Mối quan hệ định lượng giữa biến dạng nén vĩnh viễn của tấm lót ray và số chu kỳ tải
Bộ nén của tấm lót dưới thanh ray sẽ tăng bao nhiêu khi số chu kỳ tải tăng lên 1 triệu lần?
Dưới tải trọng định mức, tập hợp lực nén của tấm đệm dưới{0}}thanh ray tăng gần như tuyến tính khi số chu kỳ tải tăng lên. Với mỗi lần tăng số chu kỳ tải lên 1 triệu lần, tập hợp nén sẽ tăng 0,1%-0,3%. Khi số chu kỳ đạt 10 triệu lần, số lượng cài đặt có thể đạt tới 3% và hiệu suất giảm rung giảm 20%. Điều này là do chu kỳ tải sẽ gây ra hiện tượng rão của chuỗi phân tử vật liệu đệm và khả năng phục hồi đàn hồi giảm dần. Số chu kỳ tải của các đường tốc độ thông thường là khoảng 5 triệu lần mỗi năm và độ biến dạng của đệm chậm; tốc độ của đường dây tốc độ cao có thể đạt tới 20 triệu lần mỗi năm, với tốc độ biến dạng nhanh hơn.
Tại sao có sự khác biệt đáng kể về tốc độ nén giữa miếng đệm cao su và miếng đệm polyurethane?
Mật độ liên kết chéo chuỗi phân tử của các miếng cao su cao khiến chuỗi phân tử khó di chuyển. Tốc độ leo nhanh trong các chu kỳ tải và mức cài đặt đạt 3,5% sau 10 triệu chu kỳ. Chuỗi phân tử của miếng đệm polyurethane linh hoạt hơn, có mật độ liên kết ngang-thấp và dễ bị biến dạng thuận nghịch, do đó tốc độ rão chậm và lượng cài đặt chỉ là 1,8% sau 10 triệu chu kỳ. Ngoài ra, nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh của vật liệu polyurethane thấp và chúng ở trạng thái đàn hồi cao ở nhiệt độ phòng, khả năng phục hồi đàn hồi mạnh hơn. Do đó, tốc độ nén của miếng đệm polyurethane thấp hơn 40%{12}}50% so với miếng đệm cao su, phù hợp hơn với các dòng{13}cao cấp có thời gian sử dụng lâu dài.
Tập lực nén của tấm lót dưới thanh ray vượt quá 3% sẽ có tác động gì đến ứng suất tiếp xúc với thanh ray bánh xe-?
Khi bộ nén của miếng đệm vượt quá 3%, độ cứng tổng thể của đường ray sẽ tăng lên và khả năng đệm đàn hồi sẽ giảm. Dưới tác động của tải trọng tàu, ứng suất tiếp xúc với bánh xe-ray sẽ tăng 15%-20%, làm trầm trọng thêm tình trạng mòn bánh xe-rail. Đồng thời, biến dạng đệm không đều sẽ gây ra độ lún cục bộ của đường ray, làm giảm độ êm của đường ray và tạo thêm tải trọng va đập. Tải trọng tác động sẽ làm tăng thêm ứng suất tiếp xúc với ray bánh xe, tạo thành một vòng luẩn quẩn. Về lâu dài, ứng suất tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray quá cao sẽ gây ra các bệnh như nếp gấp đường ray và nứt đầu đường ray, rút ngắn tuổi thọ của đường ray và đệm và tăng chi phí bảo trì đường dây.
Tại sao-tấm lót dưới ray của các tuyến đường vận chuyển tải trọng-nặng cần phải được làm bằng vật liệu có khả năng chịu nén cao thay vì vật liệu cao su thông thường?
Đường vận chuyển-nặng có nhiều chu kỳ tải và tải trọng trục lớn. Tốc độ cài đặt nén của miếng đệm cao su thông thường rất nhanh và mức cài đặt đạt 4% sau 10 triệu chu kỳ, dẫn đến hiệu suất giảm rung bị suy giảm nghiêm trọng. Cấu trúc chuỗi phân tử của vật liệu có khả năng chịu nén cao (như cao su biến tính, vật liệu composite polyurethane) ổn định hơn, tốc độ rão giảm 50% và lượng cài đặt được kiểm soát trong vòng 2% sau 10 triệu chu kỳ. Ngoài ra, cường độ nén của vật liệu có khả năng chịu lực nén cao cao hơn 25% so với cao su thông thường, có thể chịu được tần số cao và tải trọng lớn của các đường vận chuyển nặng{11}}và tránh bị nát đệm. Do đó, các tuyến đường vận chuyển hạng nặng cần chọn miếng đệm làm bằng vật liệu có khả năng chịu lực nén cao.
Làm cách nào để phát hiện bộ nén của tấm lót dưới{0}}thanh ray tại chỗ để đánh giá trạng thái hoạt động của nó?
Tại chỗ, phương pháp thụt đầu dòng có thể được sử dụng để phát hiện bộ nén của miếng đệm. Chọn 3 miếng đệm đại diện, nén chúng dưới tải trọng định mức trong 24 giờ, sau đó lấy ra và đo lượng đã đặt. Số tiền đặt Nhỏ hơn hoặc bằng 1% là trạng thái tốt, 1% -3% là trạng thái khả dụng và cần phải thay thế nếu vượt quá 3%. Đồng thời, có thể quan sát được bề mặt miếng đệm. Nếu có vết lõm, vết nứt hoặc hiện tượng cứng hóa do lão hóa rõ ràng, điều đó cho thấy bộ nén đã vượt quá tiêu chuẩn. Ngoài ra, nó có thể được đánh giá gián tiếp bằng cách phát hiện độ mượt của đường đi. Nếu độ lún của đường ray vượt quá giá trị thiết kế, điều đó có nghĩa là biến dạng của tấm đệm quá lớn và cần được thay thế kịp thời.