Tecnologia di ottimizzazione del profilo-sezionale per rotaie standard straniere e loro adattamento agli scartamenti di diversi paesi
Quali sono i parametri di progettazione principali per l'ottimizzazione-del profilo trasversale delle rotaie standard straniere?
I parametri di progettazione principali per l'ottimizzazione-del profilo trasversale delle rotaie standard straniere includonolarghezza della testata della rotaia, raggio dell'arco della testata della rotaia, spessore dell'anima della rotaia, larghezza della base della rotaia e momento di inerzia della sezione. La larghezza della testata della rotaia deve corrispondere alla larghezza del battistrada delle ruote del paese di destinazione. Ad esempio, la larghezza della testa della rotaia delle rotaie standard EU EN è 70-75 mm, mentre quella delle rotaie standard AAR nordamericane è 72-76 mm. La larghezza corrispondente può ridurre la concentrazione delle sollecitazioni da contatto delle ruote-rotaie. Il raggio dell'arco della testata della rotaia è diviso in raggio dell'arco della superficie superiore e raggio dell'arco della superficie laterale. Il raggio dell'arco della superficie superiore è generalmente controllato a 300-400 mm, mentre il raggio dell'arco della superficie laterale è controllato a 20-30 mm. Un raggio dell'arco ragionevole può rendere ellittica la zona di contatto della ruota-rotaia e ridurre il picco di stress da contatto. Lo spessore del nastro della rotaia deve essere regolato in base ai-requisiti di carico della rotaia. Lo spessore del nastro delle rotaie standard straniere- per trasporto pesante è maggiore o uguale a 16 mm, mentre quello delle rotaie standard straniere a velocità ordinaria è maggiore o uguale a 14 mm per garantire la resistenza alla flessione della rotaia. La larghezza della base della rotaia deve essere compatibile con la traversa e il sistema di fissaggio del paese di destinazione. Ad esempio, la larghezza della base delle rotaie a scartamento ridotto in alcuni paesi del sud-est asiatico è di 100-120 mm, mentre quella delle rotaie a scartamento normale è di 150-180 mm. Il momento d'inerzia della sezione è un indicatore chiave per misurare la rigidezza alla flessione della rotaia. L'ottimizzazione del rapporto dimensionale tra testa della rotaia, anima della rotaia e base della rotaia può migliorare il momento di inerzia della sezione della rotaia e ridurre la deformazione della rotaia sotto carico. Questi parametri devono essere considerati in modo completo per ottenere la progettazione ottimale del profilo della sezione trasversale delle rotaie standard straniere.
Quali sono le differenze tra il profilo-della sezione trasversale delle rotaie standard EU EN e le rotaie standard AAR nordamericane?
Le differenze nei profili-sezionali tra le rotaie standard EU EN e le rotaie standard AAR nordamericane si riflettono principalmente in tre aspetti:forma della testa della rotaia, spessore del nastro della rotaia e struttura della base della rotaia. La superficie superiore della testata della rotaia standard EN adotta un design ad arco singolo con un raggio dell'arco di 300 mm e il raggio dell'arco laterale della testata della rotaia è di 25 mm. L'area di contatto della ruota-rotaia è piccola e distribuita uniformemente, adatta per il funzionamento dei treni ad alta-velocità. La superficie superiore della testata della rotaia standard AAR adotta un design a doppio-arco, composto da due archi con raggi di 200 mm e 600 mm. Il raggio dell'arco laterale della testa della rotaia è di 20 mm e l'area di contatto è ampia, il che può disperdere lo stress da contatto delle ruote-rotaie dei treni-a trasporto pesante. Lo spessore della rete delle rotaie standard EN è relativamente sottile, generalmente 14-16 mm, e si concentra sull'elasticità e sulla leggerezza delle rotaie, adattandosi ai requisiti dei treni leggeri delle ferrovie europee ad alta-velocità. Lo spessore della rete delle rotaie standard AAR è più spesso, raggiungendo i 18-20 mm, e la rigidità alla flessione delle rotaie è maggiore, il che può sopportare il grande carico per asse dei treni a trasporto pesante nordamericani. In termini di struttura della base del binario, la base del binario standard EN ha un design a fondo piatto con una larghezza della base del binario di 150-170 mm, che ha una buona compatibilità con il sistema di fissaggio elastico europeo; la base del binario standard AAR ha una certa pendenza e la larghezza della base del binario è 160-180 mm, adatta per l'installazione del sistema di fissaggio rigido delle ferrovie nordamericane.
In che modo le ferrovie standard straniere si adattano agli standard-a scartamento ridotto dei paesi del sud-est asiatico?
