Bėgių, tvirtinimo elementų ir bėgių trinkelių sistemos, atitinkančios dizainą ir bėgių dinamikos pritaikymą
Koks yra bėgių, tvirtinimo detalių ir bėgių trinkelių mechaninio perdavimo ryšys?
Traukinio ratų apkrova pirmiausia veikia viršutinį bėgio paviršių, tada tolygiai perduoda vertikalias, šonines ir išilgines jėgas per bėgio pagrindą į tvirtinimo sistemą. Tada tvirtinimo detalės perduoda jėgą per bėgių pagalvėles ir geležines pagrindo plokštes į pabėgius arba bėgių plokštes, galiausiai išsklaidydami ją į pamatų konstrukciją. Šie trys elementai sudaro nenutrūkstamą jėgos grandinę: bėgiai užtikrina nukreipimą ir laiko apkrovą; tvirtinimo detalės suteikia suspaudimo jėgą, šoninį suvaržymą ir tam tikrą elastingumą; o bėgių trinkelės užtikrina pirminį buferį, vibracijos mažinimą ir standumo reguliavimą. Nepakankamas veikimas arba netinkamas bet kurios jungties suderinimas lems netolygų jėgos perdavimą, dėl kurio susikaups įtampa, padidės smūgis, sustiprės vibracija ir per anksti suges komponentai. Todėl būtinas integruotas dizainas, o ne paprastas derinys.
Kodėl svarbu pabrėžti bėgių standumo ir bėgių trinkelių standumo atitikimą?
Bėgio standumą lemia bėgio tipas ir medžiaga, o bėgių trinkelės standumas – medžiagos kietumas, storis ir struktūra. Jei bėgio standumas yra per didelis, o bėgio trinkelė per minkšta, bėgs per daug nusėda ir deformuojasi, dėl ko nestabili vėžė ir traukinio siūbavimas. Ir atvirkščiai, jei bėgio standumas yra per mažas, o bėgio trinkelė per kieta, dėl nepakankamo amortizavimo rato -bėgys smarkiai susitrenks, bėgių susidėvėjimas pagreitės, tvirtinimo detalių nuovargis ir bėgių guolio pažeidimas. Skirtingoms linijoms reikalingi skirtingi atitikimo ryšiai: didelės-greičių linijos, kurioms reikalingas didelis lygumas, deformacijai valdyti naudokite „kietesnius bėgius + vidutinio-stangrumo bėgių trinkeles“; sunkios-apkrovos linijos, esant didelei ašių apkrovai, naudokite „didelio-stiprumo bėgius + didelės-apkrovos-laikančias, didelio-elastingumo bėgių trinkeles“, kad pagerintumėte atsparumą deformacijai; miesto geležinkelių tranzitu, kuriam taikomi aukšti vibracijos mažinimo reikalavimai, naudojami „įprasti bėgiai + mažo-stangrumo, stipriai{15}}slopinančios bėgių trinkelės“, kad sumažintų vibraciją ir triukšmą. Tik esant protingam standumo gradientui, apkrova gali būti tolygiai perkelta.
Kokie yra bėgio trinkelės statinio standumo, dinaminio standumo ir slopinimo vaidmenys?
Statinis standumas lemia vikšro trinkelės deformaciją esant statinei apkrovai, turinčią įtakos bėgių kelio aukščio stabilumui ir atramos vienodumui. Dinaminis standumas atspindi dinaminę reakciją, kai traukinys pravažiuoja dideliu greičiu; per didelis dinaminis standumas sustiprina poveikį, o nepakankamas dinaminis standumas lengvai sukelia rezonansą. Slopinimas naudojamas vibracijos energijai išsklaidyti, vibracijos stiprėjimui slopinti ir triukšmo sklidimui sumažinti. Aukštos-kokybės vikšrinės trinkelės turi atitikti išsamius našumo reikalavimus: „vidutinio statinio standumo, mažo dinaminio- ir -statinio standumo santykio ir tinkamo slopinimo“. Jei bus siekiama tik elastingumo, o amortizacija nepaisoma, tai sukels ilgą vibracijos trukmę ir didelį perdavimo diapazoną; jei standumas yra per didelis, jis praranda savo vibracijos mažinimo paskirtį. Tik dėl šių trijų veiksnių sinergijos galima pasiekti sklandų, mažo-poveikio ir mažo-triukšmo veikimą.
