Progettazione della classificazione della rigidità elastica della rotaia e schema di adattamento per i diversi requisiti di riduzione delle vibrazioni della rotaia
Quali sono i punti di rigidezza di progetto delle strisce elastiche di tipo W-per le linee ferroviarie ad alta-velocità?
La progettazione della rigidità delle strisce elastiche di tipo W-per le linee ferroviarie ad alta-velocità deve bilanciare i duplici requisiti di precarico elevato e bassa rigidità. Il valore di rigidità è solitamente controllato a 30-40 kN/mm per soddisfare i requisiti di riduzione delle vibrazioni in caso di vibrazioni ad alta-frequenza. Durante la progettazione è necessario ottimizzare la dimensione della sezione trasversale-della fascia elastica. Il diametro della sezione dell'arco centrale è il fattore chiave che influenza la rigidità. Aumentando il diametro di 1 mm è possibile aumentare la rigidità di circa 10 kN/mm, che deve essere calcolato con precisione per corrispondere alla rigidità target. Allo stesso tempo, è necessario controllare la differenza tra l'altezza libera e l'altezza di lavoro della striscia elastica e la differenza è controllata a 8-10 mm per garantire che la striscia elastica possa fornire un precarico stabile nello stato di funzionamento. È inoltre necessario analizzare la distribuzione delle tensioni della fascia elastica attraverso la simulazione agli elementi finiti. La sollecitazione massima deve essere controllata entro il 70% del carico di snervamento del materiale per evitare fratture per fatica causate dalle vibrazioni a lungo termine. Infine è necessaria una prova di fatica al banco. Con carichi di vibrazione di 10⁷, il tasso di attenuazione della rigidità della striscia elastica è inferiore o uguale al 5%, in grado di soddisfare i requisiti applicativi delle linee ferroviarie ad alta velocità.
Quali sono le misure di rafforzamento della rigidità delle strisce elastiche per le linee di trasporto pesante-?
La rigidità delle strisce elastiche per le linee di trasporto pesante-deve essere aumentata a 50-60 kN/mm. La prima misura di rafforzamento consiste nell'utilizzare materiali con resistenza più elevata-, come acciaio per molle 60Si2MnA, la cui resistenza alla trazione maggiore o uguale a 1860 MPa e resistenza allo snervamento maggiore o uguale a 1660 MPa forniscono una base materiale per il rafforzamento della rigidità. In secondo luogo, aumenta il-diametro della sezione trasversale della striscia elastica dai convenzionali 14 mm a 16 mm, l'area della sezione trasversale-aumenta di oltre il 30% e la rigidità può essere aumentata di circa il 40%. Allo stesso tempo, ottimizzare la forma strutturale della fascia elastica e aumentare la lunghezza del braccio di supporto terminale. Aumentando la lunghezza del braccio di supporto del 15% è possibile migliorare significativamente la resistenza alla deformazione della fascia elastica. È inoltre necessario adottare il processo di trattamento termico di tempra + rinvenimento a temperatura media-per far sì che la durezza della striscia elastica raggiunga HRC45-50 e migliorare il limite elastico del materiale. Inoltre, installare guarnizioni resistenti all'usura nella parte di contatto tra la fascia elastica e la guida per evitare l'attenuazione della rigidità della fascia elastica causata dall'usura e prolungarne la durata.
Qual è lo schema di ottimizzazione economica della rigidezza delle strisce elastiche per le ferrovie a velocità-ordinaria?
Il nucleo dello schema di ottimizzazione economica della rigidità delle strisce elastiche per le ferrovie a velocità-ordinaria è ridurre i costi con la premessa di soddisfare i requisiti dell'applicazione. Il valore di rigidità controllato a 20-30 kN/mm può soddisfare i requisiti di carico delle linee a velocità ordinaria-. La prima misura di ottimizzazione consiste nell'utilizzare l'acciaio Q235 invece del costoso acciaio per molle-e garantire la rigidità regolando il processo di trattamento termico. Il trattamento di normalizzazione seguito da un rinvenimento a bassa-temperatura fa sì che le proprietà elastiche del materiale soddisfino i requisiti. In secondo luogo, semplificare la progettazione strutturale della striscia elastica, annullare la complessa sezione di transizione dell'arco e adottare un braccio di supporto lineare per ridurre la difficoltà di lavorazione dello stampo e i costi di produzione. Allo stesso tempo, controlla il margine di lavorazione della striscia elastica, riducendo il margine da 2 mm a 1 mm per ridurre lo spreco di materiale. È inoltre possibile utilizzare il processo di formatura con stampaggio in batch al posto del processo di forgiatura, che migliora l'efficienza produttiva di oltre il 50% e riduce il costo unitario del 20%. Infine, attraverso una progettazione standardizzata, unificare le dimensioni di installazione delle strisce elastiche di diversi modelli per le ferrovie a velocità ordinaria, migliorare la versatilità e ridurre ulteriormente i costi di approvvigionamento e manutenzione.
