Diseño de estructura de placa de sujeción de rieles y tecnología de mejora del rendimiento de sujeción lateral de rieles
¿Cuál es el mecanismo de influencia de la forma de la sección transversal-de la placa de presión en el rendimiento de la restricción lateral del riel?
La forma-de la sección transversal de la placa de presión determina la distribución de la tensión de contacto y las características de deformación de la tensión entre ella y el riel. Las formas de sección transversal-comunes incluyen rectangular, trapezoidal y en forma de arco-. La placa de presión de sección transversal- rectangular tiene un área de contacto pequeña con el riel, lo que resulta en una tensión de contacto concentrada. La tensión-a largo plazo tiende a provocar desgaste en la superficie del riel. Además, la sección transversal rectangular-tiene una baja rigidez a la flexión, que es propensa a deformarse por flexión bajo carga lateral, y el rendimiento de restricción es pobre. La estructura estrecha-superior e-inferior ancha de la placa de presión de sección transversal trapezoidal- puede aumentar el área de contacto con la base del sujetador, dispersar la tensión y la rigidez a la flexión de la sección transversal-trapezoidal es más de un 30% mayor que la de la sección transversal-rectangular, con una deformación menor bajo carga y un rendimiento de restricción más estable. La superficie de contacto de la placa de presión de sección transversal-en forma de arco-es consistente con el radianes del hombro del riel, la distribución de la tensión de contacto es uniforme, lo que puede evitar el desgaste local del riel, y la estructura en forma de arco-puede convertir la carga lateral en presión vertical, mejorando aún más el rendimiento de restricción. Las placas de presión de diferentes formas de sección transversal- deben combinarse con líneas de diferentes cargas por eje. Las secciones transversales-rectangulares son adecuadas para vías de servicio liviano-y las secciones transversales-en forma de arco y trapezoidal-son adecuadas para vías ferroviarias de transporte pesado-y de alta-velocidad.
¿Cuáles son los puntos de optimización estructural de las placas de presión utilizadas en líneas de transporte pesado-?
La optimización estructural de las placas de presión utilizadas en líneas de transporte pesado-debe centrarse en dos objetivos principales: mejorar la rigidez a la flexión y aumentar el área de contacto. Primero, aumente el espesor de la sección-transversal de la placa de presión de 12 mm a 16 mm. El aumento de espesor puede mejorar significativamente la rigidez a la flexión de la placa de presión, de modo que la deformación de la placa de presión bajo una carga por eje de 30 t sea menor o igual a 0,5 mm. En segundo lugar, aumente el área de contacto entre la placa de presión y el riel en un 20%. Aumentar el área de contacto puede reducir la tensión de contacto, evitar la deformación plástica del hombro del riel y, al mismo tiempo, la fuerza de fricción aumenta con el aumento del área de contacto, mejorando aún más el rendimiento de la restricción lateral. Luego diseñe una estructura de nervaduras de refuerzo al final de la placa de presión. La altura de la nervadura de refuerzo es de 8 mm y el ancho es de 10 mm. La nervadura de refuerzo puede mejorar eficazmente la resistencia a la fatiga de la placa de presión y evitar el agrietamiento causado por la concentración de tensiones en el extremo. Finalmente, optimice la posición del orificio de instalación de la placa de presión, ajuste el espacio entre los orificios de 80 mm a 100 mm. Aumentar el espacio entre orificios puede reducir la tensión local de la placa de presión y mejorar la estabilidad estructural general. La placa de presión optimizada para transporte pesado-tiene una fuerza de restricción lateral de más de 120 kN, que cumple con los requisitos de operación de los trenes-de transporte pesado.
¿Cuál es la influencia del ángulo de instalación de la placa de presión en el rendimiento del sistema de sujeción y su método de ajuste?
