Sinergetinis bėgių trinkelių ir suspaudimo plokščių dizainas ir bėgių standumo reguliavimo technologija
Kokie yra pagrindinės jėgos perdavimo kelias ir projektavimo sumetimai, susiję su suderintu bėgio trinkelės ir slėgio plokštės jėgos perdavimu?
Pagrindinės jėgos perdavimo kelias, skirtas suderintam bėgio trinkelės ir slėgio plokštės jėgos perdavimui, yra: ratas-bėgio apkrova → bėgis → bėgio trinkelė → pabėgis. Slėgio plokštė apriboja bėgio šoninį poslinkį suspaudimo jėga, paversdama vietinę apkrovą į vienodą apkrovą. Jėgos perdavimas tarp šių dviejų sudaro papildomą „vertikalaus buferio + šoninio suvaržymo“ sistemą. Projektavimo sumetimai sukasi apie vienodą jėgos perdavimą ir konstrukcinį pritaikymą. Vertikalioje jėgos perdavimo kelyje traukinio rato{6}}bėgio apkrova pirmiausia veikia bėgį, kuris vėliau perduoda vertikalią apkrovą į bėgio trinkelę. Padėklas sugeria vertikalios vibracijos energiją per savo elastingą deformaciją, paskirstydamas koncentruotą apkrovą į vienodą paviršiaus apkrovą, kuri perduodama pabėgiui, išvengiant lokalaus gniuždymo, kurį sukelia tiesioginis bėgio ir pabėgio kontaktas. Šio proceso metu tamprioji trinkelės deformacija turi būti kontroliuojama 1-3 mm tikslumu, kad būtų užtikrintas buferio efektas ir išvengta pernelyg didelio vertikaliojo bėgio poslinkio. Šoninės jėgos perdavimo kelyje slėgio plokštė sukuria nepertraukiamą suspaudimo jėgą ant bėgio per varžto išankstinę apkrovą, apribodama bėgio poslinkį, veikiant rato -šoninei bėgio jėgai, ir perduodama šoninę šlyties jėgą pabėgiui. Slėgio plokštės suspaudimo jėga turi atitikti šoninę bėgio apkrovą. Slėgio plokštės, tinkamos nacionaliniam standartiniam 60 kg/m bėgiui, suspaudimo jėga yra ne mažesnė kaip 80 kN, kad bėgis nejudėtų į šoną. Pagrindiniai projektavimo aspektai, susiję su suderinto apkrovos{20}}guoliu, yra šie: pirma, standumo suderinimas. Bėgio trinkelės tamprus standumas ir standusis suspaudimo plokštės standumas turi papildyti vienas kitą. Padėklas turi būti pagamintas iš mažo-modulio elastingumo medžiagos, o suspaudimo plokštė iš didelio-standžio legiruotojo plieno, kad būtų išvengta prasto jėgos perdavimo dėl standumo disbalanso. Antra, kontaktinės srities suderinimas. Kad būtų užtikrintas paskirstytas vertikalių apkrovų perdavimas, trinkelės ir bėgio / pabėgio sąlyčio plotas turi būti didesnis nei tarp suspaudimo plokštės ir bėgio. Prispaudimo plokštės ir bėgio sąlyčio plotas turi būti tiksliai suderintas, kad būtų pagerintas suspaudimo jėgos perdavimo efektyvumas. Trečia, vienodas apkrovos paskirstymas. Pagalvėlė turi būti vienodo storio visame skerspjūvyje, o suspaudimo plokštė turi būti simetriška suspaudimo struktūra, kad apkrovos perdavimo metu nebūtų vietos įtempių koncentracijos. Ketvirta, tinkamas montavimas. Pamušalas turi būti sumontuotas taip, kad jis visiškai liestųsi su bėgiu / pabėgiu, o suspaudimo plokštė turi būti sumontuota glaudžiai liesdama bėgio juostą, kad būtų išvengta jėgos perdavimo nukrypimų, atsirandančių dėl tarpų. Be to, suderintoje laikančiojoje konstrukcijoje turi būti atsižvelgta į temperatūros deformacijos poveikį, kad tarp trinkelės ir suspaudimo plokštės liktų nedideli deformacijos tarpai, kad būtų išvengta konstrukcinės deformacijos dėl temperatūros įtempių.
2. Kaip suderinti bėgių trinkelių tamprumo modulį ir storio konstrukciją su skirtingų bėgių keliais standumo reikalavimais?
