Kodėl trinkelių kietumas kontroliuoja vibracijos slopinimą
Bėgio padėklas yra elastingas elementas tarp bėgio kojos ir pabėgio. Po pravažiuojančiu ratu jis suspaudžiamas, o dalis vertikalios apkrovos energijos išsklaido elastomero viduje kaip šiluma. Dvi medžiagos savybės lemia, kiek energijos prarandama: tamprumo modulis, nulemiantis, kiek trinkelė pasislenka veikiant apkrovai, ir vidinis elastomero slopinimas, kuris mechaninę energiją paverčia šiluma. Shore A kietumas yra praktiškas tamprumo modulio{3}}grindų matas: mažesnis kietumas reiškia mažesnį modulį, didesnę deformaciją esant tokiai pačiai rato apkrovai ir daugiau vibracijos energijos, sugeriamos prieš pasiekiant pabėgį. Kompromisas- yra tas, kad minkštesnis padas taip pat leidžia geriau nusėsti bėgius, todėl kietumas visada yra vibracijos mažinimo ir bėgių kelio geometrijos stabilumo kompromisas.
Kiekybinis kietumo ir slopinimo ryšys
| Šoras A kietumo diapazonas | Vertikalios vibracijos mažinimas | Tipiškas pritaikymas |
|---|---|---|
| 40-50 | Daugiau nei 30%, palyginti su standartinėmis trinkelėmis | Miesto geležinkelių tranzitas per gyvenamuosius rajonus |
| 60-70 | Subalansuotas slopinimas su nuosėdų valdymu | Greitieji{0}}geležinkeliai ir pagrindinės{1}} linijos |
| Žemiau 40 | Didelis slopinimas, bet per didelė deformacijos rizika | Vengti; linijinis ryšys nutrūksta |
| Virš 80 | Žemas amortizatorius, standi atrama | Sunkios{0}}apkrovos pramoninė trasa, kur atsiskaitymas yra labai svarbus |
Shore A 40-80 diapazone santykis tarp kietumo ir vibracijos mažinimo yra maždaug tiesinis: 5 laipsnių kietumo sumažėjimas padidina vertikalios vibracijos sumažėjimą maždaug 8%. Linijiškumas egzistuoja, nes šiame diapazone elastomeras deformuojasi stabiliai, atkuriamai, o slopinimo įtaka priklauso nuo deformacijos. Žemiau nei 40 Shore A padas linkęs pernelyg deformuotis, o virš 80 jis elgiasi beveik standžiai; abiejose zonose paprasti santykiai nebegalioja.
Taikymas-specifinio kietumo pasirinkimas
Greitieji{0}} geležinkeliai naudoja apie 60-70 Shore A trinkeles, o tai yra optimalus vibracijos sugerties ir bėgių kelio lygumo balansas. Minkštesnės trinkelės, mažesnės nei 60, per daug nusėstų veikiant apkrovai, sukurdamos vertikalius bėgių kelio nelygumus, dėl kurių kyla problemų važiuojant dideliu greičiu; 60-70 valdymo bėgių trinkelės nusėda maždaug 2 mm atstumu, sugeria greitųjų traukinių vibracijas, o jų atsparumas nuolatiniam gniuždymui išlaiko stabilų elastingumą per ilgą tarnavimo laiką.
Miesto geležinkelių transporte naudojamos apie 40-50 A kranto vibracijos slopinimo trinkelės. Linijos driekiasi per gyvenamąsias vietoves, kuriose triukšmo ir vibracijos ribos yra griežtos, o dėl mažo kietumo vibracija sumažėja daugiau nei 30 %, todėl mažo{6}}dažnio triukšmo perdavimas į tunelius ir pastatus sumažėja. Tai įmanoma, nes metro ašies apkrovos yra palyginti nedidelės, todėl minkštesnė trinkelė nėra per-suspausta, o trinkelės dažniausiai yra sudėtinės konstrukcijos, kurios padidina atsparumą dilimui ir elastingumą, reikalingą dirbant su dideliu tankiu.
Senėjimas ir kietumas eksploatuojant
Eksploatacijos metu trinkelės yra veikiamos nuolatinės apkrovos, temperatūros ciklų ir senėjimo, o jų Šoro kietumas palaipsniui didėja, paprastai 1-2 laipsniais per metus. Didesnis kietumas reiškia mažesnį elastingumą, mažesnę deformaciją ir mažesnę vibracijos absorbciją. Po penkerių metų kietumas gali būti 5-10 laipsnių didesnis už projektinę vertę, o vertikalios vibracijos sumažinimas sumažėja 10-20%. Tuo pačiu metu kietesnė trinkelė daugiau rato ir bėgio smūgio perduoda pabėgiui ir bėgių guoliui, pagreitindama šių komponentų senėjimą. Kai išmatuotas kietumas viršija projektinę vertę daugiau nei 15%, trinkelę reikia pakeisti, kad būtų atkurtos bėgių kelio vibracijos.
