Qué es la masa del extremo del riel y cómo se forma
El talud del extremo del riel es la deformación plástica local, que aparece como una muesca aplanada o una depresión con reborde, en la superficie de rodadura de la cabeza del riel inmediatamente adyacente a la junta. Cada rueda que cruza el espacio se transfiere de un extremo del riel al siguiente, y la breve pérdida de soporte vertical convierte la carga rodante normal en un impacto. El extremo del carril sufre un pulso de compresión agudo y localizado en cada pasada; Después de miles de pasadas, la superficie del metal fluye plásticamente y la cabeza adquiere un fraguado permanente. El proceso se acelera con el tráfico porque la superficie golpeada produce un impacto peor para la siguiente rueda y el daño crece hacia abajo, hacia la cabeza y hacia atrás a lo largo de la superficie de rodadura.
Cómo afecta la masa a los rieles articulados como AREMA 115RE
Los tramos unidos como AREMA 115RE, todavía comunes en las líneas regionales y secundarias de América del Norte, son vulnerables por razones estructurales. La junta de eclisa es el eslabón vertical más débil del carril: los dos extremos del carril están soportados únicamente por las eclisas y las traviesas de unión, y el módulo de sección de la conexión articulada es menor que el del carril continuo. Cuando se desarrolla la masa, la rueda golpea el extremo del riel en un ángulo poco profundo en lugar de rodar suavemente, y la fuerza del impacto se transmite directamente a la eclisa, los pernos de unión y las dos traviesas de unión. Las consecuencias visibles son una marcha brusca, un aflojamiento rápido de los pernos de la articulación, extremos de la eclisa golpeados y agrietados y un desgaste acelerado de los asientos para dormir debajo de la articulación.
Medir la masa y establecer límites de intervención
La masa se mide con una regla colocada a lo largo de la unión y un calibrador cónico, o con un calibrador de masa hecho-específicamente que lee la profundidad de la hendidura del perfil original de la cabeza. En la práctica, los límites que importan son: hasta 1 mm, la superficie se rectifica en la siguiente ventana de mantenimiento; entre 1 y 3 mm, el rectificado elimina el daño pero elimina material del cabezal, por lo que la operación se programa en función de la altura restante del cabezal; más allá de aproximadamente 3 mm, el rectificado se vuelve antieconómico e inseguro porque consumiría demasiado de la sección del cabezal, y la reparación estándar es recortar el extremo del riel hasta obtener metal sano, volver a perforar los orificios de la eclisa y volver a-pesar la junta, o reemplazar la sección corta del riel. Medir en cada inspección y registrar la tendencia es la disciplina clave, porque la masa crece más rápido a medida que se profundiza.
Por qué el bateador es caro en la estructura de la pista
La masa no permanece confinada a la cabeza del riel. El impacto que genera en la unión hace que las eclisas se doblen más allá de su intención de diseño, por lo que las eclisas se agrietan en los orificios de los pernos y en los extremos; los pernos se relajan y aflojan, lo que aumenta la holgura de la junta y empeora la inmersión; y las traviesas de las juntas se clavan en el lastre, de modo que la línea se asienta debajo de la junta y todo el conjunto de la junta se suelta. En una línea con muchas juntas, el costo de mantenimiento del talud, medido en trenes de rectificado, reemplazo de pernos, reemplazo de eclisas y revestimiento, puede exceder el costo del riel mismo durante la vida útil de la junta. Esta es la razón por la que la práctica moderna trata la junta como un componente diseñado y no como una idea de último momento: la geometría de la junta, el par de apriete de los pernos, el soporte de las traviesas y el programa de rectificado se gestionan como un solo sistema.
Medidas de Control: Diseño, Materiales y Mantenimiento
Cuatro medidas controlan el talud en pista articulada nueva y existente. Primero, los extremos-rieles endurecidos: especificar un extremo de riel endurecido, generalmente de 340 a 380 HB en los extremos de un riel estándar, aumenta el límite elástico del cabezal exactamente en el lugar donde el impacto es mayor y extiende el intervalo entre operaciones de rectificado de manera mensurable. En segundo lugar, las almohadillas de riel-que absorben los impactos debajo de las traviesas de unión reducen el rebote de la traviesa y reducen el componente dinámico de la fuerza de la articulación. En tercer lugar, correcto montaje de las juntas: extremos de carril alineados, juego controlado y tornillos apretados al par especificado, porque un paso de nivel de incluso 1 mm o un tornillo flojo multiplica el impacto. En cuarto lugar, trituración programada de la masa menor antes de que llegue a la banda severa, combinada con un re-apriete regular de los pernos de las juntas y una inspección de las eclisas para detectar grietas. En líneas que pueden justificar la conversión, la eliminación de la unión con carril continuo soldado elimina el problema por completo.
La relación entre los estándares de masa y rieles articulados
El comportamiento del bateador está ligado a la sección del riel porque la geometría de la cabeza y el diseño de la junta definen el contacto y el impacto. Las secciones AREMA como 115RE y 132RE se especifican con dimensiones de barra de unión que coinciden con la sección, y el manual de AREMA proporciona la configuración de barra de unión y perno, pero el mecanismo de daño de la superficie de rodadura es común a todos los rieles articulados, desde la práctica de AREMA hasta GB: el impacto de la rueda en el espacio, el talud resultante y la carga del conjunto de eclisa. Cualquiera que sea el estándar, el comprador de rieles articulados debe especificar el endurecimiento de los extremos para las secciones que se utilizarán en territorio articulado con tráfico moderado o intenso, y debe verificar que las eclisas, pernos y almohadillas suministrados con el riel formen un sistema coincidente.
Preguntas frecuentes
¿Qué causa la masa en el extremo del riel?
Impacto repetido de la rueda en el espacio de la junta: la rueda pierde brevemente el soporte vertical, golpea el extremo del riel y la tensión de compresión local excede el límite elástico de la cabeza, produciendo una deformación permanente que se profundiza con el tráfico.
¿Cómo se mide la masa del extremo del riel?
Con una regla y un calibrador cónico, o un calibrador de masa dedicado, lea la profundidad de la muesca en relación con el perfil original de la cabeza en la unión.
¿A qué profundidad se debe reparar la masa?
La masa hasta aproximadamente 1 mm se muele en la siguiente ventana de mantenimiento; De 1 a 3 mm requiere rectificado con control de altura del cabezal-; más allá de aproximadamente 3 mm, el extremo del riel se recorta y se vuelve a pescar o se reemplaza la sección del riel.
¿Cómo ayuda el endurecimiento de los extremos a los rieles articulados?
El endurecimiento de los extremos aumenta la dureza de la cabeza en los extremos de los rieles, generalmente a 340-380 HB, lo que aumenta el límite elástico donde el impacto es mayor y reduce la tasa de formación de masa.
¿Por qué las eclisas se agrietan en los orificios de los pernos en las uniones maltratadas?
Porque la masa aumenta la carga de impacto y la flexión de la eclisa, y la mayor concentración de tensión en la eclisa se encuentra en los orificios de los pernos, donde la sección se reduce y la trayectoria de carga cambia.
¿El riel soldado continuo elimina la masa final?
En el sentido tradicional de unión, sí: con rieles soldados no hay espacio en la unión ni impacto de la rueda en la unión de la eclisa, por lo que el desnivel en las uniones desaparece, lo cual es una razón importante para la conversión de líneas articuladas muy ocupadas.