Disseny lleuger i sinergia de materials-alta resistència per als components de la via
Quins són els principis bàsics i els objectius de control de pes del disseny lleuger per als accessoris de la pista?
El disseny lleuger dels accessoris de la pista ha de seguir els principis bàsics dereducció significativa de pes, garantia de rendiment i reducció de costos, aconseguint una reducció de pes a través de tres mesures: optimització estructural, millora del material i millora del procés, alhora que garanteix que la resistència a la tracció, el cisallament i la fatiga no siguin inferiors a les dels accessoris tradicionals. L'objectiu lleuger dels accessoris-de ferrocarril d'alta velocitat és reduir el pes en un 15%-20%. Per exemple, el pes de les plaques de pressió de tipus 75 es redueix de 8 kg a 6,5 kg i el pes de les tires elàstiques es redueix de 3 kg a 2,5 kg, reduint efectivament la càrrega vertical dels travesses. L'objectiu de reducció de pes per als accessoris ferroviaris ordinaris és del 10% al 15%, reduint el consum de material i els costos de transport amb la premissa de garantir un rendiment bàsic. L'objectiu de reducció de pes per a accessoris industrials i de mineria pesats és relativament conservador, controlat entre un 5% i un 10%, evitant un disseny lleuger excessiu que afecti la resistència a l'impacte. Cada accessori lleuger dissenyat ha de passar proves de rendiment mecànic per assegurar-se que el rendiment compleix els estàndards després de la reducció de pes, i està estrictament prohibit canviar la força per un disseny lleuger.
Quin és l'esquema d'optimització estructural i de selecció de materials per a les tires elàstiques lleugeres dels ferrocarrils d'alta-velocitat?
Les tires elàstiques lleugeres per a ferrocarrils-d'alta velocitat adopten adisseny buit de -secció variable, amb forats buits circulars de 8-10 mm de diàmetre col·locats en peces que no suporten-estrès-, que redueix el pes propi sense afectar l'estabilitat de l'estrès, aconseguint una reducció de pes del 18% en comparació amb les tires elàstiques sòlides tradicionals. El material és60Si2CrVATi acer de molla de baixa-aliatge-alta resistència. Sobre la base de mantenir l'elevada elasticitat del 60Si2CrVA tradicional, aquest material afegeix elements de titani per refinar els grans, augmentant la resistència a la tracció fins a 1450MPa i la resistència a la fluència fins a 1300MPa, compensant la possible pèrdua de resistència causada pel disseny buit. Les parts de les urpes de les tires elàstiques s'engrossiran localment en 2 mm per reforçar la força de la mossegada amb ranures de rail i evitar l'atenuació de la força de pany. La superfície està recobertarecobriment Dacromet respectuós amb el medi ambienten lloc de la galvanització tradicional-per immersió en calent. Amb un gruix de recobriment de només 8-12 μm, no només redueix el pes, sinó que també millora el rendiment anticorrosió, amb una resistència a la prova d'esprai de sal neutre de fins a 1.000 hores. Les tires elàstiques optimitzades han de superar 2 milions de proves de fatiga sense fractura abans d'aplicar-se a línies de ferrocarril d'alta velocitat.
Quines són les mesures de millora del procés i de garantia de la resistència per a les peces lleugeres dels ferrocarrils ordinaris?
Les peixes lleugeres per als ferrocarrils ordinaris adopten elprocés de conformació de precisió-laminada en calenten lloc del procés tradicional de forja + mecanitzat, reduint la pèrdua de material per tall, augmentant la taxa d'utilització del material del 60% al 90% i reduint el pes en un 12%. L'estructura adopta aaprimament de la web + engrossiment de la bridadisseny, amb el gruix de la banda reduït de 12 mm a 8 mm i el gruix de la brida augmentat de 15 mm a 18 mm, assegurant que la rigidesa de flexió a la unió sigui coherent amb la de les peixes tradicionals. El material ésAcer Q420 de baixa-aliatge-alta resistènciaen lloc de l'acer Q355 tradicional, amb una resistència a la tracció augmentada a 420MPa i una resistència a la fluència augmentada a 345MPa, complint els requisits de càrrega de les línies ferroviàries ordinàries. Els forats dels cargols de les peixes adopten elprocés de conformació per extrusió en fredPer evitar la concentració de tensió causada per la perforació, amb la rugositat de la paret del forat controlada per sota de Ra1,6, s'ha de prendre mostres per millorar la resistència a la fatiga . 10% de cada lot de peces lleugeres per a proves d'extracció, i una força d'extracció-superior o igual a 70 kN es considera qualificada per garantir l'estabilitat de la connexió de les juntes.
