طراحی تطبیق ریل، بست، و پد ریلی و تطبیق دینامیک مسیر
رابطه انتقال مکانیکی بین ریل ها، بست ها و لنت های مسیر چیست؟
بار از چرخ های قطار ابتدا روی سطح بالایی ریل وارد می شود، سپس نیروهای عمودی، جانبی و طولی را به طور یکنواخت از طریق پایه ریل به سیستم بست منتقل می کند. سپس بست ها نیرو را از طریق بالشتک های مسیر و صفحات پایه آهنی به تراورس ها یا دال های مسیر منتقل می کنند و در نهایت آن را به سازه فونداسیون پراکنده می کنند. این سه عنصر یک زنجیره نیروی پیوسته را تشکیل می دهند: ریل ها هدایت و تحمل بار را فراهم می کنند. بست ها نیروی گیره، مهار جانبی و مقداری خاصیت ارتجاعی را ایجاد می کنند. و پدهای مسیر، بافر اولیه، کاهش لرزش و تنظیم سختی را فراهم می کنند. عملکرد ناکافی یا تطابق نامناسب در هر پیوند منجر به انتقال نابرابر نیرو و در نتیجه تمرکز تنش، افزایش ضربه، تشدید لرزش و خرابی زودرس قطعات میشود. بنابراین، طراحی یکپارچه به جای ترکیب ساده ضروری است.
چرا تاکید بر تطابق سختی ریل و سختی لنت مسیر مهم است؟
سختی ریل بر اساس نوع ریل و مواد تعیین می شود، در حالی که سفتی لنت مسیر توسط سختی، ضخامت و ساختار مواد تعیین می شود. اگر سفتی ریل خیلی زیاد باشد و پد ریل خیلی نرم باشد، نشست بیش از حد ریل و تغییر شکل الاستیک رخ می دهد که منجر به ناپایداری گیج و تاب خوردن قطار می شود. برعکس، اگر سفتی ریل خیلی کم باشد و لنت ریل خیلی سخت باشد، بالشتک ناکافی منجر به ضربه{2}}ریل قابل توجه چرخ، تسریع سایش ریل، خستگی بست و آسیب به بستر میشود. خطوط مختلف به روابط تطبیقی متفاوتی نیاز دارند: خطوط{4}}سرعت بالا، که به صافی زیاد نیاز دارند، برای کنترل تغییر شکل از "ریل های سخت تر + پدهای راه آهن با سختی متوسط- استفاده کنید. برای بهبود مقاومت در برابر تغییر شکل، از خطوط-بار سنگین، با بار محوری سنگین، از "ریلهای با استحکام بالا +{10}}بار{11}}بالا-بالا-بالا" استفاده کنید. حملونقل ریلی شهری، با الزامات کاهش ارتعاش بالا، از «ریلهای معمولی + لنتهای ریلی کم{14}}سختی و میرایی زیاد{{15}» برای کاهش لرزش و سر و صدا استفاده میکند. فقط با یک گرادیان سفتی معقول می توان بار را به طور یکنواخت منتقل کرد.
نقش سختی استاتیک، سختی دینامیکی و میرایی پد ریل چیست؟
سختی استاتیک تغییر شکل پد مسیر را تحت بار استاتیکی تعیین می کند و بر پایداری ارتفاع مسیر و یکنواختی پشتیبانی تأثیر می گذارد. سفتی دینامیکی پاسخ دینامیکی را هنگام عبور قطار با سرعت بالا منعکس می کند. سفتی دینامیکی بیش از حد بالا ضربه را تشدید می کند، در حالی که سختی دینامیکی ناکافی به راحتی باعث تشدید می شود. میرایی برای اتلاف انرژی ارتعاش، سرکوب تقویت ارتعاش و کاهش انتشار نویز استفاده می شود. پدهای ردیابی{3}}با کیفیت بالا باید الزامات عملکرد جامع "سفتی استاتیک متوسط، نسبت سفتی پویا کم به-استاتیک، و میرایی مناسب" را برآورده کنند. اگر در حالی که میرایی نادیده گرفته می شود، فقط کشش دنبال شود، منجر به مدت زمان طولانی ارتعاش و محدوده انتقال بزرگ می شود. اگر سختی خیلی زیاد باشد، هدف کاهش ارتعاش خود را از دست می دهد. فقط از طریق هم افزایی این سه عامل می توان به یک عملکرد صاف،-تأثیر کم و صدای کم- دست یافت.
