طراحی شکاف مشترک ریلی و کاهش تنش دما
اساس طراحی شکاف مشترک ریلی چیست؟
اساس طراحی هسته برای شکاف مشترک ریلی استاختلاف دمای شدیددر منطقه ای که خط واقع شده است وضریب انبساط خطیاز ریل، و این دو پارامتر مستقیماً انبساط و انقباض ریل را تعیین می کنند. ضریب انبساط خطی ریل حدود 0.0118mm/(m· درجه) است، به این معنی که به ازای هر 1 درجه تغییر دما، هر متر ریل 0.0118mm منبسط یا منقبض می شود. در طول طراحی، ابتدا لازم است تفاوت بین حداکثر دمای محلی ریل و دمای حداقل ریل تعیین شود، سپس حداکثر انبساط و انقباض همراه با طول ریل محاسبه شود. شکاف اتصال باید کمی بزرگتر از این حداکثر انبساط و انقباض باشد تا تنش دما کاملاً آزاد شود. علاوه بر این، نوع مسیر خط باید در نظر گرفته شود: مسیرهای بالاست فضای بیشتری برای انبساط و انقباض ریل دارند، بنابراین می توان شکاف را به طور مناسب کاهش داد. مسیرهای بدون بالاست دارای محدودیت های قوی هستند، بنابراین فاصله باید به طور مناسب افزایش یابد. تنها با در نظر گرفتن همه جانبه این عوامل می توان شکاف مفصلی مناسب برای یک خط خاص طراحی کرد.
تفاوت در شکاف های اتصال ریلی در مناطق مختلف آب و هوایی چیست؟
اختلاف دمای شدید در مناطق{0}}درجه حرارت بالا و-رطوبت بالا نسبتاً کم است، و انبساط و انقباض ریل محدود است، بنابراین ارزش طراحی شکاف اتصال کوچک است، معمولاً در 4-6 میلی متر کنترل می شود. در مناطق سردسیر، اختلاف دما بین زمستان و تابستان می تواند به بیش از 60 درجه برسد و دامنه انبساط و انقباض حرارتی ریل زیاد است. شکاف مشترک باید به 8-10 میلی متر افزایش یابد تا تقاضای آزادسازی تنش برآورده شود. در مناطق فلاتی با اختلاف دمای زیاد بین روز و شب، دمای ریل به طور مکرر تغییر می کند. طراحی شکاف باید هم انبساط و انقباض روزانه و هم انبساط و انقباض فصلی را در نظر بگیرد که معمولاً بین 6-8 میلی متر است. مناطق ساحلی رطوبت بالایی دارند و اتصالات ریلی مستعد زنگ زدگی هستند. طراحی شکاف نیاز به حفظ حاشیه زنگ دارد، که 1-2 میلی متر بزرگتر از مناطق داخلی با اختلاف دما یکسان است. تفاوت های دما و ویژگی های محیطی مناطق مختلف آب و هوایی مستقیماً منجر به طراحی متفاوت شکاف های مشترک می شود.
شکاف مفصل ریلی بسیار کوچک چه خطراتی ایجاد می کند؟
اگر شکاف اتصال ریل خیلی کوچک باشد، نمی تواند به طور کامل تنش انبساط ریل ناشی از افزایش دما را آزاد کند و ریل تجربه خواهد کرد.تغییر شکل اکستروژن طولیکه به نوبه خود منجر به افزایش سایش جانبی سر ریل خواهد شد. استرس اکستروژن درازمدت به بستها و تراورسها منتقل میشود و باعث بیماریهایی مانند شل شدن بستها و ترکخوردگی تراورس میشود و هزینههای نگهداری خط را افزایش میدهد. در دوره دمای بالا در تابستان، یک شکاف بسیار کوچک نیز ممکن است باعث حادثه کمانش ریل شود، یعنی ریل دچار تغییر شکل خمشی جانبی شود که به طور جدی ایمنی عملکرد قطار را تهدید میکند. علاوه بر این، یک شکاف بسیار کوچک{5}} استحکام را در اتصال ریل افزایش میدهد و لرزش و ضربه هنگام عبور قطار افزایش مییابد که نه تنها راحتی سواری را کاهش میدهد، بلکه عمر مفید اجزای اتصال را نیز کاهش میدهد. این خطرات به طور مستقیم بر پایداری و ایمنی سیستم مسیر تأثیر می گذارد.
تفاوت در طراحی شکاف مشترک بین مسیرهای بدون درز و مسیرهای معمولی چیست؟
مسیرهای معمولی از حالت اتصال ریلی کوتاه استفاده می کنند. هر ریل طول محدودی دارد و باید یک شکاف مفصلی تنظیم شود تا تنش دما را از بین ببرد. اندازه شکاف باید با توجه به محاسبه اختلاف دما تعیین شود. از سوی دیگر، مسیرهای بدون درز، ریلهای کوتاه را به نوارهای ریل بلند جوش میدهند و از طریق محدودیتهای بستها و بسترهای بالاست، در برابر تنش دما مقاومت میکنند.نیازی به تنظیم شکاف های مفصلی وجود ندارد. شکاف مشترک مسیرهای معمولی یک راه غیرفعال برای تخلیه استرس است، در حالی که مسیرهای بدون درز یک راه فعال برای محدود کردن استرس هستند و منطق کنترل تنش این دو کاملاً متفاوت است. در منطقه انبساط و منطقه بافر مسیرهای بدون درز، تعداد کمی از اتصالات تنظیم می شود و طراحی شکاف آنها نیاز به ترکیب ویژگی های انبساط نوارهای راه آهن طولانی دارد و مقدار آن از مسیرهای معمولی کوچکتر است. این طراحی مسیرهای بدون درز تعداد اتصالات را تا حد زیادی کاهش می دهد و صافی مسیر را بهبود می بخشد، در حالی که طراحی شکاف مشترک مسیرهای معمولی بیشتر بر روی آزادسازی کامل تنش تمرکز می کند.
چگونه می توان اثربخشی شکاف مفصل ریلی را حفظ کرد؟
برای حفظ اثربخشی شکاف مفصل ریلی، اول از همه، لازم استبه طور منظم اندازه شکاف را تشخیص دهیدبا استفاده از ابزارهای اندازه گیری خاص اگر شکاف به دلیل زنگ زدگی یا تغییر شکل کوچکتر شود، باید انبساط شکاف را به موقع انجام داد. ثانیاً، محل اتصال را تمیز نگه دارید، رسوبات، زنگزدگی و سایر زبالههای موجود در شکاف را حذف کنید تا از مسدود شدن آوار و جلوگیری از انبساط و انقباض آزادانه ریل جلوگیری شود. همچنین لازم است به طور منظم وضعیت اجزای مفصل بررسی شود. سایش یا شل بودن صفحات ماهی، پیچ و مهره ها و سایر اجزای آن بر پایداری شکاف تأثیر می گذارد و نیاز به تعویض یا سفت شدن به موقع دارد. قبل از رسیدن آب و هوای شدید، مانند دمای بالای تابستان و سرمای شدید زمستان، لازم است شکاف اتصال را از قبل بررسی کنید تا مطمئن شوید که تقاضای آزادسازی تنش دما را برآورده می کند. علاوه بر این، برای کاهش زنگ زدگی اجزاء و افزایش عمر مفید شکاف، می توان از روان کننده ضد خوردگی{6} روی اتصالات استفاده کرد. تنها با انجام یک کار خوب در این وظایف تعمیر و نگهداری می تواند شکاف مفصل همیشه نقش خود را ایفا کند.