Tấm lót đường ray làm gì và tại sao nhiệt độ lại quan trọng
Tấm đệm ray nằm giữa đế ray và ghế ngủ, giúp giảm ma sát và va đập, tăng độ đàn hồi cho cấu trúc thượng tầng của đường ray, đồng thời giảm chấn động và rung khi bánh xe đi qua. Tất cả các chức năng này phụ thuộc vào đặc tính nhớt, đàn hồi của vật liệu đệm và nhiệt độ là biến số kiểm soát: nhiệt làm mềm polyme và giảm độ cứng của nó, lạnh làm cứng nó và có thể làm cho nó trở nên giòn. Do đó, phạm vi nhiệt độ hoạt động của tấm đệm đường ray là một thông số thiết kế, không phải là một con số tiếp thị. Nó phải bao gồm toàn bộ phạm vi theo mùa của đường và phải được chỉ định cùng với các giá trị độ cứng và độ cứng mà thiết kế đường ray giả định.
Phạm vi nhiệt độ hoạt động theo vật liệu
| Vật liệu | Phạm vi hoạt động điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|
| EPDM/cao su thiên nhiên | -40 độ đến +70 độ | Cấp độ toàn diện cho việc sử dụng đường đua chung |
| EVA | -40 độ đến +60 độ | Ứng dụng đường sắt nhẹ và tải trọng thấp hơn |
| Polyurethane (PU) | -40 độ đến +70 độ | Độ cứng nhất quán trong phạm vi |
| Công thức ở nhiệt độ-thấp | xuống tới -50 độ | Vùng núi cao và vùng băng vĩnh cửu |
Đối với các đường ống chính ôn đới và nhiệt đới, EPDM hoặc miếng đệm cao su tự nhiên có định mức từ -40 độ đến +70 độ sẽ đáp ứng hầu hết mọi nhiệm vụ. Tấm đệm EVA được chọn cho đường sắt hạng nhẹ có tải trọng và tốc độ vừa phải. Polyurethane được chỉ định khi độ cứng phải ổn định trong phạm vi, ví dụ như trên các tuyến tàu điện ngầm có sự chênh lệch nhiệt độ rõ rệt giữa các phần đường hầm và bề mặt. Khi nhiệt độ thiết kế mùa đông giảm xuống dưới -40 độ, cần yêu cầu công thức chế tạo ở nhiệt độ thấp đặc biệt, đồng thời độ cứng và độ cứng của đệm phải được xác minh lại ở nhiệt độ lạnh thiết kế.
Thông số kỹ thuật của tấm lót đường ray cao su
| Thông số kỹ thuật | Đơn vị | Giá trị |
|---|---|---|
| Độ cứng | kN | 90 - 130 |
| độ cứng | Bờ A | 72 - 80 |
| Điện trở | Ω | Lớn hơn hoặc bằng 10⁶ |
| Độ bền kéo trước khi lão hóa | MPa | Lớn hơn hoặc bằng 12,5 |
| Độ giãn dài trước khi lão hóa | % | Lớn hơn hoặc bằng 250 |
Thông số kỹ thuật của tấm lót đường ray EVA
| Thông số kỹ thuật | Đơn vị | Yêu cầu kỹ thuật | Giá trị điển hình |
|---|---|---|---|
| Tỉ trọng | g/cm³ | 0.95 - 0.98 | 0.96 |
| Độ bền kéo | MPa | Lớn hơn hoặc bằng 15 | 16 |
| Độ giãn dài | % | > 500 | 550 |
| điểm nóng chảy | bằng cấp | 170 - 190 | ≈ 170 |
| Điện trở cách điện | Ω | Lớn hơn hoặc bằng 1 × 10¹⁰ | 5.0 × 10¹⁰ |
| độ cứng | Bờ A | Lớn hơn hoặc bằng 90 | 92 |
Hai-ghi chú chất lượng về dữ liệu rất quan trọng đối với việc mua sắm. Đơn vị độ cứng của miếng đệm cao su là Shore A, không phải nhiệt độ và các số liệu điện trở là các bậc độ lớn, do đó, giá trị như 10⁶ Ω phải được viết cùng với số mũ chứ không phải là số 106. Yêu cầu mật độ EVA là 0,95 đến 0,98 g/cm³, do đó, giá trị đo được chấp nhận phải nằm trong dải đó, chẳng hạn như 0,96 g/cm³.
