Design elastic în gradient și optimizarea impactului asupra șinei-roată a plăcuțelor șinei
Care sunt structura de bază și caracteristicile de distribuție elastică ale designului elastic în gradient al plăcuțelor de sub-șină?
Structura de bază a designului elastic în gradient al plăcuțelor de sub-șină este astructură de cauciuc compozit cu trei-straturi, care este un strat-rezistent la uzură, un strat tampon și un strat suport de sus în jos. Fiecare strat este realizat din materiale cauciucate cu module elastice diferite pentru a obține o distribuție elastică în gradient. Stratul rezistent la uzură este în contact cu suprafața inferioară a șinei, realizat din cauciuc nitrilic cu modul elastic ridicat (8-10MPa) și duritate Shore 60-65HA, care are o bună rezistență la uzură și rezistență la forfecare și poate rezista la frecare și impact repetat al roții și șinei. Stratul tampon este stratul mijlociu, realizat din cauciuc stiren-butadien cu modul elastic mediu (3-5MPa) și duritate Shore 45{-50HA, care este stratul de bază pentru absorbția impactului-roată-șinului și poate transforma cea mai mare parte a energiei de impact direct în deformare elastică pentru a evita deformarea directă a impactului și pentru a evita deformarea directă a impactului. Stratul de susținere este în contact cu suprafața superioară a traversei, realizat din cauciuc natural cu modul elastic scăzut (1-2MPa) și duritate Shore 30-35HA, care are o performanță excelentă de recuperare elastică, poate amortiza în continuare impactul rezidual și poate asigura o potrivire strânsă între suport și traversă. Structura cu trei straturi este formată integral prin vulcanizare la temperatură înaltă, cu rezistența de legare interstrat mai mare sau egală cu 1,5 MPa și fără risc de delaminare și cădere. Modulul elastic scade pas cu pas de la stratul superior la cel inferior, realizând tamponarea pas cu pas a impactului roată-șină, iar eficiența de absorbție a impactului este crescută cu mai mult de 60% în comparație cu tamponul elastic unic tradițional.
Care sunt diferențele în ceea ce privește performanța tamponării dintre plăcuțele elastice în gradient de sub-șină și plăcuțele de sub-elastice tradiționale unice?
Diferențele de performanță de tamponare dintre plăcuțele elastice de gradient sub-șină și plăcuțele tradiționale unice elastice sub-șină sunt reflectate în principal în trei aspecte: eficiența absorbției impactului, atenuarea transmisiei tensiunii și deformarea dinamică. Eficiența de absorbție a impactului a plăcuțelor elastice cu gradient poate ajunge la peste 85%, ceea ce poate absorbi eficient energia de impact de roată-șină generată la trecerea trenului, în timp ce eficiența de absorbție a impactului plăcuțelor elastice unice tradiționale este de numai 40%-50%, iar cea mai mare parte a impactului va fi transmis direct traverselor și patului de balast. În ceea ce privește atenuarea transmisiei tensiunii, suportul elastic în gradient poate atenua treptat solicitarea de impact transmisă de șină de la 300MPa inițial la mai puțin de 50MPa pe suprafața de contact a traversei, cu o rată de atenuare a tensiunii de peste 80%, evitând fisurarea traversei din cauza stresului ridicat-pe termen lung. Rata de atenuare a tensiunii a plăcuțelor tradiționale este de numai 30%-40%, iar stresul pe suprafața de contact a dormitorului rămâne în continuare peste 150MPa, ceea ce este ușor de cauzat daune timpurii traverselor. În ceea ce privește deformarea dinamică, deformarea dinamică prin compresie a plăcuțelor elastice de gradient este controlată la 3-5mm, cu deformare uniformă și recuperare elastică rapidă fără deformare permanentă. Cu toate acestea, deformarea dinamică a plăcuțelor tradiționale este fie prea mare (mai mare sau egală cu 8 mm), ceea ce duce la scăderea netezirii liniei șinei, fie prea mică (mai mică sau egală cu 2 mm) pentru a obține o tamponare eficientă, iar deformarea permanentă este ușor să apară după o utilizare pe termen lung, ceea ce duce la atenuarea continuă a performanței tamponării. În plus, suportul elastic cu gradient are o rezistență mai bună la oboseală. După teste dinamice de impact 1×10⁸, rata de recuperare elastică este în continuare Mai mare sau egală cu 95%, în timp ce rata de recuperare elastică a plăcuțelor tradiționale scade sub 70% după 2×10⁷ teste.
