Odabir specifikacije šine i usklađivanje brzine/opterećenja kolosijeka
Koje su razlike u osnovnim scenarijima primjene između 50 kg/m i 60 kg/m nacionalnih standardnih šina?
Nacionalna standardna šina od 50 kg/m uglavnom se koristi u gradskim lakim železnicama, tramvajima i specijalnim linijama industrijskog parka zbog svoje umerene težine i jednostavne montaže. Takve pruge obično imaju brzinu kretanja manju ili jednaku 120 km/h i malo osovinsko opterećenje, uz relativno blage zahtjeve za otpornost na habanje šine i otpornost na udar. Tračnica od 60 kg/m se široko koristi u konvencionalnim magistralnim prugama i teretnim linijama za teške{5}}teške terete. Njegova veća -veličina poprečnog presjeka i veća nosivost-mogu se prilagoditi brzinama ispod 200 km/h i većem osovinskom pritisku. U stvarnom odabiru, željeznica od 50 kg/m je poželjna za lake željezničke pruge kako bi se kontrolisali troškovi izgradnje, dok je šina od 60 kg/m potrebna za magistralne željeznice kako bi se osigurao dugoročan-stabilan rad, a ova dva se ne mogu proizvoljno zamijeniti, inače će biti ugrožena sigurnost pruge. Osim toga, šina od 50 kg/m se često koristi sa užlijebljenom šinom konstrukcijom za ugrađene kolosijeke, dok je šina od 60 kg/m uglavnom obična šina I- oblika, pogodna za konstrukcije kolosijeka sa balastom i bez balasta.
Koje su glavne razlike u materijalnim zahtjevima između stranih standardnih šina i nacionalnih standardnih šina?
Glavni materijal nacionalnih standardnih šina je U71Mn. Visok sadržaj mangana daje mu odličnu čvrstoću i otpornost na habanje, ispunjavajući zahtjeve mehaničkih performansi domaćih standarda kao što je GB/T2585. Inozemne standardne šine kao što su evropski standard UIC 860V i američki standard AREMA proizvodi su uglavnom napravljeni od materijala kao što su R260 i Grade 65, koji obraćaju više pažnje na žilavost na niskim{6}}temperaturama i performanse zavarivanja. Neki strani standardi zahtijevaju da energija udara na -20 stepeni bude najmanje 40J, što je više od zahtjeva nekih nacionalnih standardnih specifikacija. Državne standardne šine su prikladnije za domaće teške-prevoze i uslove-prevoza velike gustine, a formula materijala fokusira se na otpornost na zamor i otpornost na habanje; Strane standardne šine treba da zadovolje klimatske uslove različitih zemalja, kao što su strane standardne šine u nordijskim regijama ojačat će otpornost na lom na niskim-temperaturama. Što se tiče hemijskog sastava, strane standardne šine imaju strožiju kontrolu nad sadržajem sumpora i fosfora, obično manjim ili jednakim 0,03%, dok neke obične nacionalne standardne šine dozvoljavaju manje od ili jednako 0,045% za poboljšanje čistoće i stabilnosti materijala. Osim toga, strane standardne šine imaju veće zahtjeve za mehanička svojstva zavarenih spojeva, koji moraju proći više krugova ispitivanja bez razaranja kako bi se osigurala kvaliteta spojeva.
Zašto su šine od 75 kg/m i više poželjne za teške{1}}prevoze?
Šine od 75 kg/m i više imaju veći moment inercije-poprečnog presjeka, koji može efikasno raspršiti pritisak osovinskog opterećenja teških-vozova i smanjiti deformaciju šine savijanjem i oštećenje od zamora. Osovinsko opterećenje teških{4}}puteva obično prelazi 25t, a česti prolazak vozova će stvoriti ogromne dinamičke udarne sile. Šina od 75 kg/m ima veću debljinu i širinu, deblji sloj-otporan na habanje, koji može produžiti vijek trajanja i smanjiti učestalost održavanja i zamjene. U poređenju sa šinom od 60 kg/m, šina od 75 kg/m ima manji kontaktni napon, što može smanjiti habanje šine{12}}točkova i izbjeći gubitak geometrijskih dimenzija kolosijeka uzrokovan prekomjernim trošenjem šine. Takve šine su uglavnom izrađene od legura visoke{14}}vrste, podvrgnute specijalnoj termičkoj obradi, sa vlačnom čvrstoćom većom ili jednakom 980MPa, mnogo većom od običnih tračnica, i mogu izdržati vlačna i posmična naprezanja uzrokovana velikim opterećenjem. Osim toga, šina od 75 kg/m ima veću stabilnost, što može bolje održavati glatkoću kolosijeka na dugim rampama i zakrivljenim dijelovima, osiguravajući siguran rad teških{18}}vozova.
