Synergetisch effect van railpads en klemplaten en technologie voor het matchen van systeemstijfheid
Waarom is de compressie-instelindex van onder-railpads een sleutelfactor die de samenwerking met drukplaten beïnvloedt?
De compressieset van onder-railpads verwijst naar de permanente vervorming die niet kan worden hersteld onder langdurige- belasting, wat rechtstreeks de hoogtestabiliteit van de rail bepaalt. Als de permanente vervorming van het kussen te groot is, zal de rail geleidelijk zinken, waardoor de contactpositie tussen de drukplaat en de rail verschuift en de oorspronkelijk ontworpen klemkrachtrichting een hoek zal vormen. Deze hoek zal de effectieve klemkracht van de drukplaat verminderen, waardoor deze de rail niet volledig kan vergrendelen, waardoor een zijdelingse verplaatsing van de rail ontstaat. Tegelijkertijd wordt, nadat het kussen is gezakt, de voor-aanhaalkracht van het bevestigingssysteem opnieuw verdeeld en kunnen sommige bouten losraken als gevolg van overbelasting. Daarom zorgt het regelen van de compressieset van het kussen binnen 3% ervoor dat de drukplaat zich altijd in de optimale spanningspositie bevindt, waardoor op lange termijn synergie tussen de twee wordt bereikt.
Hoe zorgt het 'drie-contact'-ontwerp van de drukplaat voor krachtcoördinatie met het onder-railkussen?
Het "drie- contact"-ontwerp van de drukplaat betekent dat de plaat stabiel contact maakt met het steunoppervlak van de dwarsligger, de railkaak en het- anti-liftlimietpunt. Dit ontwerp kan de door de drukplaat uitgeoefende klemkracht gelijkmatig overbrengen op het onderliggende onder-railpad, waardoor overmatige lokale spanning op het pad wordt vermeden. Onder invloed van de zijdelingse kracht van de trein vormt het drie-puntcontact een stabiele krachtdriehoek, waardoor het kantelen van de rail wordt beperkt en zo het kussen wordt beschermd tegen afschuiving. Als de drukplaat contact maakt met het oppervlak of als de contactpunten onstabiel zijn, zal een lichte oscillatie van de rail spanningsconcentratie veroorzaken aan de randen van de remblokken, waardoor de schade aan de remblokken wordt versneld. Een drukplaat met drie--contactontwerp zorgt voor een meer uniforme drukvervorming van het kussen, waardoor het elastische buffereffect van het kussen volledig tot zijn recht komt en de levensduur van beide wordt verlengd.
Welk materiaal drukplaten zijn geschikt voor verschillende soorten onder-railpads (rubber, polyurethaan, composiet)?
Rubberen pads hebben een goede elasticiteit en lage kosten, maar een lage hardheid, en worden meestal gecombineerd metgesmeed stalen drukplaten. Gesmede stalen platen hebben een hoge sterkte en stijfheid en zorgen voor een stabiele klemkracht om overmatige compressie van rubberen pads te voorkomen. Polyurethaanpads hebben een hoge hardheid en slijtvastheid, geschikt om mee te matchendrukplaten van gegoten staal. Gegoten stalen platen hebben complexere vormen en kunnen worden ontworpen met grensstructuren die passen bij polyurethaankussens, waardoor ze geschikt zijn voor de zware eisen van hoge- snelheidslijnen. Composietpads (bijvoorbeeld een tussenlaag van rubber en nylon) combineren elasticiteit en stijfheid en worden daar doorgaans mee gecombineerddrukplaten van lichtgelegeerd staal. Deze platen zijn licht van gewicht en hebben een gemiddelde klemkracht, waardoor schade aan de tussenlaagstructuur van composietpads als gevolg van overmatige stijfheid wordt vermeden. Op speciale gebieden, zoals wissels, worden vaak zeer sterke rubberen kussentjes gebruikt met verstelbare drukplaten om met complexe spanningsomstandigheden om te kunnen gaan. De selectie moet ervoor zorgen dat de hardheid van de drukplaat hoger is dan die van het kussen, waardoor een "stijve-flexibele combinatie"-matchingrelatie ontstaat.
Hoe beïnvloedt de diktekeuze van onder-railpads de algehele stijfheid van het bevestigingssysteem?
De dikte van de onder-railpads is de meest directe manier om de verticale stijfheid van het spoor aan te passen. De dikte is omgekeerd evenredig met de stijfheid.-Dikkere kussens resulteren in een lagere verticale stijfheid en een betere elasticiteit. Bij gewone-snelheidslijnen worden gewoonlijk pads met een dikte van 10-12 mm geselecteerd om een grotere elasticiteit te verkrijgen, die overeenkomt met de klemkracht van gewone drukplaten. Om een hoge spoorgladheid te garanderen, is bij hogesnelheidsspoorwegen een hogere verticale stijfheid vereist. Daarom wordt de dikte van het kussen gewoonlijk op 6-8 mm gehouden, gecombineerd met speciale drukplaten met hoge-stijfheid. Als de dikte van het kussen te groot is, zal de totale spoorstijfheid onvoldoende zijn, zelfs als de klemkracht van de drukplaat voldoende is. Grote verzakkingen van het spoor wanneer treinen passeren, zullen vermoeiingsscheuren in de drukplaat veroorzaken. Omgekeerd zullen te dunne remblokken leiden tot overmatige stijfheid, waardoor de impact op de wielrails toeneemt en de veroudering van de remblokken onder de rail wordt versneld. Daarom moet de dikte van het kussen nauwkeurig worden berekend en afgestemd op de stijfheid van de drukplaat volgens de stijfheidswaarde van het lijnontwerp.
Welke verschillende schades zal een overmatige of onvoldoende voor-aanspankracht van de drukplaat veroorzaken aan het onder- railkussen?
Overmatige voor-aandraaikracht van de drukplaat zorgt ervoor dat het onder-railkussen in een te- samengedrukte toestand komt. De rubbermoleculen of het polyurethaanmateriaal in het kussen zullen een ernstige spanningsrelaxatie ondergaan, waardoor het kussen in korte tijd zijn elasticiteit verliest en een "stijf blok" wordt. In dit geval kan het remblok geen trillingen absorberen en zal de impactkracht van de wielrail- direct inwerken op de drukplaat en bouten, waardoor de ketting beschadigd raakt. Onvoldoende voor-spankracht betekent dat de drukplaat de rail niet effectief kan vergrendelen, en dat de rail heen en weer zal glijden op het oppervlak van het kussen wanneer de trein rijdt. Dit glijden veroorzaakt ernstige slijtage en krassen op het oppervlak van de remblokken, en kan zelfs leiden tot het omkrullen en vallen van de randen van de remblokken. Bovendien zal onvoldoende voorspankracht ervoor zorgen dat het kussen extrusievervorming onder laterale kracht ondergaat, waardoor de geometrische afmetingen van de baan worden beschadigd. Daarom moet tijdens de constructie een momentsleutel worden gebruikt om de voor-aanhaalkracht binnen het ontwerpbereik te controleren en zo het onder-railkussen te beschermen.