Disseny del perfil del capçal del rail i coincidència de contacte de rodes-per a rails estàndard GB/T i EN
Quina diferència hi ha en l'esforç de contacte de la-roda entre el pendent del capçal del carril 1:20 dels rails GB i el pendent 1:40 dels rails estàndard exteriors?
El pendent del capçal del carril 1:20 dels carrils GB té un punt de contacte més interior, amb una àrea de contacte de la roda-un 15% més petita i un factor de concentració d'estrès més alt, que resulta en una tensió de contacte de 1200-1500MPa. La inclinació 1:40 dels rails estàndard exteriors desplaça el punt de contacte al centre del capçal del rail, augmentant l'àrea de contacte un 20% i reduint la tensió a 900-1100MPa. Quan la velocitat del tren supera els 250 km/h, el pendent d'1:40 pot reduir l'estrès de contacte en més d'un 20%, reduint eficaçment l'esquinçament del cap del ferrocarril. El pendent 1:20 té una millor resistència al desgast per a línies de velocitat ordinària, amb un desgast més uniforme del capçal del carril en ús a llarg termini. Per tant, els dos pendents s'han de seleccionar segons el grau de velocitat de la línia.
Per què les línies d'-alta velocitat prefereixen el perfil de capçalera de rail 1:40 dels rails estàndard exteriors al perfil GB?
Les línies d'-alta velocitat tenen una freqüència de contacte entre rodes-alta. El perfil 1:40 pot distribuir els punts de contacte de les rodes-de manera més uniforme, evitant la concentració local d'estrès. El perfil d'1:20 GB provoca fàcilment un desplaçament del punt de contacte a altes velocitats, provocant un desgast excessiu en un costat del capçal del rail i formant un "desgast desigual". El perfil 1:40 té un radi d'arc de capçalera més gran, que pot amortir l'impacte de la-roda-de gran velocitat i reduir el soroll de la-roda en 3-5 dB. Al mateix temps, aquest perfil s'adapta millor a les rodes d'alta-velocitat, allargant la vida útil del parell de rodes-rail en més d'un 30%, que és la base bàsica de selecció de les línies d'alta velocitat.
Quin impacte tindrà una desviació del perfil del capçal del rail superior a 0,5 mm en la vida útil del rail?
Una desviació del perfil del capçal del carril de 0,5 mm canviarà la posició de contacte de la -roda, donant lloc a una distribució desigual de l'esforç al capçal del carril. El costat desviat del capçal del rail experimentarà un desgast excessiu, amb un augment del 25% de la taxa de desgast, i les micro-esquerdes són fàcils de formar. La desviació-a llarg termini provocarà malalties com ara "esfondrament del capçal del ferrocarril" o "esquinçament", reduint la vida útil del ferrocarril en més d'un 40%. A més, la desviació del perfil canviarà la força del carril-de la roda lateral, agreujant la fluctuació de l'ample i augmentant els costos de manteniment de la línia. Per tant, la tolerància del perfil s'ha de controlar estrictament quan el rail surt de la fàbrica i la desviació s'ha de controlar dins de ± 0,2 mm.
Com es restaura el rendiment-de coincidència de la roda de les barres estàndard exteriors mitjançant el rectificat de perfils?
Quan el rail estàndard exterior té una desviació de perfil després del servei, es pot rectificar amb una rectificadora de perfil especial. Durant la mòlta, s'ha d'utilitzar el pendent del capçal del carril 1:40 com a referència i la capa de desviació s'ha d'eliminar gradualment, amb la quantitat de mòlta controlada a 0,3-0,5 mm. Després de la mòlta, s'ha de detectar la longitud de l'arc de contacte per garantir la coherència amb el perfil estàndard. El rail de terra pot restaurar més del 80% del rendiment inicial i la tensió de contacte es redueix en un 15%. Per a rails amb una desviació superior a 1 mm, no es recomana rectificar i la substitució directa pot evitar riscos de seguretat posteriors.
Quin és el mecanisme d'influència dels diferents dissenys de pendent del capçal del carril sobre la vida a fatiga del capçal del carril?
El factor de concentració d'esforços del pendent del capçal del carril 1:20 és 1,8, i el del pendent 1:40 és 1,5. Com més baix sigui el factor de concentració d'estrès, més llarga serà la vida a la fatiga. El perfil 1:40 té una transició d'arc més suau del capçal del rail, amb una distribució de tensions més uniforme, que pot reduir la probabilitat de generació d'esquerdes per fatiga en un 40%. A altes velocitats, el capçal del carril de perfil 1:20 produirà ràpidament micro-esquerdes a causa de la concentració de tensió, i la taxa de creixement de les esquerdes és el doble de la del perfil 1:40. La freqüència de càrrega de les línies-de velocitat normal és baixa, de manera que la vida a fatiga del perfil 1:20 pot complir els requisits d'ús. Tanmateix, les línies d'alta-velocitat han d'adoptar el perfil 1:40 per garantir el servei estable-a llarg termini del ferrocarril.