Affinché le rotaie standard straniere si adattino agli standard di scartamento-ridotto (1.067 mm) dei paesi del sud-est asiatico, prima di tutto, è necessario adeguare ildimensioni-della sezione trasversale e posizioni dei fori di montaggio degli elementi di fissaggiodelle rotaie. La larghezza della testata delle rotaie a scartamento-stretto deve essere ridotta a 60-65 mm per corrispondere alla larghezza del battistrada delle ruote dei treni a scartamento-stretto ed evitare lo spostamento delle posizioni di contatto delle ruote-rotaie. La larghezza della base della rotaia deve essere controllata a 100-120 mm per corrispondere alle dimensioni delle traverse a scartamento ridotto. Allo stesso tempo, regolare la spaziatura e l'apertura dei fori di montaggio degli elementi di fissaggio per garantire che gli elementi di fissaggio possano fissare saldamente le guide. In secondo luogo, ottimizzare ilrigidità alla flessionedelle rotaie. Il carico sull'asse del treno delle linee a scartamento ridotto- è ridotto, quindi lo spessore della rete ferroviaria può essere opportunamente ridotto a 12-14 mm per ridurre il peso proprio-delle rotaie e risparmiare sui costi di costruzione della linea. In considerazione dell'ambiente climatico ad alta-temperatura e-umidità elevata nel sud-est asiatico, il processo anticorrosione dizincatura a caldo-per immersione + sigillantedovrebbe essere adottato uno spessore dello strato di zinco maggiore o uguale a 120μm e uno spessore del sigillante maggiore o uguale a 20μm per migliorare la resistenza alla corrosione delle rotaie. Inoltre, la profondità dello strato indurito sulla testata delle rotaie a scartamento ridotto- può essere opportunamente ridotta a 10-12 mm per soddisfare i requisiti di volume di traffico delle linee a scartamento ridotto-e ridurre i costi di produzione. Durante l'installazione, è necessario utilizzare elementi di fissaggio speciali a scartamento ridotto per garantire che la deviazione dello scartamento delle rotaie sia controllata entro ± 2 mm per garantire la sicurezza del funzionamento del treno.
Qual è il meccanismo di influenza dell'ottimizzazione-del profilo trasversale delle rotaie standard straniere sull'usura delle-rotaie?
Il meccanismo di influenza dell'ottimizzazione del profilo-sezionale delle rotaie standard straniere sull'usura delle ruote-rotaie è principalmente quello diottimizzare la forma della zona di contatto della ruota-rotaia e la distribuzione dello stress da contatto. Quando il grado di corrispondenza tra il profilo della sezione trasversale-della rotaia e il profilo del battistrada della ruota è elevato, la zona di contatto della ruota-rotaia è un'ellisse regolare, lo stress di contatto di picco è ridotto e la distribuzione dello stress da contatto è più uniforme, riducendo così l'usura adesiva e l'usura per fatica tra la ruota e la rotaia. L'ottimizzazione del raggio dell'arco della testa della rotaia può aumentare l'area di contatto della ruota-della rotaia, ridurre lo stress da contatto per unità di area e ridurre la deformazione plastica e l'usura della testa della rotaia. Progettare in modo ragionevole l'arco laterale della testa della rotaia può evitare un forte attrito tra la flangia della ruota e il lato della rotaia quando il treno attraversa le curve e ridurre il tasso di usura laterale. Inoltre, ottimizzando ilcontinuità geometricadella sezione trasversale della rotaia-e riducendo i bordi e gli angoli nella transizione tra la testa della rotaia e l'anima della rotaia è possibile evitare la concentrazione delle sollecitazioni di contatto della ruota-rotaia nella parte di transizione e prevenire la generazione di cricche da fatica e usura in questa parte. Per le rotaie standard straniere ottimizzate dal profilo trasversale-della sezione, il tasso di usura della ruota-rotaia può essere ridotto del 20%-30%, la durata di servizio delle rotaie può essere estesa di 1-2 volte e il rumore ruota-rotaia durante il funzionamento del treno può essere ridotto.
Quali sono gli standard di rilevamento e accettazione per il profilo-sezionale delle rotaie standard straniere?
Il rilevamento e l'accettazione del profilo-sezionale delle rotaie standard straniere devono essere conformi agli standard del paese di destinazione. Gli elementi di rilevamento includono principalmentedeviazione della dimensione della sezione trasversale, deviazione della forma del profilo e qualità della superficie. Lo strumento di rilevamento adotta ascanner di profili laser, che può raccogliere rapidamente i dati 3D della sezione trasversale della rotaia-con una precisione di ±0,1 mm. Lo standard di accettazione per la deviazione della dimensione della sezione trasversale- è che la deviazione della larghezza della testa della rotaia sia inferiore o uguale a ±0,5 mm, la deviazione dello spessore del nastro della rotaia inferiore o uguale a ±0,3 mm, la deviazione della larghezza della base della rotaia inferiore o uguale a ±0,5 mm e la deviazione del momento di inerzia della sezione inferiore o uguale a ±3%. La deviazione della forma del profilo viene misurata daerrore di tolleranza del profilo. Il profilo misurato viene confrontato con il profilo progettato e l'errore di tolleranza del profilo inferiore o uguale a 0,2 mm viene qualificato per garantire che il profilo della rotaia sia coerente con i requisiti di progettazione. L'ispezione della qualità della superficie deve verificare se sono presenti crepe, graffi e difetti di vaiolatura sulla superficie della testata della rotaia. Sono qualificate crepe con lunghezza inferiore o uguale a 1 mm, graffi con profondità inferiore o uguale a 0,1 mm e vaiolature con diametro inferiore o uguale a 0,5 mm. Il rapporto di campionamento del rilevamento è di 5 rotaie per batch e vengono selezionate 3 diverse sezioni trasversali-per ciascuna rotaia per il rilevamento. Se una sezione trasversale-non è qualificata, deve essere effettuato un doppio campionamento. Se il doppio campionamento risulta ancora non qualificato, il lotto di prodotti sarà giudicato non qualificato. Le rotaie standard straniere accettate devono essere contrassegnate sulla superficie con il numero dello standard, il numero del lotto di produzione e la qualità del materiale del paese di destinazione per la successiva tracciabilità.