Care sunt cerințele de adaptare la grosimea stratului pentru plăcuțele elastice de gradient sub-șină pentru diferite condiții de lucru pe linie?
Miezul cerințelor de adaptare la grosimea stratului a plăcuțelor elastice în gradient sub-șină pentru diferite condiții de lucru ale liniei este de a ajusta raportul de grosime al structurii cu trei-straturi pentru a se potrivi cu sarcina pe osie, viteza de funcționare și caracteristicile sarcinii de impact ale liniei. Pentru liniile de cale ferată cu viteză mare-cu viteză mare de operare, frecvență de impact rapidă, dar sarcină mică pe osie, grosimea totală a plăcuței adaptate este de 10 mm, inclusiv stratul rezistent la uzură de 2 mm grosime-, strat tampon gros de 5 mm și strat suport gros de 3 mm, concentrându-se pe consolidarea capacității de absorbție a impactului pentru a asigura capacitatea generală de deformare a liniei și controlul nivelului de deformare a liniei. Pentru liniile feroviare grele-cu sarcină mare pe osie și încărcare puternică la impact, grosimea totală a plăcuței adaptate este de 15 mm, inclusiv stratul rezistent la uzură-de 3 mm grosime, stratul tampon de 7 mm grosime și stratul suport de 5 mm grosime. Stratul-rezistent la uzură este îngroșat pentru a îmbunătăți rezistența la forfecare și la uzură, iar stratul tampon și stratul suport sunt îngroșate pentru a realiza tamponarea-cu-pas cu pas a impactului-de înaltă rezistență și pentru a evita deformarea patului de balast. Pentru liniile feroviare cu viteză obișnuită-cu sarcină și viteză moderată pe osie, grosimea totală a plăcuței adaptate este de 12 mm, inclusiv stratul rezistent la uzură-de 2,5 mm grosime, strat tampon gros de 6 mm și strat suport gros de 3,5 mm, echilibrând performanța tamponării și costul de utilizare. Pentru liniile urbane de tranzit feroviar cu pornire și oprire frecventă și repetabilitate puternică a impactului roții-șinelor, grosimea totală a plăcuței adaptate este de 8 mm, inclusiv stratul rezistent la uzură de 2 mm grosime-, stratul tampon de 4 mm grosime și stratul suport de 2 mm grosime. Raportul de grosime a stratului este optimizat pentru a îmbunătăți rezistența la oboseală și pentru a se adapta la condițiile de lucru cu impact de înaltă-frecvență. Lățimea plăcuței în toate condițiile de lucru este în concordanță cu lățimea inferioară a șinei pentru a asigura o potrivire completă cu șina.
Care sunt punctele cheie ale procesului de formare și standardele de control al calității ale elasticului în gradient sub-tampoane de șină?
