انتخاب مشخصات ریل و تطبیق سرعت/بار مسیر

انتخاب مشخصات ریل و تطبیق سرعت/بار مسیر

تفاوت سناریوی اصلی بین ریل های استاندارد ملی 50 کیلوگرم بر متر و 60 کیلوگرم بر متر چیست؟

ریل استاندارد ملی 50 کیلوگرم بر متر به دلیل وزن متوسط ​​و نصب آسان، عمدتاً در خطوط راه آهن شهری، تراموا و خطوط ویژه پارک های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. چنین خطوطی معمولاً دارای سرعت حرکت کمتر یا مساوی 120 کیلومتر در ساعت و بار محوری سبک هستند و الزامات نسبتاً ملایمی برای مقاومت در برابر سایش ریل و مقاومت در برابر ضربه دارند. ریل 60 کیلوگرم در متر به طور گسترده در راه آهن های خط اصلی معمولی و خطوط باربری سنگین استفاده می شود. ظرفیت تحمل-اندازه مقطع بزرگتر و بار قوی‌تر-می‌تواند با سرعت‌های زیر 200 کیلومتر در ساعت و فشار بار محور بیشتر سازگار شود. در انتخاب واقعی، ریل 50 کیلوگرم بر متر برای خطوط ریلی سبک برای کنترل هزینه‌های ساخت و ساز ترجیح داده می‌شود، در حالی که برای اطمینان از عملکرد پایدار طولانی‌مدت، ریل 60 کیلوگرم در متر برای خطوط راه‌آهن اصلی مورد نیاز است، و این دو را نمی‌توان خودسرانه جایگزین کرد، در غیر این صورت ایمنی خط تحت تأثیر قرار می‌گیرد. علاوه بر این، ریل 50 کیلوگرم بر متر اغلب با ساختار ریلی شیاردار برای مسیرهای تعبیه‌شده استفاده می‌شود، در حالی که ریل 60 کیلوگرم بر متر، عمدتاً ریل I شکل معمولی است که برای سازه‌های مسیر بالاست و بدون بالاست مناسب است.

تفاوت اصلی در الزامات مواد بین ریل استاندارد خارجی و ریل استاندارد ملی چیست؟

ماده اصلی ریل استاندارد ملی U71Mn است. محتوای بالای منگنز آن به آن استحکام و مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش می دهد و الزامات عملکرد مکانیکی استانداردهای داخلی مانند GB/T2585 را برآورده می کند. ریل های استاندارد خارجی مانند استاندارد اروپایی UIC 860V و محصولات استاندارد آمریکایی AREMA عمدتاً از موادی مانند R260 و درجه 65 ساخته می شوند که به چقرمگی-درجه حرارت پایین و عملکرد جوش توجه بیشتری دارند. برخی از استانداردهای خارجی نیاز دارند که انرژی ضربه در -20 درجه کمتر از 40 ژول نباشد، بالاتر از الزامات برخی از مشخصات استاندارد ملی. ریل‌های استاندارد ملی برای شرایط حمل و نقل{12}}حمل و نقل سنگین{13} و با چگالی بالا مناسب‌تر هستند و فرمول مواد بر مقاومت در برابر خستگی و مقاومت در برابر سایش تمرکز دارد. ریل های استاندارد خارجی باید شرایط آب و هوایی کشورهای مختلف را برآورده کنند، مانند ریل های استاندارد خارجی در مناطق شمالی، مقاومت در برابر شکست شکننده در دمای پایین را تقویت می کند. از نظر ترکیب شیمیایی، ریل‌های استاندارد خارجی کنترل دقیق‌تری بر محتوای گوگرد و فسفر دارند، معمولاً کمتر یا مساوی 0.03 درصد، در حالی که برخی از ریل‌های استاندارد ملی معمولی اجازه می‌دهند کمتر یا مساوی 0.045 درصد خلوص و پایداری مواد را بهبود بخشند. علاوه بر این، ریل های استاندارد خارجی دارای الزامات بالاتری برای خواص مکانیکی اتصالات جوشی هستند، که برای اطمینان از کیفیت اتصال باید چندین دور آزمایش غیر مخرب را پشت سر بگذارند.