-Svetainės kietumo bandymas ir priėmimas
Greičiausias lauko metodas yra nešiojamas Shore A kietumo matuoklis. Įtraukiklis vertikaliai prispaudžiamas ant lygaus trinkelės paviršiaus, ant kiekvienos trinkelės išbandomi trys skirtingi taškai, o rezultatas imamas vidurkis. Jei nuokrypis nuo projektinio kietumo yra ±5 laipsnių ribose, trinkelė atitinka techninės priežiūros reikalavimus. Daugiau nei 5 laipsnių nuokrypis virš projektinės vertės rodo senėjimą ir sukietėjimą su sumažintu slopinimu; daugiau nei 5 laipsniai mažesnis nuokrypis rodo kokybės problemą ir per didelės deformacijos riziką. Jei trinkelės negali būti tiesiogiai pasiekiamos, bėgio nuosėdos yra naudingas netiesioginis rodiklis: per didelis nuosėdos rodo, kad trinkelės yra per minkštos, o trinkelės yra labai mažos, kad padas sukietėjo.
Dažnos klaidingos nuomonės
Minkštesnis ne visada yra geresnis; žemiau apie 40 Shore A padas pernelyg deformuojasi, nukenčia bėgių kelio geometrija, o linijinis kietumo{1}}slopinimo ryšys nebegalioja.
Vien kietumas neapibrėžia trinkelės; sudėtinė struktūra ir dėvimasis sluoksnis lemia, kiek laiko trinkelė išlaiko savo amortizacines savybes.
Vieno kietumo rodmens nepakanka; Reikalingi trys taškai kiekviename bloke ir apibrėžtas bandymo paviršius arba rezultatas nepakartojamas.
Kietumo poslinkis nėra geros trinkelės defektas; tai natūralus senėjimo procesas, kurį reikia valdyti taikant pakeitimo slenkstį, šiuo atveju 15 % viršijančią projektinę vertę.
DUK
1 klausimas: kiek 5 laipsnių kietumo sumažėjimas padidina vibracijos sumažėjimą?
Shore A 40-80 diapazone 5 laipsnių sumažėjimas padidina vertikalios vibracijos sumažėjimą maždaug 8%, nes mažesnis tamprumo modulis leidžia didesnę deformaciją ir daugiau energijos sugerti. Ryšys yra tiesinis tik šiame diapazone.
2 klausimas: kodėl greitieji geležinkeliai naudoja 60–70 Shore A, o ne minkštesnius?
Minkštesnės trinkelės, žemesnės nei 60 Shore A, leidžia per daug nusėsti bėgiai, o tai naikina vertikalų lygumą, kurio reikia dideliu greičiu{1}}. 60-70 trinkelės suteikia pakankamai elastingumo, kad sugertų vibraciją, išlaikant nuosėdas maždaug 2 mm atstumu, ir per ilgą tarnavimo laiką jie atsparūs nuolatiniam suspaudimui.
3 klausimas: kokio kietumo būdingas miesto bėgių vibracijos slopinimo{1} trinkelės?
Apie 40-50 Shore A. Dėl šio mažo-kietumo, didelio-elastingumo konstrukcijos vertikalios vibracijos sumažinimas daugiau nei 30 % yra reikalingas ten, kur linijos eina per gyvenamuosius rajonus. Tai veikia, nes metro ašies apkrovos yra pakankamai lengvos, kad per daug nesuspaustų trinkelės.
4 klausimas: kaip keičiasi trinkelių kietumas eksploatacijos metu?
Kietumas palaipsniui didėja, paprastai 1-2 laipsniais per metus, dėl apkrovos, temperatūros ir senėjimo. Po penkerių metų jis gali būti 5-10 laipsnių didesnis, o vibracijos sumažinimas sumažėja 10-20%. Kai kietumas viršija projektinę vertę daugiau nei 15%, trinkelę reikia pakeisti.
5 klausimas: kaip vietoje tikrinamas trinkelės kietumas?
Su nešiojamu Shore A kietumo matuokliu, vertikaliai spaudžiant įdubą ant lygaus paviršiaus ir apskaičiuojant rodmenų vidurkį iš trijų taškų kiekviename blokelyje. Priimtinas nuokrypis nuo projektinės vertės ±5 laipsnių; viršija, kad trinkelė yra pasenusi arba sugedusi.
6 klausimas. Kurie standartai taikomi guminių trinkelių kietumo A Shore bandymui?
Bandymo metodas taikomas GB/T 531.1, kinų standarto ISO 7619-1 atitikmuo vulkanizuotos gumos kietumui įspausti. Pats padas atitinka tvirtinimo sistemos standartą, taikomą linijos tipui.