Bėgio trinkelių tamprumo modulis ir storis yra pagrindiniai bėgių kelio vertikaliojo standumo reguliavimo parametrai. Dėl kombinuoto „tamprumo modulio, nustatančio standumo lygį ir storį reguliuojančio standumo tikslumo“ konstrukciją, skirtingų vikšrų (didelio-greičio, didelės-apkrovos ir įprastinio greičio) vertikaliojo standumo reikalavimai yra tiksliai suderinti, todėl pasiekiamas laipsniškas bėgių kelio standumo valdymas. Didelio-greičio trasoms reikalingas didelis važiavimo komfortas ir žema vibracija, todėl reikalingas mažo-standumo dizainas. Todėl bėgių trinkelės yra pagamintos iš mažo-elastingo-modulio nitrilo gumos arba poliuretano, o tamprumo modulis reguliuojamas tarp 50-80 MPa. Tuo pačiu metu pagalvėlės storis atitinkamai padidinamas iki 10{14}}12 mm. Mažas tamprumo modulis užtikrina didelę trinkelės elastinę deformacijos gebą, efektyviai sugerdama didelio greičio{18}}ratų{19}}bėgių sistemos vibracijos energiją. Padidinus storį, dar labiau sustiprinamas buferio efektas, kontroliuojamas vertikalus bėgių kelio standumas tarp 40-60 kN/mm, išvengiama vibracijos stiprinimo, kurį sukelia per didelis standumas, ir pagerinamas važiavimo traukiniu patogumas. Sunkioms{26}}traukos linijoms reikia didelės apkrovos{27}}atlaikomosios galios ir atsparumo deformacijoms, todėl reikalingas didelis-tvirtumas. Bėgių trinkelės yra pagamintos iš neopreno arba modifikuotos gumos su vidutinio ir didelio tamprumo moduliu, valdoma 150-200 MPa. Pagalvėlės storis yra 6-8 mm. Vidutinis-–-didelis tamprumo modulis užtikrina trinkelės atsparumą gniuždomajai deformacijai, todėl jis gali atlaikyti vertikalią apkrovą, kurią sukelia didelės ašies apkrovos. Plonesnis storis apsaugo nuo per didelės trinkelės deformacijos, dėl kurios bėgiai gali nuslūgti. Vertikalus bėgių standumas reguliuojamas 80-100 kN/mm, kad atitiktų didelius sunkiasvorių traukinių keliamosios galios reikalavimus. Tradicinės greitųjų geležinkelių linijos tvarko tiek keleivių, tiek krovinių vežimą, todėl reikalingas subalansuotas bėgių kelio standumas ir nedidelė kaina. Būtina vidutinio standumo konstrukcija, naudojant paprastą kaučiuką kaip bėgio trinkelės medžiagą, kurios tamprumo modulis reguliuojamas 100-120 MPa ir 8-10 mm storis. Šis vidutinio tamprumo modulio ir storio derinys sugeria įprasto greičio bėgio vibracijas, tuo pačiu užtikrinant pakankamą laikomąją galią, išlaikant vertikalios bėgių kelio standumą 60-80 kN/mm. Tai subalansuoja lygumą ir laikomąją galią, kartu kontroliuojant medžiagų sąnaudas. Be to, reikia tiksliai sureguliuoti trinkelių tamprumo modulį ir storį skirtingose tos pačios linijos atkarpose (pvz., kreivėse ir posūkio atkarpose). Kreivėse dėl didesnių šoninių jėgų tamprumo modulis padidinamas iki 1,1 karto už pradinį lygį. Posūkių ruožuose dėl sudėtingų apkrovų storis padidinamas 1-2 mm, kad būtų galima tiksliai sureguliuoti bėgių kelio standumą ir užtikrinti vienodą standumą visoje linijoje.
3. Kokie yra prispaudimo plokštės suspaudimo jėgos gradiento projektavimo principai ir jos pritaikymo prie bėgio juostos technologijos?
