, i la capa amortidor i la capa de suport s'espesseixen per aconseguir un amortiment-a-pas a pas de l'impacte-de gran resistència i evitar la deformació del llit de llast. Per a línies de ferrocarril de velocitat-ordinària amb càrrega i velocitat per eix moderada, el gruix total de la pastilla adaptada és de 12 mm, inclosa la capa resistent al desgast-de 2,5 mm de gruix, la capa d'amortiment de 6 mm de gruix i la capa de suport de 3,5 mm de gruix, equilibrant el rendiment de l'amortiment i el cost d'ús. Per a les línies de trànsit ferroviari urbà amb inicis i parades freqüents i una gran repetibilitat de l'impacte de la-roda, el gruix total de la plataforma adaptada és de 8 mm, inclosa la capa resistent al desgast- de 2 mm de gruix, la capa amortidor de 4 mm de gruix i la capa de suport de 2 mm de gruix. La relació de gruix de la capa està optimitzada per millorar la resistència a la fatiga i adaptar-se a les condicions de treball d'impacte d'alta-freqüència. L'amplada del coixinet en totes les condicions de treball és coherent amb l'amplada inferior del rail per garantir un ajustament total amb el rail.
Quins són els punts clau del procés de formació i els estàndards de control de qualitat dels elàstics degradats sota-coixinets del carril?
Es concentren els punts clau del procés de formació dels elàstics degradats sota-coixinets del carrilrelació de matèria primera, vulcanització en capes i control de temperatura de formacióper garantir la concordança del rendiment de l'estructura de tres-capes i la qualitat d'unió entre capes. La relació de matèria primera s'ha de controlar amb precisió segons els requisits de rendiment de cada capa: s'afegeix un 15%-20% de negre de carboni a la goma de nitril de la capa resistent-al desgast per millorar la resistència al desgast; S'afegeix un 10%-15% d'argila al cautxú d'estirè-butadiè de la capa amortidor per millorar la capacitat de deformació elàstica; S'afegeix un 5%-8% d'òxid de zinc al cautxú natural de la capa de suport per garantir el rendiment de recuperació elàstica. El contingut d'impureses de totes les matèries primeres és inferior o igual al 0,5% per evitar afectar el rendiment del cautxú. La formació adopta un procés de vulcanització en capes: primer, les matèries primeres de cada capa es barregen i calandran per separat en làmines de cautxú d'un gruix especificat, després s'apilen en l'ordre de capa resistent al desgast, capa amortidor i capa de suport, es posen en un motlle especial per a la vulcanització a alta temperatura. La temperatura de vulcanització es controla a 150-160 graus, la pressió de vulcanització és de 10-12MPa i el temps de vulcanització és de 20-25 minuts per garantir la fusió completa de les molècules entre capes i realitzar la formació integral. Pel que fa als estàndards de control de qualitat, la força d'unió entre capes del coixinet acabat serà superior o igual a 1,5 MPa sense delaminació després de la prova de pelat; la desviació de la duresa de cada capa és inferior o igual a ± 2HA i la desviació del mòdul elàstic és inferior o igual a ± 0,5 MPa; la deformació permanent després de la prova d'impacte dinàmica és inferior o igual a 0,3 mm i la taxa de recuperació elàstica és superior o igual al 95%; després de la prova d'envelliment (70 graus × 168 h), el canvi de duresa és inferior o igual a ± 5HA i la taxa de retenció de resistència a la tracció és superior o igual al 80%. La proporció d'inspecció de mostreig de cada lot de pastilles no és inferior al 3% i tots els lots no qualificats es tornen a treballar.
Quins són els-punts de manteniment de la col·locació i substitució in situ dels elàstics de gradient sota-coixinets del carril?
L'-col·locació i el manteniment de substitució in situ de les plaques elàstiques de gradient sota-de rails s'han de centrar endirecció de posada, control d'ajust i detecció d'envellimentper garantir el joc efectiu del rendiment de la memòria intermèdia. Abans de col·locar-se, netegeu l'òxid, les taques d'oli, la grava i altres impureses a la superfície inferior del rail i a la superfície superior de la travessa per assegurar-vos que la superfície de contacte sigui plana i neta, i comproveu l'aspecte del coixinet alhora. Es poden utilitzar coixinets sense esquerdes, delaminació i cantonades que falten. Durant la posada, elprincipi de col·locació direccionals'ha de seguir: el costat del coixinet marcat amb "UP" mira a la superfície inferior del rail i la capa resistent al desgast-s'uneix estretament al rail. La col·locació inversa està estrictament prohibida, en cas contrari, provocarà un desgast ràpid del coixinet i un fracàs en el rendiment de l'amortiment. Després de la col·locació, comproveu el grau d'ajust: l'espai de la superfície de contacte entre el coixinet i el rail/llet és inferior o igual a 0,2 mm sense deformar-se ni buidar-se. Si hi ha un buit, netegeu de nou la superfície de contacte i ajusteu la posició del coixinet. El cicle d'inspecció de manteniment diari és de 6 mesos, centrat a comprovar si el coixinet té envelliment, esquerda, delaminació o deformació permanent. Si la superfície de la pastilla té una longitud d'esquerda superior o igual a 5 mm, àrea de delaminació superior o igual a 10 cm² o deformació permanent superior o igual a 0,5 mm, s'ha de substituir a temps. Quan substituïu el coixinet, primer afluixeu el sistema de fixació, aixequeu lleugerament el rail 3-5 mm, traieu el coixinet antic i netegeu la superfície de contacte i, a continuació, col·loqueu el coixinet nou per assegurar-vos que el coixinet estigui centrat sense desplaçament. Torneu a comprovar la suavitat del rail després de restablir el sistema de fixació, amb la desviació d'alçada inferior o igual a 0,3 mm. A més, en entorns humits i corrosius, com ara zones plujoses i costaneres, apliqueu segellador anti-envelliment al costat del coixinet per allargar la vida útil del coixinet.