Modulo elastico dei pattini delle rotaie e adattamento dello smorzamento delle vibrazioni del binario
Qual è la base di progettazione per il modulo elastico delle piastre di base sotto-rotaia?
La progettazione del modulo elastico delle piastre di base sottorotaia deve essere combinata con il tipo di linea, il grado di carico e la richiesta di assorbimento degli urti, su basi chiare e diversificate. Per le ferrovie ad alta velocità convenzionali con una velocità inferiore o uguale a 160 km/h e un carico per asse inferiore o uguale a 21 t, la richiesta di assorbimento degli urti è moderata, quindi il modulo elastico delle piastre di base in gomma è progettato per essere 80-100 MPa, bilanciando la capacità portante e l'assorbimento degli urti di base. Per le ferrovie ad alta velocità-con una velocità maggiore o uguale a 250 km/h e un'alta frequenza di impatto della rotaia-delle ruote, è richiesto un modulo elastico elevato per garantire la stabilità del binario. Il modulo delle piastre di base in poliuretano è impostato su 120-150 MPa e l'assorbimento degli urti è migliorato attraverso l'ottimizzazione della formula. Per le ferrovie di trasporto pesante-con un carico per asse maggiore o uguale a 25 t e un impatto di carico elevato, la piastra di base necessita di una forte capacità portante, quindi il modulo elastico deve essere maggiore o uguale a 100 MPa e l'attenuazione del modulo sotto carico deve essere inferiore o uguale al 5%. Il trasporto ferroviario urbano ha requisiti elevati per il controllo del rumore, quindi sono necessarie piastre di base a basso modulo, con modulo elastico controllato a 60-80 MPa per rafforzare l'assorbimento delle vibrazioni a bassa frequenza. Inoltre, è necessario effettuare la regolazione in base al tipo di traversina e la deviazione del modulo delle piastre di base del binario senza massicciata è inferiore o uguale a ±5% per garantire la stabilità della geometria del binario.
Quali vantaggi ha la piastra di base in poliuretano rispetto alla piastra di base in gomma in termini di stabilità del modulo elastico?
Le piastre di base in poliuretano sono di gran lunga superiori alle piastre di base in gomma in termini di stabilità del modulo elastico, adattandosi alle esigenze operative a lungo-termine delle linee di alta-qualità. Il modulo elastico delle piastre di base in poliuretano cambia inferiore o uguale al 5% in un ambiente compreso tra -40 gradi e 80 gradi, mentre la fluttuazione del modulo delle piastre di base in gomma in ambienti ad alta e bassa temperatura può raggiungere il 15%, che è facile da indurire a basse temperature e ammorbidire ad alte temperature. Sotto carichi ciclici a lungo termine-, l'attenuazione del modulo delle piastre di base in poliuretano dopo 1 milione di carichi è inferiore o uguale al 3%, mentre quella delle piastre di base in gomma è maggiore o uguale all'8%, il che può mantenere prestazioni stabili di assorbimento degli urti per lungo tempo. Le prestazioni anti-invecchiamento del materiale poliuretanico sono migliori; dopo 3000 ore di test di resistenza agli agenti atmosferici, la variazione del modulo è inferiore o uguale al 4%, mentre le piastre di base in gomma subiranno un improvviso calo del modulo a causa dell'invecchiamento. Inoltre, le piastre di base in poliuretano hanno un'elevata resistenza alla fatica e non sono soggette a deformazione permanente in caso di vibrazioni ad alta-frequenza, mentre le piastre di base in gomma sono soggette a deformazione permanente da compressione dopo un uso a lungo-termine, con conseguente cedimento del modulo. Questo vantaggio rende le piastre di base in poliuretano la prima scelta per le linee ferroviarie ad alta velocità e per il trasporto pesante, garantendo l'efficacia a lungo termine delle prestazioni di assorbimento degli urti della linea.
Perché si preferiscono le piastre di base a basso modulo elastico sotto-per le linee di trasporto ferroviario urbano?
