Nacionalna standardna zasnova in tehnologija prilagajanja profilov tirnic za proge z različnimi osnimi obremenitvami
Kateri so ključni parametri optimizacije profila za tirnice po nacionalnem standardu 75 kg/m?
Bistvo optimizacije profila za tirnice po nacionalnem standardu 75 kg/m je povečanje kontaktne površine glave tirnice in debeline stojine. Prvič, širina glave tirnice se poveča s 65 mm na 70 mm, polmer kontaktnega loka pa je prilagojen na 300 mm/80 mm, kar učinkovito razprši kontaktno napetost koles-tirnice in zmanjša obrabo glave tirnice. Debelina tirnice se poveča s 15,5 mm na 17 mm, da se izboljša upogibna togost tirnice, največji upogib pod osno obremenitvijo 30 t pa je nadzorovan znotraj 0,8 mm. Širina podnožja tirnice ostane nespremenjena pri 150 mm, debelina podnožja tirnice pa je prilagojena na 20 mm, da se poveča stabilnost stika med podnožjem tirnice in pragovi ter prepreči deformacija podnožja tirnice. Kot material je izbrano tirno jeklo visoke-U75V z natezno trdnostjo, večjo ali enako 980 MPa, in trdoto, ki dosega HB280-320, kar izpolnjuje zahteve glede obremenitve prog za težke{22}}vleke. Poleg tega je površina glave tirnice profilno-brušena s hrapavostjo Ra manjšo ali enako 1,6 μm, da se zagotovi gladek stik med kolesom in tirnico ter zmanjšajo vibracije in hrup med vožnjo vlaka.
Kakšni so prilagoditveni ukrepi za nacionalne standardne tirnice 60 kg/m, prilagojene osnim obremenitvam 25 t?
Prilagoditev tirnic po nacionalnem standardu 60 kg/m za osne obremenitve 25 t je treba izvesti z vidika odseka in procesa. Prvič, debelina tračnice se poveča s 16,5 mm na 18 mm, da se izboljša upogibna odpornost tirnice in preprečijo razpoke v tirnici pod velikimi obremenitvami. Glava tirnice je kaljena in ojačena z globino kaljenja 2-3 mm, površinska trdota pa je povečana na HRC58-62, z več kot 3-kratno odpornostjo proti obrabi neobdelanih tirnic. Protizdrsne vrvice z globino 0,5 mm in korakom 2 mm so dodane na kontaktno površino med podnožjem tirnice in pragovi, da povečajo trenje med balastno posteljo in podnožjem tirnice ter preprečijo stranski premik tirnice. Med namestitvijo se uporablja elastični sistem pritrdilnih elementov, pri čemer je navpična togost pritrdilnega elementa nadzorovana pri 30 kN/mm, da ublaži udarne obremenitve kolo-tirnica in zmanjša poškodbe tirnice zaradi utrujenosti. Hkrati se na tirnici izvaja redno odkrivanje napak, da se osredotoči na pregledovanje jedrske poškodbe glave tirnice in razpok na tirnici, da se zagotovi varnost obratovanja proge.
Kakšne so točke optimizacije za tirnice z nacionalnim standardom 50 kg/m, prilagojene 15 t osne obremenitve-za navadne hitrostne proge?
