Tampoane din cauciuc pentru șine: materiale, funcții și parametri tehnici

Ce face un suport de șină sub șină

Un suport de șină se află între piciorul șinei și scaunul de dormit și efectuează patru lucrări simultan. În primul rând, distribuie sarcina concentrată pe roată de la piciorul șinei pe o zonă mai largă a traversei, reducând abraziunea și crăparea traversei. În al doilea rând, absoarbe energia de impact din planșeele roților, îmbinările șinei și neregularitățile de sudură, reducând vibrațiile transmise în patul căii. În al treilea rând, oferă izolație electrică între cele două șine, astfel încât circuitele și sistemele de semnalizare să funcționeze în mod fiabil. În al patrulea rând, controlează rigiditatea verticală a sistemului de prindere, care influențează direct confortul de rulare și forțele dinamice transmise balastului. Deoarece aceste solicitări trag în direcții diferite - tampoanele moi umidează cel mai bine, tampoanele dure suportă cel mai bine sarcina - materialul și geometria plăcuței trebuie selectate pentru categoria de linii, mai degrabă decât copiate dintr-un alt proiect.

Familiile materiale și comportamentul lor

Tampoanele de cauciuc sunt fabricate din cauciuc natural, cauciuc stiren-butadien (SBR), cauciuc nitrilic (NBR) sau EPDM, adesea amestecate cu materiale de umplutură și agenți anti-îmbătrânire. Oferă elasticitate ridicată, absorbție bună a șocurilor și performanță stabilă pe o gamă largă de temperaturi și sunt alegerea standard pentru șenile balastate, unde amortizarea vibrațiilor este prioritatea. Tampoanele HDPE (polietilenă de înaltă densitate-) sunt rigide și stabile dimensional, cu rezistență de izolare foarte mare; se potrivesc aplicațiilor cu tracțiune grea-și cu rigiditate ridicată-, unde fluajul sub sarcină trebuie să fie minim. EVA (copolimer de etilenă-acetat de vinil, în mod obișnuit 80% polietilenă și 20% acetat de vinil în greutate) se află între cele două: este flexibil la temperaturi scăzute, ușor și ușor de instalat și este adesea folosit pe sistemele de tramvai și trenuri ușoare unde atât amortizarea, cât și economia contează. Calitatea polimerului brut, nu numai numele de familie, decide performanța finală, așa că tabelul de parametri trebuie întotdeauna verificat în raport cu specificațiile proiectului.

Parametri tehnici: citirea tabelului de specificații

Cele trei tabele de mai jos oferă intervale de parametri tipice pentru plăcuțele șinelor din cauciuc, HDPE și EVA. Rigiditatea este exprimată în kN/mm, duritatea în Shore A, rezistența electrică în ohmi și rezistența la tracțiune și alungirea sunt măsurate înainte de îmbătrânire. Verificați dacă unitatea de rigiditate este kN/mm mai degrabă decât un număr adimensional și că duritatea este raportată în Shore A (sau Shore D pentru materiale foarte dure), deoarece sistemele de unități de amestecare sunt o sursă comună de erori de specificație.

Selectarea plăcuțelor pentru sistemele de fixare de tip E- și SKL

Sistemele de prindere de tip E{0}}tip și SKL- sunt comune pe căile ferate cu ecartament standard și cu transport greu-, iar plăcuța este proiectată în geometria sistemului: conturul plăcuței, grosimea și sarcina la vârf funcționează cu clema și umărul pentru a produce rigiditatea țintă. Pentru sistemele de tip E-tampul are de obicei un profil dreptunghiular plat care se potrivește cu placa de bază, în timp ce sistemele SKL folosesc adesea o plăcuță cu nervuri sau încastrate care se fixează în scaunul șinei. Dacă plăcuța urmează să fie înlocuită, se potrivește nu numai contur, ci și clasa de rigiditate, deoarece o plăcuță mai rigidă crește sarcina transmisă traversei, iar una mai moale crește rotația șinei sub sarcină. Alegerea materialului urmează mediul de operare: HDPE, unde izolarea și rezistența la fluaj-pe termen lung sunt critice, EVA unde o instalare ușoară și flexibilitatea la temperaturi scăzute-și cauciuc unde este necesară amortizarea maximă pe liniile de pasageri sau metrou.