Koji su posebni zahtjevi geometrijske preciznosti za šine u kolosijecima bez balasta?
Kolosijek bez balasta ima izuzetno visoke zahtjeve za ravnost sa tolerancijom greške u nivou milimetra-, tako da je kontrola glatkoće glave šine, odstupanja kolosijeka i ravnosti stroža. Odstupanje ravnosti radne ivice glave šine treba biti manje od ili jednako 0,1 mm po metru, a kumulativno odstupanje po cijeloj dužini treba biti manje od ili jednako 3 mm kako bi se osigurao ujednačen kontakt sa šinom{4}}točka i smanjili vibracije i buka. Dozvoljeno odstupanje kolosijeka je samo ±1 mm, mnogo niže od ±2 mm kolosijeka sa balastom, čime se izbjegava ljuljanje voza ili rizik od iskakanja iz šina uzrokovanih prevelikim širinom. Preciznost spoja zavarivanja kolosiječnih tračnica bez balasta je veća, a glatkoću zavarenih spojeva treba obraditi brušenjem, pri čemu su neravnine gornje i bočne površine manje od ili jednake 0,2 mm/m kako bi se osiguralo da nema udara kada vlakovi prolaze kroz spojeve. Preciznost dužine tračnica također treba biti strogo kontrolirana, sa fiksnim-odstupanjem dužine manjim od ili jednakim 5 mm kako bi se izbjeglo koncentrirano širenje kolosijeka i naprezanje kontrakcije uzrokovano greškama dužine. Osim toga, tračnice bez balasta moraju imati bolju otpornost na deformaciju, a koeficijent linearnog širenja treba biti stabilan kada se temperatura promijeni kako bi se smanjio relativni pomak između kolosiječnih ploča i tračnica.
Koji je princip podudaranja između tvrdoće šine i tvrdoće gazećeg sloja kotača?
Princip podudaranja između tvrdoće tračnice i tvrdoće gazećeg sloja kotača trebao bi slijediti princip "malo višeg i kompatibilnog". Obično je tvrdoća šine 10-20HB veća od tvrdoće gazećeg sloja kotača, što može osigurati otpornost šine na habanje bez prekomjernog trošenja kotača. Ako je tvrdoća šine niža od tvrdoće kotača, to će dovesti do prekomjernog trošenja šine i povećati troškove zamjene; ako je tvrdoća previsoka, to će ubrzati habanje gazećeg sloja kotača, uzrokovati poligonizaciju kotača i utjecati na stabilnost vožnje. Standardi podudaranja variraju za različite linije. Tvrdoća šine željezničkih pruga za velike{8}}obine se obično kontrolira na 280-320HB, a tvrdoća gazećeg sloja kotača je 260-290HB, prilagođavajući se zahtjevima za nisko trošenje pri velikim-brzinama; tvrdoća tračnica teških-puteva treba povećati na 340-380HB, a tvrdoća gazećeg sloja kotača je 320-350HB kako bi se izdržalo habanje pod velikim opterećenjem. Usklađivanje treba provjeriti analizom mehanike kontakta kotača i tračnice kako bi se osiguralo da je koeficijent trenja između njih 0,3-0,4, izbjegavajući vibracije klizanja. Osim toga, ujednačenost tvrdoće šina i kotača je također važna, a odstupanje tvrdoće treba biti manje ili jednako 15HB kako bi se spriječilo koncentrirano habanje uzrokovano lokalnim tvrdim mjestima.