The core of the clamping force gradient design of the pressure plate and the adaptation technology of the rail web is to design a gradient clamping force based on the cross-sectional characteristics of the rail web. Through the optimization of the pressure plate structure, a precise fit with the rail web is achieved, ensuring that the clamping force is evenly applied to the rail web and avoiding deformation of the rail web or damage to the pressure plate caused by local stress concentration. The clamping force gradient design of the pressure plate is based on the thickness, width variation and stress distribution characteristics of the rail web. The rail web thickness of the national standard 50kg/m rail is 15.5mm and that of the 60kg/m rail is 16.5mm. The rail web is slightly conical from the rail head to the rail bottom, and the stress is concentrated in the upper middle part of the rail web. Therefore, the clamping force adopts a gradient distribution of large in the upper middle part and small in the lower part. The clamping force in the upper middle part is set to the maximum value (80-90kN for 60kg/m rail), and the clamping force in the lower part decreases to 60-70kN. This gradient design can specifically offset the stress concentration in the upper middle part of the rail web, while avoiding deformation of the lower part of the rail web caused by excessive clamping force in the lower part. The clamping force gradient is achieved through the distribution of bolt preload gradient and the optimization of the contact surface curvature of the pressure plate. The bolt holes of the pressure plate are arranged with denser holes in the upper and middle parts and sparser holes in the lower part. The preload of the bolts in the upper and middle parts is greater than that in the lower part. The clamping force gradient is achieved through the preload gradient. The contact surface between the pressure plate and the rail web is designed as a micro-arc that matches the curvature of the rail web, with a curvature deviation of <=±0.5℃. The contact area in the upper and middle parts is greater than that in the lower part, which improves the transmission efficiency of the clamping force in the upper and middle parts. The fitting technology between the clamping plate and the rail web mainly includes three aspects: cross-section fitting, material fitting, and installation positioning. Cross-section fitting refers to the clamping end cross-section dimensions of the clamping plate precisely matching the width and thickness of the rail web. The clamping gap of the clamping plate is 0.1-0.2mm smaller than the rail web thickness, resulting in slight elastic compression after installation for a tight fit. Material fitting refers to the clamping plate using high-strength alloy steel with a hardness controlled at HRC30-35, matching the hardness of the rail web to avoid contact wear caused by excessive hardness difference. Installation positioning refers to the clamping plate being designed with dedicated positioning bosses that precisely match the positioning grooves on the sleeper, achieving automatic alignment between the clamping plate and the rail web during installation, with a positioning deviation <=±1mm, avoiding uneven clamping force due to installation misalignment. Furthermore, the fitting technology also includes anti-corrosion treatment of the clamping plate, consistent with the anti-corrosion process of the rail, to avoid contact corrosion caused by potential difference, ensuring long-term service fit and clamping force stability.
4. Kokios yra dažniausios netolygaus bėgių kelio standumo priežastys ir bėgių trinkelių bei suspaudimo plokščių reguliavimo ir taisymo metodai?