Bistvo optimizacije tirnic po nacionalnem standardu 50 kg/m za proge z navadno-hitrostjo 15 t osne obremenitve je ravnotežje med lahkotnostjo in ekonomičnostjo. Prvič, širina glave tirnice je zmanjšana s 65 mm na 60 mm, debelina tirnice pa je prilagojena s 14,5 mm na 15 mm, kar zmanjša lastno-težo tirnice za 10 %, hkrati pa zagotavlja trdnost. Podnožje tirnice ima tanko zasnovo, pri čemer je debelina zmanjšana z 19 mm na 17 mm, širina podnožja tirnice pa je ohranjena pri 132 mm, da se zagotovi združljivost s pragovi običajnih-hitrostnih prog. Kot material je izbrano tirno jeklo U71Mn, ki ima odlično žilavost in življenjsko dobo, večjo ali enako 2 × 10⁷-krat pri nizko-frekvenčnih obremenitvah, ki izpolnjuje zahteve glede uporabe običajnih-hitrostnih prog. Površina tirnice je vroče pocinkana za-proti-korozijsko obdelavo, z debelino cinkove plasti večjo ali enako 80 μm in s časom odpornosti proti koroziji pri preskusu solnega razpršila večjim ali enakim 800 uram, ki se prilagaja zunanjemu okolju navadnih-hitrostnih prog. Poleg tega je fiksna dolžina tirnice prilagojena na 25 m, da se zmanjša število spojev in znižajo stroški vzdrževanja proge.
Kakšna je metoda preverjanja simulacije končnih elementov za optimizacijo profila nacionalnih standardnih tirnic?
Preverjanje simulacije končnih elementov optimizacije nacionalnega standardnega profila tirnic mora vzpostaviti 3D trdni model. Najprej je izdelan geometrijski model tirnice v skladu s parametri profila, ključni deli, kot sta glava tirnice in mreža, pa so šifrirani pri povezovanju, pri čemer je velikost očesa nadzorovana znotraj 2 mm. Pogoji obremenitve simulirajo dejansko stanje stika koles-tirnic, z uporabo osne obremenitve in bočne vodoravne sile, z amplitudo obremenitve, nastavljeno glede na pogoje proge. Glavni kazalniki simulacijske analize vključujejo porazdelitev napetosti, deformacijo upogiba in življenjsko dobo tirnice ob utrujenosti, s poudarkom na največji kontaktni napetosti na tekalni plasti glave tirnice, ki jo je treba nadzorovati v okviru 80 % meje tečenja materiala. Razlike v zmogljivosti različnih parametrov profila se primerjajo s simulacijo, da se izbere optimalno razmerje velikosti preseka. Na primer, za vsak 1 mm povečanja debeline tračnice se lahko upogibna togost izboljša za 8%-10%. Po končanem preverjanju simulacije so potrebni tudi poskusni preskusi polaganja na kraju samem, da se zberejo dejanski podatki o napetosti tirnice in dodatno optimizirajo parametri profila.
Kakšni so indikatorji pregledov sprejemljivosti za prilagodljivost profila nacionalnih standardnih tirnic?
Kazalniki nadzora sprejemljivosti za prilagodljivost profila nacionalnih standardnih tirnic vključujejo predvsem natančnost geometrijskih dimenzij, mehanske lastnosti in življenjsko dobo ob utrujenosti. Natančnost geometrijskih dimenzij zazna profilirnik tirnic, odstopanje širine glave tirnice in debeline tirnega traku je treba nadzorovati v okviru ±0,5 mm, odstopanje od ravnosti osnove tirnice pa je manjše ali enako 0,3 mm/m. Preizkušanje mehanskih lastnosti vključuje natezno trdnost, trdoto in udarno žilavost. Tirnica U75V ima natezno trdnost večjo ali enako 980MPa, trdoto glave tirnice večjo ali enako HRC58 in udarno energijo pri -20 stopinjah večjo ali enako 34J. Preskušanje življenjske dobe ob utrujenosti uporablja pulzirajočo napravo za preskušanje utrujenosti, pri čemer je število ciklov utrujenosti večje ali enako 2 × 10⁶-krat pri simuliranih obremenitvah brez razpok. Poleg tega je treba preizkusiti tudi varilno zmogljivost tirnice. Natezna trdnost zvarnega spoja mora biti večja ali enaka 95 % trdnosti osnovne kovine, upogibni kot pa večji ali enak 15 stopinj brez razpok. Med prevzemom se vzorči 10 tirnic na serijo in vsi indikatorji morajo izpolnjevati standarde, da se lahko ocenijo kot kvalificirani. Nekvalificirane serije je treba dvojno vzorčiti ali vrniti.