Cơ chế tương quan giữa định luật suy giảm tải trước của kẹp lò xo và tải trọng chu kỳ nhiệt độ
Tải trước của kẹp đàn hồi sẽ giảm đi bao nhiêu khi nhiệt độ thay đổi 30 độ và tại sao nó lại có những thay đổi định kỳ?
Khi nhiệt độ thay đổi 30 độ , tải trước của kẹp đàn hồi sẽ giảm 8%-12%, thể hiện sự dao động định kỳ theo chu kỳ nhiệt độ. Ở nhiệt độ cao, sự giãn nở nhiệt của vật liệu kẹp đàn hồi làm tăng biến dạng đàn hồi, ứng suất bên trong giảm và tải trước giảm xuống; ở nhiệt độ thấp, vật liệu co lại lạnh, biến dạng đàn hồi giảm và ứng suất bên trong phục hồi, dẫn đến sự phục hồi của tải trước. Tuy nhiên, hiện tượng rão nhẹ xảy ra trong mỗi chu kỳ, gây ra hiện tượng giãn ứng suất và tải trước không thể trở về giá trị ban đầu hoàn toàn. Trong chu kỳ nhiệt độ dài hạn, tải trước của kẹp đàn hồi sẽ tiếp tục giảm và cuối cùng giảm xuống dưới giá trị thiết kế, gây ra hiện tượng lỏng ray.
Tại sao các đường dây ở khu vực có nhiệt độ-cao lại chọn kẹp đàn hồi 60Si2CrA thay vì kẹp đàn hồi 60Si2MnA?
Nhiệt độ môi trường ở những khu vực có nhiệt độ-cao có thể lên tới trên 50 độ . Mô đun đàn hồi nhiệt độ-cao của kẹp đàn hồi 60Si2MnA giảm nhanh chóng, tốc độ rão cao và tốc độ phân rã tải trước đạt 15% mỗi năm. 60Kẹp đàn hồi Si2CrA bổ sung các nguyên tố crom, có độ ổn định nhiệt độ-cao tốt hơn, mô đun đàn hồi giảm nhỏ hơn, tốc độ rão giảm 40% và tốc độ phân rã tải trước chỉ 6% mỗi năm. Ngoài ra, độ bền kéo ở nhiệt độ cao-của kẹp đàn hồi 60Si2CrA cao hơn 120MPa so với kẹp đàn hồi 60Si2MnA, có thể chống biến dạng dẻo ở nhiệt độ cao. Do đó, các dòng nhiệt độ cao cần chọn kẹp đàn hồi 60Si2CrA có hiệu suất nhiệt độ cao{23}}tốt hơn.
Mối quan hệ giữa độ phân rã tải trước của kẹp đàn hồi và tốc độ thay đổi nhiệt độ đường ray, tại sao tốc độ phân hủy càng nhanh thì độ phân hủy càng nghiêm trọng?
Tốc độ thay đổi nhiệt độ của đường ray càng nhanh thì phản ứng giãn nở và co lại nhiệt của vật liệu kẹp đàn hồi càng chậm và biên độ của đột biến ứng suất bên trong càng lớn. Trong quá trình gia nhiệt nhanh, kẹp đàn hồi không thể giãn nở theo thời gian, tạo ra ứng suất kéo bên trong và làm tăng tốc độ rão; trong quá trình làm nguội nhanh, kẹp đàn hồi không thể co lại kịp thời, tạo ra ứng suất nén bên trong và gây mỏi đàn hồi. Khi tốc độ thay đổi nhiệt độ đường ray vượt quá 5 độ /h, tốc độ phân rã tải trước của kẹp đàn hồi sẽ tăng 30%. Sự thay đổi nhiệt độ đường ray của các đường tốc độ-thông thường diễn ra nhẹ nhàng, thường Nhỏ hơn hoặc bằng 3 độ /h và sự phân hủy của các đoạn dây đàn hồi diễn ra chậm; việc phanh và tăng tốc thường xuyên của tàu trên các tuyến-tốc độ cao dẫn đến sự thay đổi nhiệt độ đường ray nhanh chóng, làm cho sự phân hủy của các kẹp đàn hồi trở nên nghiêm trọng hơn.
Việc giảm lực kẹp của các kẹp đàn hồi trong môi trường nhiệt độ-thấp sẽ có tác động gì đến kích thước hình học của đường đua?
Ở nhiệt độ thấp, mô đun đàn hồi của vật liệu kẹp đàn hồi tăng lên và lực kẹp giảm khiến cho việc khóa ray một cách hiệu quả không thể thực hiện được. Đường ray sẽ tạo ra sự dịch chuyển theo chiều dọc do sự co lại của nhiệt độ, dẫn đến sự giãn nở của các khoảng trống trên đường ray và tăng độ lệch của thước đo. Khi độ lệch của thước đo vượt quá 2mm, đoàn tàu sẽ tạo ra tác động ngang khi đi qua đoạn đường cong, làm trầm trọng thêm tình trạng mòn-đường ray của bánh xe. Đồng thời, lực kẹp của kẹp đàn hồi không đủ sẽ gây ra ứng suất không đồng đều trên tấm lót dưới{5}} ray, làm tăng biến dạng nén cục bộ và giảm độ êm ái của đường ray. Trong môi trường nhiệt độ-thấp{8}}thấp trong thời gian dài, độ lệch của kích thước hình học đường ray sẽ liên tục tích tụ, làm tăng chi phí bảo trì đường dây và thậm chí ảnh hưởng đến an toàn lái xe.
Làm thế nào để kiểm soát sự suy giảm định kỳ của tải trước kẹp đàn hồi thông qua bù nhiệt độ tại chỗ?
Tại chỗ, phương pháp bù nhiệt độ có thể được sử dụng để điều chỉnh tải trước lắp đặt của kẹp đàn hồi theo nhiệt độ đường ray. Khi nhiệt độ đường ray cao hơn 35 độ , hãy tăng tải trước lên 5%-8% để bù đắp cho sự suy giảm nhiệt độ-cao; khi nhiệt độ đường ray thấp hơn 0 độ, hãy giảm tải trước xuống 3%-5% để tránh hiện tượng gãy giòn ở nhiệt độ thấp. Đồng thời, có thể chọn các kẹp đàn hồi lưỡng kim, có phạm vi dao động mô đun đàn hồi khi thay đổi nhiệt độ nhỏ hơn 50% so với các kẹp đàn hồi thông thường và sự phân rã tải trước nhẹ nhàng hơn. Ngoài ra, thường xuyên phát hiện tải trước của các kẹp đàn hồi và siết chặt hoặc thay thế chúng kịp thời khi độ mòn vượt quá 10% để đảm bảo độ ổn định lâu dài của đường ray.