تفاوتهای معمولی در طرحهای تطبیق این سه عامل در شرایط مختلف مسیر چیست؟
راهآهنهای سریع-: صافی بالا، ضربه کم و پایداری بالا با استفاده از ریلهای فولادی با استحکام بالا 60 کیلوگرم در متر یا بالاتر + بستهای قابل تنظیم با دقت بالا- + لنتهای مسیر خزشی بسیار الاستیک، کم-، با استحکام{8}متوسط برای اطمینان از استحکام{8} به دست میآیند.
راهآهنهای سنگین-: بار محوری بالا، ضربه زیاد، سایش زیاد. -ریل های سنگین + بست های تقویت شده با استحکام بالا + لنت های مقاوم در برابر فشار و خستگی- بالا. سفتی بالا، ظرفیت باربری-در اولویت است.
متروهای شهری / ریل های سبک: الزامات کاهش لرزش و سر و صدا بالا. نوع ریل استاندارد + بست های منعطف منعطف + لنت های لاستیکی یا پلی یورتانی با-سختی کم، میرایی بالا{{3}. سفتی نرم تر، کاهش ارتعاش در اولویت است.
خطوط معمولی با سرعت بالاست: هزینه و قابلیت نگهداری در اولویت هستند. ریل های معمولی + اتصال دهنده های الاستیک نوع I/II + لنت های لاستیکی معمولی؛ سختی متوسط، متعادل کننده اقتصاد و قابلیت اطمینان.
بخشهای انتقال{0} تونل پل: طراحی تطبیق سختی تدریجی اتخاذ شده است. پارامترهای لنت و بست به تدریج از پل تا بستر جاده تنظیم می شوند تا از ضربه های سفتی ناگهانی جلوگیری شود.
چگونه می توان طول عمر کلی قطعات را از طریق تطبیق سیستم افزایش داد؟
ابتدا، شبیهسازی دینامیکی در مرحله طراحی انجام میشود تا ترکیب سختی بهینه، نیروی بست و ساختار پد برای جلوگیری از اضافه بار موضعی تعیین شود. ثانیاً، ترکیبی از مواد با عملکرد منطبق انتخاب شده است: ریلهای با استحکام بالا با-بستهکنندههای استحکام بالا و لنتهای باربری بالا-بار-جفت میشوند، در حالی که بخشهای ارتعاشی-میرا با بستهای-الاستیسیته{7} بالا و لنتهای{7} با الاستیسیته بالا جفت میشوند. در طول ساخت و ساز، اطمینان حاصل می شود که ریل ها صاف هستند، گشتاور بست ثابت است، و لنت ها بدون فشار بایاس در مرکز قرار می گیرند و تمرکز تنش موضعی را کاهش می دهد. در مرحله بهره برداری و تعمیر و نگهداری، تمرکز بر نظارت بر تغییر شکل پد، شل شدن بست و سایش ریل است. برای بخش هایی با اجزای نامتجانس، سختی تنظیم می شود یا قطعات به موقع تعویض می شوند تا از زنجیره ای از خرابی های ناشی از خرابی یک قطعه جلوگیری شود. از طریق تطبیق کل زنجیره "طراحی - انتخاب - نصب - تعمیر و نگهداری"، می توان میزان خرابی کلی را به میزان قابل توجهی کاهش داد، طول عمر کلی ریل، اتصال دهنده ها و لنت ها را افزایش داد و هزینه کل چرخه عمر خط را می توان کاهش داد.