چرا ریل های 75 کیلوگرم در متر و بالاتر برای خطوط حمل و نقل سنگین ترجیح داده می شوند؟

ریل‌های 75 کیلوگرم بر متر و بالاتر دارای گشتاور مقطعی اینرسی بزرگ‌تر-می‌باشند که می‌تواند فشار بار محور قطارهای سنگین-را پراکنده کند و تغییر شکل خمش ریل و آسیب خستگی را کاهش دهد. بار محوری خطوط حمل و نقل سنگین معمولاً از 25 تن فراتر می رود و عبور مکرر قطارها نیروهای ضربه ای دینامیکی عظیمی ایجاد می کند. ریل 75 کیلوگرمی بر متر ضخامت و عرض بیشتری دارد، لایه ای مقاوم به سایش{8} ضخیم تر، که می تواند عمر مفید را افزایش دهد و فرکانس تعمیر و نگهداری و تعویض را کاهش دهد. در مقایسه با ریل 60 کیلوگرم بر متر، ریل 75 کیلوگرم بر متر تنش تماس کمتری دارد که می‌تواند سایش ریل{12}}را کاهش دهد و از از بین رفتن ابعاد هندسی مسیر ناشی از سایش بیش از حد ریل جلوگیری کند. چنین ریل‌هایی عمدتاً از آلیاژهای{14} با استحکام بالا، تحت عملیات حرارتی ویژه، با مقاومت کششی بیشتر یا مساوی 980 مگاپاسکال، بسیار بالاتر از ریل‌های معمولی ساخته می‌شوند و می‌توانند در برابر تنش‌های کششی و برشی ناشی از بارهای سنگین مقاومت کنند. علاوه بر این، ریل 75 کیلوگرم در متر از پایداری قوی‌تری برخوردار است، که می‌تواند صافی مسیر را در رمپ‌های بلند و بخش‌های منحنی بهتر حفظ کند، و از عملکرد ایمن قطارهای{18}سنگین مطمئن شود.

الزامات دقت هندسی ویژه برای ریل در مسیرهای بدون بالاست چیست؟

مسیرهای بدون بالاست نیازمند مسطح بودن بسیار بالا با تحمل خطای میلی متری- هستند، بنابراین کنترل صافی سر ریل، انحراف گیج و صافی دقیق تر است. انحراف صافی لبه کاری سر ریل باید کمتر یا مساوی 0.1 میلی متر در هر متر باشد و انحراف تجمعی در کل طول باید کمتر یا مساوی 3 میلی متر باشد تا از تماس یکنواخت چرخ-راه آهن اطمینان حاصل شود و لرزش و صدا کاهش یابد. انحراف گیج مجاز فقط 1± میلی متر است، بسیار کمتر از ± 2 میلی متر در مسیرهای بالاست شده، از نوسانات قطار یا خطرات خارج شدن از ریل ناشی از گیج بیش از حد جلوگیری می کند. دقت اتصال جوش ریل های مسیر بدون بالاست بیشتر است، و صافی اتصالات جوش داده شده باید با سنگ زنی درمان شود، با ناهمواری سطوح بالا و جانبی کمتر یا مساوی 0.2mm/m برای اطمینان از عدم ضربه در هنگام عبور قطار از اتصالات. دقت طول ریل ها نیز باید به شدت کنترل شود، با انحراف طول ثابت کمتر از یا مساوی 5 میلی متر برای جلوگیری از انبساط متمرکز مسیر و تنش انقباضی ناشی از خطاهای طول. علاوه بر این، ریل های مسیر بدون بالاست نیاز به مقاومت در برابر تغییر شکل بهتری دارند و ضریب انبساط خطی باید زمانی که دما تغییر می کند پایدار باشد تا جابجایی نسبی بین دال های مسیر و ریل کاهش یابد.

اصل تطبیق بین سختی ریل و سختی آج چرخ چیست؟

اصل تطبیق بین سختی ریل و سختی آج چرخ باید از اصل "کمی بالاتر و سازگار" پیروی کند. معمولاً، سختی ریل 10-20HB بیشتر از سختی آج چرخ است، که می تواند مقاومت در برابر سایش ریل را بدون سایش بیش از حد چرخ تضمین کند. اگر سختی ریل کمتر از چرخ باشد، منجر به سایش بیش از حد ریل و افزایش هزینه های تعویض می شود. اگر سختی خیلی زیاد باشد، سایش آج چرخ را تسریع می کند، باعث چندضلعی شدن چرخ می شود و بر پایداری رانندگی تأثیر می گذارد. استانداردهای تطبیق برای خطوط مختلف متفاوت است. سختی ریل خطوط راه‌آهن سریع-معمولاً در 280-320HB کنترل می‌شود و سختی آج چرخ 260-290HB است که با شرایط سایشی کم تحت عملکرد-سرعت بالا سازگار است. سختی ریل خطوط حمل و نقل سنگین باید به 340-380HB افزایش یابد و سختی آج چرخ 320-350HB برای مقاومت در برابر سایش در اثر ضربه سنگین است. تطابق باید توسط تجزیه و تحلیل مکانیک تماس چرخ و ریل تأیید شود تا اطمینان حاصل شود که ضریب اصطکاک بین این دو بین 0.3-0.4 پایدار است و از لرزش لغزش جلوگیری می کند. علاوه بر این، یکنواختی سختی ریل ها و چرخ ها نیز مهم است و انحراف سختی باید کمتر یا برابر با 15HB باشد تا از سایش متمرکز ناشی از نقاط سخت محلی جلوگیری شود.