Punctele cheie ale procesului de formare ale plăcuțelor elastice de sub-șină sunt concentrateraportul de materie primă, vulcanizarea stratificată și controlul temperaturii de formarepentru a asigura potrivirea performanței structurii cu trei-straturi și a calității legăturii dintre straturi. Raportul de materie primă trebuie controlat cu precizie în funcție de cerințele de performanță ale fiecărui strat: 15%-20% negru de fum este adăugat la cauciucul nitrilic al stratului rezistent la uzură-pentru a spori rezistența la uzură; 10%-15% argilă este adăugată la cauciucul stiren-butadienic al stratului tampon pentru a îmbunătăți capacitatea de deformare elastică; La cauciucul natural al stratului suport se adaugă oxid de zinc 5%-8% pentru a asigura performanța de recuperare elastică. Conținutul de impurități al tuturor materiilor prime este mai mic sau egal cu 0,5% pentru a evita afectarea performanței cauciucului. Formarea adoptă un proces de vulcanizare stratificată: în primul rând, materiile prime din fiecare strat sunt amestecate separat și calandrate în foi de cauciuc cu grosimea specificată, apoi stivuite în ordinea stratului rezistent la uzură, a stratului tampon și a stratului suport, puse într-o matriță specială pentru vulcanizarea la temperatură înaltă. Temperatura de vulcanizare este controlată la 150-160 de grade, presiunea de vulcanizare este de 10-12 MPa, iar timpul de vulcanizare este de 20-25 de minute pentru a asigura fuziunea completă a moleculelor interstrat și a realiza formarea integrală. În ceea ce privește standardele de control al calității, rezistența de aderență a stratului intermediar a tamponului finit trebuie să fie mai mare sau egală cu 1,5 MPa fără delaminare după testul de exfoliere; abaterea de duritate a fiecărui strat este mai mică sau egală cu ±2HA, iar abaterea modulului elastic este mai mică sau egală cu ±0,5MPa; deformarea permanentă după încercarea de impact dinamic este mai mică sau egală cu 0,3 mm, iar rata de recuperare elastică este mai mare sau egală cu 95%; după testul de îmbătrânire (70 grade × 168 h), modificarea durității este mai mică sau egală cu ± 5HA, iar rata de reținere a rezistenței la tracțiune este mai mare sau egală cu 80%. Raportul de inspecție prin eșantionare a fiecărui lot de tampoane nu este mai mic de 3%, iar toate loturile necalificate sunt reprelucrate.
Care sunt punctele-de așezare și întreținere de înlocuire a plăcuțelor elastice de gradient sub-șină?
Așezarea-la fața locului și întreținerea de înlocuire a plăcuțelor elastice de gradient sub-șină trebuie să se concentreze pedirecția de așezare, controlul potrivirii și detectarea îmbătrâniriipentru a asigura jocul eficient al performanței tamponării. Înainte de așezare, curățați rugina, petele de ulei, pietrișul și alte impurități de pe suprafața inferioară a șinei și suprafața superioară a traversei pentru a vă asigura că suprafața de contact este plană și curată și verificați în același timp aspectul plăcuței. Pot fi folosite tampoane fără fisuri, delaminare și colțuri lipsă. În timpul așezării,principiul de pozare direcționalătrebuie urmat: partea plăcuței marcată cu „SUS” este orientată spre suprafața inferioară a șinei, iar stratul{0}}rezistent la uzură este strâns atașat de șină. Așezarea inversă este strict interzisă, altfel va duce la uzura rapidă a plăcuței și la eșecul performanței tamponării. După așezare, verificați gradul de potrivire: spațiul suprafeței de contact dintre plăcuță și șină/pentru este mai mic sau egal cu 0,2 mm fără deformare și scobire. Dacă există un spațiu liber, curățați din nou suprafața de contact și reglați poziția plăcuței. Ciclul de inspecție al întreținerii zilnice este de 6 luni, concentrându-se pe verificarea dacă tamponul prezintă îmbătrânire, crăpare, delaminare sau deformare permanentă. Dacă suprafața plăcuței are o lungime a fisurilor mai mare sau egală cu 5 mm, zonă de delaminare mai mare sau egală cu 10 cm² sau deformare permanentă mai mare sau egală cu 0,5 mm, aceasta trebuie înlocuită la timp. Când înlocuiți placa, mai întâi slăbiți sistemul de fixare, ridicați ușor șina cu 3-5mm, scoateți placa veche și curățați suprafața de contact, apoi puneți placa nouă pentru a vă asigura că placa este centrată fără decalaj. Verificați din nou netezimea șinei după resetarea sistemului de fixare, cu abaterea de înălțime mai mică sau egală cu 0,3 mm. În plus, în mediile umede și corozive, cum ar fi zonele ploioase și de coastă, aplicați etanșant anti-îmbătrânire pe partea laterală a tamponului pentru a prelungi durata de viață a plăcuței.