Quin és l'esquema de disseny -resistent al desgast i resistent a l'impacte-per a plaques base lleugeres de càrregues pesades industrials i mineres?
Adopten plaques base lleugeres per a càrregues pesades industrials i mineresmaterial compost de poliuretà + fibra de vidreen lloc de les plaques base tradicionals de cautxú pur, amb densitat reduïda d'1,2 g/cm³ a 0,9 g/cm³, pes reduït un 25% i resistència al desgast millorada en 3 vegades. L'estructura adopta adisseny de la capa tampó de brescaamb una obertura de bresca de 15 mm i un gruix de paret del forat de 2 mm, que no només redueix el pes propi-, sinó que també millora la resistència a l'impacte, capaç de suportar l'impacte de rodament d'alta-freqüència dels cotxes de mines. La superfície superior de la placa base està ruixadarecobriment resistent al desgast-de ceràmica d'alúminaamb un gruix de 0,5 mm i una duresa de HRC60 o superior, evitant el desgast de la superfície de la placa base per materials minerals i allargant la vida útil. La vora de la placa base adopta adisseny d'embolcall de vora de marc d'aceramb un gruix d'embolcall de 3 mm, millorant la resistència a la llàgrima de la placa base i evitant els danys causats pel raspat de les rodes del cotxe de la mina. La relació de rigidesa estàtica -dinàmica de les plaques base lleugeres es controla a Inferior o igual a 2,8, complint els requisits d'absorció de cops de les línies industrials i mineres, i la resistència a la compressió és superior o igual a 150 MPa per garantir que no hi hagi deformació plàstica sota càrregues pesades.
Quins són els estàndards d'inspecció i acceptació de qualitat dels accessoris de la pista després del disseny lleuger?
La inspecció de qualitat dels accessoris de la pista després que s'hagi d'afegir un disseny lleugerverificació del coeficient lleuger. El coeficient de pes lleuger=(pes dels accessoris tradicionals - pes dels accessoris lleugers)/pes dels accessoris tradicionals × 100%, que ha de complir l'objectiu de reducció de pes dissenyat. Les proves de rendiment mecànic haurien de cobrir quatre indicadors bàsics: resistència a la tracció, resistència a la fluència, resistència al cisallament i vida a la fatiga, tots els quals no han de ser inferiors als estàndards de rendiment dels accessoris tradicionals. Per exemple, la vida a la fatiga de les tires elàstiques lleugeres hauria de ser superior o igual a 2 milions de vegades, i la resistència al tall de les peixetes lleugeres hauria de ser superior o igual a 60 kN. El rendiment anticorrosió es prova mitjançant una prova d'esprai de sal neutre: els accessoris ferroviaris d'alta-velocitat haurien de resistir més de 1000 hores o iguals sense òxid vermell, els accessoris ferroviaris normals superiors o iguals a 500 hores i els accessoris industrials i miners superiors o iguals a 800 hores. L'acceptació al lloc-ha de seguir el principi deinspecció de mostreig + prova d'instal·lació, mostrant un 5% d'accessoris lleugers per quilòmetre. Després de la instal·lació, es realitza una operació de prova per observar el valor d'assentament i vibració de la pista. Es consideren qualificats un assentament inferior o igual a 0,1 mm i una acceleració de vibració inferior o igual a 0,5 g. L'aplicació per lots només es permet després de l'acceptació per garantir la seguretat de l'aplicació d'enginyeria dels accessoris lleugers.