Dažniausios netolygaus bėgių kelio standumo priežastys yra sutelktos į keturis aspektus: bėgių trinkelių veikimo pablogėjimas, suspaudimo plokštės suspaudimo jėgos disbalansas, bėgių kelio pagrindo nuosėdos ir komponentų montavimo nuokrypiai. Bėgių trinkelių ir suspaudimo plokščių reguliavimo ir taisymo metodai turėtų būti pritaikyti prie konkrečios priežasties, naudojant tokias priemones kaip „pakeitimas, suspaudimo jėgos kalibravimas, standumo kompensavimas ir padėties keitimas“, kad būtų grąžintas vienodas bėgių kelio standumas. Tarp įprastų priežasčių svarbiausia yra vikšro trinkelės veikimo pablogėjimas. Ilgalaikis vibracijos, apkrovų ir aplinkos korozijos poveikis sumažina elastingumo modulį, senėjimą ir sukietėjimą bei vietinius pažeidimus, todėl tam tikrose vietose padidėja arba sumažėja bėgių standumas. Tai yra pagrindinė netolygaus bėgių kelio standumo priežastis. Slėgio plokštės suspaudimo jėgos disbalansas pasireiškia atsilaisvinusiais prispaudimo plokštės varžtais ir nenuoseklia išankstine apkrova, dėl kurios skiriasi bėgių suvaržymo stiprumas ir šoninio standumo skirtumai, kurie dažniau pasitaiko lenktose atkarpose ir posūkių atkarpose. Bėgių pagrindo nusėdimas yra išorinė priežastis. Lokalus balasto arba bėgių guolio nusėdimas po pabėgiais sukelia pabėgių pasvirimą, keičiasi trinkelių ir slėgio plokščių įtempimo būsena ir dėl to atsiranda netolygus vertikalus ir šoninis standumas. Dėl sudedamųjų dalių montavimo nukrypimų, įskaitant netinkamai išlygiuotas trinkeles, išstumtas slėgio plokštes ir netinkamai išlygintus bėgio dantis, blogai perduodama apkrova ir atsiranda nenormalus vietinis standumas. Reguliavimo ir taisymo metodai dėl skirtingų priežasčių yra suskirstyti į keturias kategorijas: Pirma, dėl netolygaus standumo, atsiradusio dėl trinkelių veikimo pablogėjimo, taikoma rūšiuota trinkelių keitimo technika. Remiantis standumo bandymo duomenimis, susilpnėjusi trinkelė pakeičiama nauja tos pačios specifikacijos trinkelėmis. Jei vietinis standumo nuokrypis yra per didelis, naudojama tiksli{12}}derinimo pagalvė su atitinkamu elastingumo moduliu. Pavyzdžiui, jei standumas per mažas, naudojama didelio tamprumo modulio trinkelė, o jei standumas per didelis – mažo tamprumo modulio trinkelė. Po pakeitimo bėgių kelio standumas dar kartą išbandomas naudojant bėgių kelio standumo tikrintuvą, siekiant užtikrinti, kad standumo nuokrypis būtų mažesnis arba lygus ±5 kN/mm. Antra, esant netolygiam standumui, kurį sukelia slėgio plokštės suspaudimo jėgos disbalansas, taikoma suspaudimo jėgos kalibravimo ir priveržimo technika. Slėgio plokštės varžtai tolygiai sukalibruojami dinamometriniu veržliarakčiu ir vėl priveržiami pagal projektinę išankstinę apkrovą. Išankstinė apkrova atitinkamai padidinama lenktose atkarpose ir posūkio ruožuose. 10%-15 % ir pakeiskite atsipalaidavusias poveržles, apsaugančias nuo atsipalaidavimo, kad atkurtumėte šoninės suspaudimo jėgos nuoseklumą. Po kalibravimo patikrinkite bėgio šoninį poslinkį, kad įsitikintumėte, jog poslinkis yra mažesnis arba lygus 0,5 mm; Trečia, dėl netolygaus standumo, atsiradusio dėl bėgių pagrindo nusėdimo, naudokite standumo kompensavimo reguliavimo technologiją. Pridėkite plonus 1-2 mm storio kompensacinius tarpiklius prie tarpiklių po nusistovėjusiais pabėgiais ir sureguliuokite prispaudimo plokščių suspaudimo jėgą, kad kompensuotumėte dėl nusėdimo atsiradusį standumo praradimą. Jei nuosėdos yra rimtos, pirmiausia pakelkite bėgių pagrindą, o tada sureguliuokite tarpiklių ir slėgio plokščių standumą, kad pabėgiai būtų lygūs ir jėga vienoda; Ketvirta, dėl netolygaus standumo, kurį sukelia komponentų montavimo nuokrypiai, naudokite perkėlimo įrengimo technologiją. Nuimkite netinkamai išlygiuotas arba išstumtas tarpines ir slėgio plokštes, nuvalykite montavimo paviršių ir vėl sumontuokite pagal padėties žymes, kad įsitikintumėte, jog tarpikliai tinka visomis kryptimis, o slėgio plokštės yra tiksliai išlygiuotos. Norėdami atkurti įprastą apkrovos perdavimo kelią, naudokite išlyginamąsias tarpines, kad išlygintumėte bėgius, kai bėgių dantys yra netinkamai išlyginti. Visuose reguliavimo ir remonto metoduose naudojama nešiojama bandymo įranga ir standartizuotos pagalbinės medžiagos, leidžiančios užbaigti bėgių kelio priežiūros langus netrikdant įprastų darbų.
5. Kokie yra pagrindiniai projektavimo aspektai, susiję su po-bėgio trinkelių atsparumu gniuždomajai nuolatinei deformacijai ir slėgio plokščių atsparumui nuovargiui įtrūkimams sunkių -apkrovų bėgiuose?