Domenii de aplicare și considerații de instalare

Aplicarea plăcuțelor variază de la tramvai și feroviar ușor, unde plăcuțele EVA mențin vibrațiile și zgomotul scăzut la sarcini mici pe osie, la căile ferate de pasageri cu ecartament standard, unde plăcuțele de cauciuc echilibrează amortizarea și stabilitatea, până la linii grele-de transport, unde HDPE sau plăcuțele de cauciuc cu rigiditate ridicată-suportă sarcini mari pe osie fără așezarea excesivă. În sistemele de metrou, platformele de sub-șină sunt adesea combinate cu plăcile de sub-sleeper și designul plăcilor plutitoare pentru a îndeplini limitele stricte de zgomot în tuneluri. În timpul instalării, scaunul șinei trebuie să fie curat și fără așchii de balast, deoarece o particulă tare prinsă sub plăcuță devine un factor de creștere a tensiunii care sparge traversa. Tampoanele trebuie depozitate departe de lumina directă a soarelui și sursele de ozon, iar plăcuțele de cauciuc trebuie verificate pentru fisuri de suprafață, întărire permanentă și deplasare a rigidității în timpul întreținerii periodice, deoarece acestea indică îmbătrânire mai degrabă decât uzură.

Întrebări frecvente

Poate fi înlocuit un tampon de cauciuc cu un tampon HDPE?Doar dacă sistemul de prindere și traversa sunt proiectate pentru rigiditatea rezultată. HDPE este mult mai rigid și transmite sarcini dinamice mai mari traversei și balastului, astfel încât schimbarea familiei de materiale modifică întregul traseu de încărcare. Orice înlocuire trebuie validată în funcție de cerințele de rigiditate a sistemului și de gradul de încărcare a traversei.

Care este diferența dintre sub-șină, sub-dormitor și sub-balast?Acţionează la diferite niveluri ale structurii căii. Plăcuțele de sub-șină stau între șină și traversă și controlează rigiditatea de prindere; sub-tampoanele de dormit se așează sub dormitor și adaugă elasticitate întregii interfețe de balast-durmiei; sub-covorașele de balast sunt așezate sub stratul de balast și controlează în principal transmiterea vibrațiilor către structură. Acestea servesc unor scopuri diferite și sunt adesea combinate pe secțiuni sensibile.

De ce specificația listează atât rigiditatea, cât și duritatea?Rigiditatea descrie comportamentul la sarcină-deformare a plăcuței asamblate în sistemul de prindere, în timp ce duritatea este o proprietate a materialului măsurată pe cauciucul însuși. Două plăcuțe cu aceeași duritate pot avea rigiditate diferită din cauza geometriei, nervurilor și conținutului de umplutură. Pentru proiectarea căii, rigiditatea este parametrul de inginerie; duritatea este un parametru-de control al calității.

Cum confirm rezistența de izolație pentru circuitele de cale?Verificați volumul și rezistența suprafeței plăcuței la tensiunea de funcționare și după scufundarea în apă, deoarece contaminarea umedă poate reduce în mod dramatic rezistența suprafeței. Valoarea tabelului de 1×10¹⁰ Ω sau mai mare pentru plăcuțele polimerice este în mod normal suficientă pentru circuitele de piste de 25 Hz și frecvență audio-, dar ansamblul de fixare complet, inclusiv clemele și plăcile de bază, trebuie evaluat ca un sistem.

Trebuie înlocuite plăcuțele șinei cu același material?Placuta de schimb trebuie să se potrivească cu clasa de rigiditate și conturul original, iar materialul trebuie să fie compatibil cu clima locală. În regiunile fierbinți, tampoanele de cauciuc cu duritate mai mare și protecție anti-ozon durează mai mult; în regiunile reci, EVA sau cauciuc-la temperatură joasă rezistă la fragilizare. Confirmați datele de îmbătrânire înainte de a schimba calitatea materialului.