Quali sono i metodi standard e i punti di controllo di precisione per le prove di rigidità delle strisce elastiche?
Il metodo standard per la prova di rigidità delle strisce elastiche è la prova di compressione statica. Una macchina universale per prove sui materiali viene utilizzata per caricare la striscia elastica passo dopo passo, registrare i valori di carico corrispondenti a diverse quantità di compressione e ottenere il valore di rigidità calcolando il rapporto tra carico e deformazione. Durante il test, è necessario controllare la velocità di carico, che è impostata su 1 mm/min per evitare che una velocità di carico eccessiva porti a un valore di prova di rigidità maggiore. Il primo punto di controllo di precisione è la selezione del campione. 10 le strisce elastiche vengono selezionate casualmente da ciascun lotto per essere testate per garantire la rappresentatività dei campioni. In secondo luogo, controllare la temperatura dell'ambiente di prova, mantenendola a 20±2 gradi. Una temperatura eccessivamente alta o bassa influenzerà le proprietà elastiche della striscia elastica, portando a errori di test. Allo stesso tempo, garantire la precisione del sensore della macchina di prova, con precisione del sensore di forza inferiore o uguale a ±0,5% e precisione del sensore di spostamento inferiore o uguale a ±0,01 mm per garantire l'accuratezza dei dati di test. Infine, è necessario correggere i dati del test, rimuovere i valori anomali e prendere il valore medio, e la deviazione del valore di rigidità deve essere controllata entro ±3kN/mm.
Qual è il meccanismo cooperativo di riduzione delle vibrazioni tra strisce elastiche di diversa rigidità e cuscinetti sotto-rotaia?
Il nucleo della riduzione cooperativa delle vibrazioni tra strisce elastiche di diversa rigidità e cuscinetti sottorotaia- è la "combinazione di rigidità e flessibilità", che assorbe l'energia di vibrazione generata dal funzionamento del treno attraverso il coordinamento della deformazione dei due. Le strisce elastiche ad alta-rigidità devono essere abbinate a cuscinetti ad alta-elasticità sotto-il binario, come i cuscinetti in poliuretano. Le strisce elastiche forniscono vincoli stabili alle rotaie e i cuscinetti assorbono le vibrazioni ad alta-frequenza. La cooperazione dei due può aumentare il tasso di attenuazione delle vibrazioni oltre il 60%. Le strisce elastiche a bassa-rigidità sono abbinate a cuscinetti a media-elasticità, come i cuscinetti in gomma. Le strisce elastiche stesse possono produrre una certa quantità di deformazione elastica e condividere il compito di riduzione delle vibrazioni con i cuscinetti, il che è adatto per linee a velocità ordinaria-con volume di traffico medio. Quando viene applicato il carico del treno, la striscia elastica subisce prima una deformazione elastica per compensare parte del carico verticale, mentre il carico rimanente viene trasmesso al cuscinetto sottorotaia, che si deforma ulteriormente per assorbire l'energia delle vibrazioni. Allo stesso tempo, la rigidità della striscia elastica deve corrispondere al modulo elastico del fondello. Se la rigidità della fascia elastica è molto maggiore del modulo elastico del tampone, ciò causerà un'eccessiva deformazione del tampone; se la rigidezza della striscia elastica è troppo piccola, non può limitare efficacemente lo spostamento della rotaia. Inoltre, la durata dei due deve essere sincronizzata per evitare il guasto prematuro di un determinato componente che incide sull'effetto complessivo di riduzione delle vibrazioni.