Diseño de-sección transversal de riel y optimización del contacto entre-rueda y riel
¿Cuáles son las optimizaciones adaptativas para transporte pesado-en el diseño de la sección transversal-del riel estándar nacional de 75 kg/m?
Para adaptarse al requisito de transporte pesado-de carga por eje mayor o igual a 30 t, el riel estándar nacional de 75 kg/m tiene un ancho de cabeza de riel de 73 mm, 3 mm más ancho que el riel de 60 kg/m, lo que aumenta el área de contacto de la rueda-riel. El espesor de la base del riel es de 15 mm, lo que mejora la rigidez longitudinal y reduce la deformación bajo cargas pesadas. El espesor del alma del riel es de 13 mm y adopta un diseño de transición gradual para dispersar la concentración de tensiones. El momento de inercia de la sección transversal es más de un 25 % mayor que el del riel de 60 kg/m, lo que mejora significativamente la resistencia a la flexión. La sección transversal general-cumple con el estándar de transporte pesado-GB/T 2585-2017, que puede controlar la tensión de contacto rueda-riel dentro de 800 MPa y extender la vida útil del riel.
¿Cuáles son las principales diferencias entre la sección transversal-del riel AREMA 136RE estándar extranjero y el riel estándar nacional de 75 kg/m?
El riel AREMA 136RE tiene un ancho de cabeza de riel de 76 mm, 3 mm más ancho que el riel estándar nacional de 75 kg/m, que es más adecuado para la forma de la banda de rodadura de los trenes de transporte pesado- de América del Norte. El ancho de la base del riel es de 171 mm, mayor que los 150 mm del riel estándar nacional de 75 kg/m, lo que proporciona un área de conexión a tierra más grande y una mayor estabilidad. El espesor del alma del riel es de 14,3 mm, adoptando un diseño de igual-espesor con una tecnología de procesamiento más simple. El centro de gravedad de la sección transversal-tiene 68 mm de altura, ligeramente más bajo que el riel estándar nacional, lo que reduce el centro de gravedad de la línea. La diferencia en el momento de inercia de la sección transversal-entre los dos es aproximadamente del 10%. AREMA 136RE se centra más en la estabilidad lateral, mientras que el estándar nacional de 75 kg/m se centra en la capacidad de carga longitudinal.
¿Cómo optimiza el-diseño de la sección transversal del ferrocarril de alta-velocidad la fatiga por contacto entre las ruedas-carriles?
La cabeza del riel de alta-velocidad (como el estándar nacional de 60kg/m de alta-riel especial de velocidad) adopta un diseño de transición de arco, y el radio de curvatura coincide con la banda de rodadura de la rueda del riel de alta-velocidad para reducir la concentración de tensión de contacto. La rugosidad de la superficie de la cabeza del riel se controla a Ra menor o igual a 0,8 μm, lo que reduce el coeficiente de fricción del riel de la rueda-y el desgaste por fatiga. La profundidad de la capa templada de la cabeza del riel es de 8-}10 mm, con una dureza de HRC38-42, lo que mejora la resistencia a la fatiga. La sección transversal adopta un diseño simétrico para garantizar un contacto uniforme rueda-carril y evitar un desgaste unilateral excesivo. El filete de transición entre el alma del riel y la cabeza/base del riel se incrementa a 12 mm, dispersando la tensión bajo cargas dinámicas y retrasando la generación de grietas por fatiga.
¿Qué diseños especiales se requieren para la sección transversal-del riel en líneas curvas?
La sección transversal-del riel en líneas curvas debe ajustarse según el radio de la curva. Para curvas de pequeño-radio (R menor o igual a 600 m), el lado interior de la cabeza del riel se engrosa 2-3 mm para resistir el desgaste lateral. El lado exterior de la base del riel aumenta de 1 a 2 mm de espesor para mejorar la rigidez lateral y evitar que el riel se vuelque. El espesor de la capa templada en el lado interior de la cabeza del riel es 1-1,5 mm más grueso que el del lado exterior, adaptándose a la mayor intensidad de desgaste en el lado interior. El centro de gravedad de la sección transversal se desplaza entre 1 y 2 mm hacia el lado interior de la curva para equilibrar la carga lateral causada por la fuerza centrífuga. El alma del riel adopta un diseño asimétrico y el espesor del alma del riel interior es ligeramente mayor que el lado exterior para mejorar la resistencia a la deformación lateral.
¿Qué impacto tienen los parámetros de la sección transversal-del riel en la selección de placas base debajo-del riel?
El ancho de la base del riel determina el ancho de soporte de la placa base. Por ejemplo, el riel estándar nacional de 60 kg/m tiene un ancho de base de riel de 132 mm y el ancho de soporte de la placa base debe ser mayor o igual a 140 mm para garantizar una cobertura total. El momento de inercia de la sección transversal-del riel afecta la selección de rigidez de la placa base. Cuanto mayor sea el momento de inercia, menor será la rigidez de la placa base para evitar conflictos rígidos. La distribución del peso de la cabeza del riel afecta la uniformidad de la tensión de la placa base, que debe garantizar un contacto total entre la placa base y la base del riel sin áreas suspendidas. El tamaño del chaflán de la sección transversal-del riel debe coincidir con el diseño de la ranura de la placa base para evitar tensiones desiguales en la placa base que provoquen daños. Los rieles con diferentes secciones transversales-tienen diferentes requisitos de resistencia a la compresión para la placa base, y la resistencia a la compresión de la placa base correspondiente a un riel de transporte pesado-debe ser mayor o igual a 50 MPa.