Gli scenari operativi e le esigenze del trasporto ferroviario urbano determinano la preferenza di questo verso un basso modulo elastico sotto-piastre di base ferroviarie. I treni del trasporto ferroviario urbano hanno un'elevata frequenza operativa, partenze e fermate frequenti e attraversano principalmente aree centrali urbane, con severi requisiti di controllo del rumore e delle vibrazioni. Le piastre di base a basso-modulo (60-80 MPa) possono assorbire efficacemente le vibrazioni a bassa-frequenza, controllare il rumore inferiore a 65 dB e soddisfare gli standard di protezione dell'ambiente urbano. Le piastre di base a basso modulo elastico presentano una deformazione maggiore, che può ammortizzare l'impatto longitudinale durante la partenza e l'arresto del treno e migliorare il comfort di guida dei passeggeri. La maggior parte delle linee di trasporto ferroviario urbano sono strutture sotterranee o sopraelevate; le piastre di base a basso-modulo possono ridurre la trasmissione delle vibrazioni agli edifici circostanti, evitando risonanza strutturale e disturbi ai residenti. Rispetto alle piastre base ad alto-modulo, le piastre base a basso-modulo hanno una maggiore adattabilità, possono abbinarsi a traverse speciali del trasporto ferroviario urbano, riducono lo stress da contatto ruota-rotaia e prolungano la durata di servizio di rotaie e ruote. Allo stesso tempo, ha una maggiore comodità di installazione e può adattarsi rapidamente alle stazioni dense e alle complesse condizioni di lavoro delle linee di trasporto ferroviario urbano.
Quali sono le misure di controllo del modulo elastico per le piastre di base sotto-rotaia nelle regioni alpine?
La temperatura estremamente bassa nelle regioni alpine danneggerà la stabilità del modulo elastico della piastra di base, quindi sono necessarie misure di controllo mirate per garantire le prestazioni. In termini di materiale, viene selezionato poliuretano-resistente al freddo o gomma modificata e alla formula vengono aggiunti plastificanti-resistenti al freddo, in modo che il modulo elastico della piastra di base possa ancora mantenere più del 90% del valore di progetto a -50 gradi, evitando l'infragilimento a bassa-temperatura. Nel processo di produzione, viene adottata la tecnologia di vulcanizzazione a bassa-temperatura per migliorare l'adattabilità alle basse-temperature della struttura interna della piastra di base e ridurre il cambiamento improvviso del modulo alle basse temperature. Le piastre di base vengono preraffreddate e lasciate a -40 gradi per 24 ore prima di lasciare la fabbrica per eliminare i prodotti con eccessive fluttuazioni del modulo, garantendo che le piastre di base messe in uso abbiano prestazioni stabili. Durante l'installazione, viene installato un cuscino isolante termico tra la piastra di base e la traversina per ridurre l'impatto diretto della bassa temperatura sulla piastra di base e mantenere la temperatura di esercizio superiore a -20 gradi. Il modulo della piastra di base viene monitorato regolarmente, con ispezione a campione ogni trimestre. Se la deviazione del modulo supera il 10%, viene sostituita in tempo per garantire l'assorbimento degli urti e le prestazioni di portanza delle linee alpine.
Qual è l'impatto dell'attenuazione del modulo elastico delle piastre di base sotto-rotaia sul funzionamento della linea?
L'attenuazione del modulo elastico delle piastre di base del sotto-ferrovia danneggerà direttamente il sistema di assorbimento degli urti e di cuscinetto della linea e scatenerà una serie di problemi operativi. Il modulo di attenuazione ridurrà le prestazioni di assorbimento degli urti della piastra di base, le vibrazioni della ruota-rotaia non potranno essere assorbite in modo efficace e il rumore del funzionamento del treno aumenterà. È probabile che le linee di trasporto ferroviario urbano superino gli standard di protezione ambientale e causino lamentele da parte dei residenti. Un modulo insufficiente ridurrà la capacità portante della piastra di base, con conseguente deformazione eccessiva sotto il carico del treno, con conseguente irregolarità verticale del binario, aggravamento dell'usura delle ruote-rotaie e riduzione della durata di servizio di rotaie e ruote. L'attenuazione del modulo a lungo termine- causerà il deterioramento della geometria del binario, superando lo standard di scartamento e deviazione orizzontale, aumentando la frequenza e il costo della manutenzione della linea. Anche le linee di trasporto pesante- possono causare spostamenti delle rotaie a causa del cedimento del modulo. Nei casi più gravi, l'attenuazione del modulo causerà la rottura della piastra di base, perdendo l'assorbimento degli urti e le funzioni di cuscinetto. Al passaggio del treno si verificherà un forte impatto, che metterà a rischio la sicurezza di guida e causerà persino gravi incidenti come il deragliamento.