El ángulo de instalación de la placa de presión se refiere al ángulo entre la placa de presión y el eje del riel. Un ángulo de instalación razonable puede mejorar el rendimiento de la restricción lateral, y un ángulo de instalación demasiado grande o pequeño reducirá el efecto de restricción. Cuando el ángulo de instalación es de 0 grados, la placa de presión es paralela al eje del riel, que solo puede soportar la carga vertical y no puede limitar eficazmente el desplazamiento lateral; cuando el ángulo de instalación es demasiado grande (más de 15 grados), el área de contacto entre la placa de presión y el riel disminuye, la tensión de contacto se concentra y es fácil causar desgaste del riel y la placa de presión. El ángulo de instalación óptimo para líneas de transporte-pesadas es de 8 grados -10 grados; en este momento, la placa de presión no solo puede soportar la carga vertical, sino que también proporciona suficiente fuerza de restricción lateral; El ángulo de instalación óptimo para líneas ferroviarias de alta-velocidad es de 5 grados -8 grados, que es adecuado para la carga de vibración de alta-frecuencia de los trenes de alta velocidad. El método para ajustar el ángulo de instalación es reemplazar las juntas de ajuste de diferentes espesores. Por cada aumento de 1 mm en el espesor de la junta, el ángulo de instalación se puede ajustar entre 1 y 2 grados. Durante el ajuste, se debe utilizar una regla de ángulo para medir en tiempo real para garantizar que el ángulo de instalación cumpla con el estándar con precisión.
¿Cuál es el mecanismo de restricción cooperativo entre la placa de presión y la tira elástica?
La placa de presión y la tira elástica forman un sistema de restricción cooperativo en el sistema de fijación para limitar conjuntamente el desplazamiento vertical y lateral del riel, y sus parámetros de rendimiento deben coincidir con precisión. La tira elástica es la principal responsable de la contención vertical del carril, proporcionando precarga vertical mediante su propia deformación elástica para evitar el salto vertical del carril; la placa de presión es la principal responsable de la restricción lateral, proporcionando fuerza de restricción lateral a través del contacto con el hombro del riel para evitar el desplazamiento lateral del riel. Cuando el tren está en marcha, la banda elástica absorbe la vibración vertical del riel y la placa de presión limita la vibración lateral. Los dos tienen una clara división del trabajo y cooperan entre sí. Si la rigidez de la tira elástica es insuficiente, el desplazamiento vertical del carril aumenta, lo que provocará un aumento de la tensión lateral de la placa de presión. Por el contrario, si el rendimiento de retención de la placa de presión es insuficiente, el desplazamiento lateral del carril aumenta, lo que agravará el daño por fatiga de la tira elástica. Por lo tanto, al diseñar el sistema de sujeción, es necesario hacer coincidir la rigidez de la tira elástica y el rendimiento de restricción de la placa de presión de acuerdo con la carga del eje lineal y el nivel de velocidad, de modo que se pueda optimizar el efecto de restricción cooperativa de los dos.
¿Cuáles son los procesos de tratamiento-resistentes al desgaste y anticorrosión-y los efectos de la aplicación de la placa de presión?
El tratamiento-resistente al desgaste y anti-corrosión de la placa de presión adopta un proceso compuesto de "carburación y enfriamiento + recubrimiento electroforético". La carburación y el enfriamiento son el paso central para mejorar la resistencia al desgaste. La placa de presión se coloca en un horno de cementación y se mantiene a una temperatura de 930 grados durante 5 horas para permitir que los átomos de carbono penetren en la superficie de la placa de presión. El espesor de la capa cementada se controla a 0,8-1,0 mm y luego se realiza un tratamiento de enfriamiento para que la dureza de la capa cementada alcance más de HRC58 y la resistencia al desgaste sea más de 4 veces mayor que la de las placas de presión ordinarias. El recubrimiento electroforético es el paso clave para mejorar el rendimiento anticorrosión. La placa de presión después de la cementación y el enfriamiento se coloca en un tanque de electroforesis y se aplica un campo eléctrico para que el recubrimiento se adhiera uniformemente a la superficie de la placa de presión. El espesor del recubrimiento es de 20-30μm. El recubrimiento electroforético tiene una fuerte adhesión y resistencia a la niebla salina de más de 1000 horas, lo que es adecuado para líneas en áreas costeras y salino-álcalis. El efecto de aplicación del proceso de tratamiento compuesto es notable. Después de 5 años de servicio en líneas de transporte pesado, el desgaste superficial de la placa de presión tratada es menor o igual a 0,2 mm sin corrosión evidente, mientras que la placa de presión sin tratar tendrá un desgaste y corrosión graves después de 1 año de servicio.