Biện pháp phòng ngừa khi nhiệt độ cực cao
Nhiệt độ cực cao làm mềm miếng đệm và giảm độ cứng của nó, điều này làm giảm khả năng giảm rung và khiến đường ray ổn định hơn khi chịu tải. Sử dụng vật liệu đệm có khả năng chống lại sự mềm mại và giữ được độ cứng của chúng, chẳng hạn như polyurethane hoặc cao su ổn định nhiệt. Nên ưu tiên các miếng đệm dày hơn, thường từ 12 đến 15 mm, nơi dự kiến có sự dao động nhiệt độ lớn, vì độ dày tăng thêm sẽ hấp thụ nhiều giãn nở và ứng suất hơn. Giảm tốc độ đoàn tàu trong thời gian nắng nóng cao điểm để giảm các lực có thể gây ra hiện tượng oằn đường ray và-siết chặt lại các dây buộc sau thời gian nắng nóng vì sự giãn nở và co lại làm thay đổi tải trọng kẹp. Sơn đường ray màu trắng để phản xạ nhiệt mặt trời là một biện pháp thiết thực trên các cầu cạn nơi nhiệt độ đường ray tăng cao.
Biện pháp phòng ngừa khi cực lạnh
Cực lạnh làm tăng độ cứng của đệm và có thể làm cho đệm trở nên giòn. Miếng đệm phải duy trì tính linh hoạt ở nhiệt độ mùa đông được thiết kế, vì vậy hãy kiểm tra độ cứng ở nhiệt độ đó trong quá trình lựa chọn, không chỉ ở nhiệt độ phòng. Lạnh có cải thiện phần nào khả năng giảm chấn, nhưng một miếng đệm quá cứng ở vùng lạnh sâu sẽ truyền rung động vào tà vẹt thay vì hấp thụ nó, điều này làm tăng ứng suất của dây buộc. Trên những tuyến đường có mùa đông khắc nghiệt, hãy chỉ định công thức của miếng đệm có nhiệt độ-thấp và kiểm tra miếng đệm sau đợt lạnh đầu tiên xem có vết nứt ở các cạnh hay không, đây là chế độ hư hỏng do lạnh điển hình.
Câu hỏi thường gặp
Câu 1: Nên chọn độ dày của tấm lót đường ray là bao nhiêu?
Các miếng đệm cao su tiêu chuẩn thường có kích thước từ 5 đến 10 mm, các ứng dụng nặng hơn chẳng hạn như đường chở hàng và-tốc độ cao sử dụng 12 đến 20 mm để giảm chấn tốt hơn và các ứng dụng có cấu hình thấp-sử dụng 4,5 đến 6 mm. Độ dày phải phù hợp với hình dạng của hệ thống buộc chặt và độ cứng của đệm thiết kế.
Câu hỏi 2: Tấm lót đường ray có thể được sử dụng dưới nhiệt độ định mức không?
Chỉ với sự quan tâm. Dưới giới hạn lạnh định mức, miếng đệm cứng lại và có thể nứt khi va chạm. Nếu dây chuyền phải hoạt động dưới mức định mức, hãy sử dụng công thức nhiệt độ-thấp và xác minh độ cứng ở nhiệt độ thiết kế.
Câu 3: Sự khác biệt giữa độ cứng của đệm và độ cứng của đệm là gì?
Độ cứng, ở Shore A, là thước đo nhanh về điện trở bề mặt được đo bằng máy đo độ cứng. Độ cứng, tính bằng kN, là đặc tính biến dạng tải-của toàn bộ tấm đệm dưới ray và là giá trị được sử dụng trong động lực học của đường ray. Cả hai nên được chỉ định.
Câu hỏi 4: Tại sao phải quy định điện trở cho tấm lót ray?
Tấm đệm ray là một phần của chuỗi cách điện giữa ray và tà vẹt, có tác dụng bảo vệ các mạch tín hiệu và hạn chế dòng điện rò trên đường dây điện khí hóa. Một miếng đệm không có điện trở cách điện không đủ có thể làm đoản mạch đường ray.
Câu hỏi 5: Miếng đệm đường ray được thay thế thường xuyên như thế nào?
Việc thay thế tuân theo tình trạng chứ không phải thời gian cố định: các miếng đệm được thay thế khi độ cứng hoặc độ cứng vượt quá phạm vi, khi các cạnh bị nứt hoặc rách, khi nhìn thấy bộ nén hoặc trong quá trình thay thế tà vẹt và dây buộc. Kiểm tra trực quan ở mỗi chu kỳ bảo trì dây buộc là bước kích hoạt tiêu chuẩn.