Po-bėgio trinkelių atsparumo gniuždymui nuolatinei deformacijai ir slėginių plokščių atsparumo nuovargiui įtrūkimams konstrukcijos, esančios sunkios-apkrovos bėgiuose, esmė yra atsižvelgti į didelių ašių apkrovų, aukštų dažnių ir stiprios vibracijos charakteristikas. Tai pasiekiama keičiant medžiagą, optimizuojant konstrukciją ir tobulinant procesą, siekiant pagerinti trinkelių atsparumą gniuždymo deformacijai ir slėgio plokščių atsparumą nuovargiui, užtikrinant ilgalaikį suderintą įtempių pasiskirstymą. Pagrindiniai bėgių trinkelių suspaudimo rinkinio projektavimo aspektai daugiausia apima tris aspektus: medžiagos modifikavimą, konstrukcijos optimizavimą ir storio kontrolę. Medžiagos modifikavimas yra pagrindinis, naudojant chloropreno kaučiuko ir nitrilo kaučiuko mišinį, pridedant užpildų, pvz., suodžių ir antioksidantų, siekiant pagerinti gumos atsparumą gniuždymui ir senėjimui, kontroliuojant trinkelės suspaudimo greitį iki 10% arba lygų (70 laipsnių × 22 val. bandymas), daug mažiau nei nacionalinis standartinis reikalavimas 5% arba lygus 2%. ilgalaikis{10}}suspaudimas esant didelėms apkrovoms. Struktūrinis optimizavimas reiškia lanko -formos struktūros su storesniu centru ir plonesniais kraštais, kurių lanko aukštis 0,5-1 mm, naudojimą. Esant didelėms apkrovoms, lanko konstrukcija gali išsklaidyti slėgį dėl elastinės deformacijos, išvengiant nuolatinės deformacijos, kurią sukelia vietinė įtempių koncentracija. Tuo pačiu metu trinkelės paviršius yra su neslystančia tekstūra, kad padidėtų trintis su bėgiais ir pabėgiais ir išvengta slydimo. Storio kontrolė reiškia, kad pagalvėlės storis yra 6-8 mm. Plonesnis storis sumažina suspaudimo deformaciją, tuo pačiu užtikrindamas tam tikrą elastingą buferinį efektą, užkertant kelią bėgių nusėdimui dėl per didelio storio. Sunkių krovinių linijų trinkelių storio nuokrypis griežtai kontroliuojamas nurodytame diapazone. ±0,1 mm užtikrina tolygų įtempių pasiskirstymą. Pagrindiniai slėginės plokštės atsparumo nuovargiui įtrūkimams projektavimo aspektai daugiausia apima tris aspektus: medžiagos stiprinimą, konstrukcijų įtempių mažinimą ir proceso optimizavimą. Medžiagos stiprinimas yra esminis dalykas; slėgio plokštėje naudojamas 42CrMo didelio stiprumo legiruotasis plienas, kuris po grūdinimo terminio apdorojimo pasiekia 1000 MPa arba didesnį tempimo stiprumą ir 900 MPa arba didesnį takumo stiprumą, todėl padidėja medžiagos nuovargis ir atsparumas įtrūkimams. Konstrukcinis įtempių mažinimas reiškia suapvalintų kampų naudojimą aplink prispaudimo galus ir prispaudžiamosios plokštės varžtų angas, kurių spindulys R5-R8, pašalinant įtempių koncentraciją aštriuose kampuose. Apvalūs sutvirtinantys šonkauliai yra suprojektuoti aplink varžtų skyles, kad pagerintų atsparumą šlyčiai. Slėgio plokštės neapkrautose vietose yra lengvas tuščiaviduris dizainas, sumažinantis svorį neprarandant stiprumo ir išvengiant įtempių koncentracijos. Proceso optimizavimas reiškia tikslaus kalimo ir CNC apdirbimo naudojimą, kad būtų užtikrintas paviršiaus šiurkštumas Ra Mažesnis arba lygus 1,6 μm, kad būtų išvengta nuovargio plyšių atsiradimo dėl paviršiaus defektų. Slėgio plokštės paviršius yra apdorotas Dacromet apsauga nuo korozijos, siekiant padidinti atsparumą korozijai ir užkirsti kelią įtrūkimų plitimui, kurį sukelia korozijos duobės. Be to, bendras trinkelių ir slėgio plokščių projektavimas didelės apkrovos linijose turi padidinti jų sąlyčio plotą. Pagalvėlės turi platų dizainą, o prispaudimo plokštės turi išplėstą suspaudimo galą, kad būtų toliau paskirstoma apkrova ir sumažintas vietinis įtempis. Tuo pačiu metu trinkelių ir prispaudimo plokščių būklė turėtų būti reguliariai tikrinama, o komponentai su pablogėjusiomis savybėmis turėtų būti laiku pakeisti, kad būtų užtikrintas ilgalaikio naudojimo stabilumas.