Kokie yra tipiški šių trijų veiksnių atitikimo schemų skirtumai skirtingomis bėgių kelio sąlygomis?
Greitieji{0}}geležinkeliai: didelis glotnumas, mažas smūgis ir didelis stabilumas pasiekiamas naudojant didelio-stiprumo plieninius bėgius, kurių masė yra 60 kg/m arba daugiau + didelio-tikslios reguliuojamos tvirtinimo detalės + labai elastingos, mažo{6}}šliaužimo bėgių trinkelės, kurių stabilumas yra nuo vidutinio- iki-stabilumo.
Sunkiosios{0}}traukės geležinkeliai: didelė ašies apkrova, didelis smūgis, didelis susidėvėjimas; sunkios-apkrovos bėgiai + didelio-tvirtumo sustiprintos tvirtinimo detalės + aukštai-suspaudimui, nuovargiui{6}}atsparios trinkelės; didelis standumas, pirmenybė teikiama-laikančiajai galiai.
Miesto metro/lengvieji bėgiai: aukšti vibracijos ir triukšmo mažinimo reikalavimai; standartinis bėgio tipas + lanksčios suskaidytos tvirtinimo detalės + mažo-stangrumo, didelio-slopinimo gumos arba poliuretano trinkelės; minkštesnis standumas, pirmenybė teikiama vibracijos mažinimui.
Įprastos greičio balastinės linijos: pirmenybė teikiama kainai ir techninei priežiūrai; įprasti bėgiai + elastingos I/II tipo tvirtinimo detalės + paprastos guminės trinkelės; vidutinio standumo, subalansuojant ekonomiškumą ir patikimumą.
Tilto-tunelio perėjimo sekcijos: pritaikytas laipsniško standumo atitikimo dizainas; trinkelių ir tvirtinimo detalių parametrai palaipsniui koreguojami nuo tilto iki kelio sankasos, kad būtų išvengta staigių standumo smūgių.
Kaip pailginti bendrą komponentų tarnavimo laiką derinant sistemas?
Pirma, projektavimo etape atliekamas dinaminis modeliavimas, siekiant nustatyti optimalų standumo derinį, tvirtinimo jėgą ir trinkelių struktūrą, kad būtų išvengta vietinės perkrovos. Antra, pasirenkamas medžiagų derinys, atitinkantis našumą: didelio-stiprumo bėgiai suporuojami su didelio-tvirtinimo detalėmis ir didelę-apkrovą-atlaikančiomis trinkelėmis, o vibraciją-slopinančios sekcijos suporuojamos su didelio{6}}elastingumo tvirtinimo detalėmis ir aukšto{2}tvirtinimo{7} tvarsčiais. Konstravimo metu užtikrinama, kad bėgiai būtų lygūs, tvirtinimo elementų sukimo momentas būtų vienodas, o trinkelės būtų centruotos be poslinkio slėgio, sumažinant vietinio įtempio koncentraciją. Eksploatacijos ir priežiūros etapo metu pagrindinis dėmesys skiriamas trinkelių deformacijos, tvirtinimo detalių atsipalaidavimo ir bėgių nusidėvėjimo stebėjimui. Sekcijų su nesuderinamomis sudedamosiomis dalimis standumas koreguojamas arba komponentai pakeičiami laiku, kad būtų išvengta gedimų grandinės, kurią sukelia vieno komponento gedimas. Suderinus visą „dizaino - parinkimo - įrengimo - priežiūros grandinę“, galima žymiai sumažinti bendrą gedimų skaičių, pailginti bendrą bėgių, tvirtinimo detalių ir trinkelių tarnavimo laiką ir sumažinti bendros linijos gyvavimo ciklo sąnaudas.