קשר כמותי בין דפורמציה קבועה דחיסה של רפידות מסילה וספירת מחזור העומס

קשר כמותי בין דפורמציה קבועה דחיסה של רפידות מסילה וספירת מחזור העומס

כמה יגדל מערך הדחיסה של משטח-המסילה התת--כאשר מספר מחזור העומס יגדל פי מיליון?

תחת העומס המדורג, מערך הדחיסה של רפידת המסילה התת- גדל באופן ליניארי בערך עם העלייה במספר מחזור העומס. על כל עלייה של פי מיליון במספר מחזור הטעינה, ערכת הדחיסה תגדל ב-0.1%-0.3%. כאשר מספר המחזור מגיע ל-10 מיליון פעמים, הכמות שנקבעה יכולה להגיע ל-3%, וביצועי הפחתת הרטט יורדים ב-20%. הסיבה לכך היא שמחזורי עומס יגרמו לזחילה של השרשראות המולקולריות של חומר הרפידה, ויכולת ההתאוששות האלסטית יורדת בהדרגה. מספר מחזור העומס של קווי מהירות-רגילים הוא כ-5 מיליון פעמים בשנה, ועיוות הרפידים איטי; זה של קווים מהירים יכול להגיע ל-20 מיליון פעמים בשנה, עם קצב דפורמציה מהיר יותר.

מדוע יש הבדל משמעותי בקצב ערכת הדחיסה בין רפידות גומי לרפידות פוליאוריטן?

צפיפות השרשרת המולקולרית המקשרת-של רפידות גומי גבוהה, מה שמקשה על תנועת שרשראות מולקולריות. קצב הזחילה מהיר במחזורי עומס, והכמות שנקבעה מגיעה ל-3.5% לאחר 10 מיליון מחזורים. השרשראות המולקולריות של רפידות פוליאוריטן גמישות יותר, עם צפיפות- קישור צולבת נמוכה, וקל לעבור עיוות הפיך, כך שקצב הזחילה איטי, והכמות שנקבעה היא רק 1.8% לאחר 10 מיליון מחזורים. בנוסף, טמפרטורת מעבר הזכוכית של חומרי פוליאוריטן נמוכה, והם במצב אלסטי במיוחד בטמפרטורת החדר, עם יכולת התאוששות אלסטית חזקה יותר. לכן, שיעור הדחיסה של רפידות פוליאוריטן נמוך ב-40%-50% מזה של רפידות גומי, מתאים יותר לקווים בדרגה גבוהה- עם שירות לטווח ארוך.

איזו השפעה תהיה למערכת הדחיסה של רפידת המסילה התת- העולה על 3% על מתח המגע של-הגלגל?

כאשר מערך הדחיסה של הרפידה עולה על 3%, קשיחות המסלול הכוללת תגדל, וקיבולת החיץ האלסטית תפחת. תחת פעולת עומס הרכבת, עומס המגע של הגלגלים-יגדל ב-15%-20%, מה שמחריף את בלאי המסילה של הגלגלים. יחד עם זאת, עיוות לא אחיד של רפיד יגרום להתיישבות מקומית של המסילה, להפחית את חלקות המסילה וליצור עומס פגיעה נוסף. עומס ההשפעה יגביר עוד יותר את מתח המגע של-הגלגלים, ויוצר מעגל קסמים. בטווח הארוך, מתח גבוה מדי במגע גלגל-מסילה יגרום למחלות כמו גלי מסילה והתפרקות ראשי מסילה, קיצור חיי השירות של המסילה והרפיד והגדלת עלויות תחזוקת הקו.

מדוע רפידות מתחת ל-מסילה של קווי הובלה-כבדים צריכות להיות עשויות מחומרים בעלי עמידות גבוהה במערך דחיסה במקום מחומרי גומי רגילים?

לקווי הובלה-כבדים יש מחזורי עומס רבים ועומסי סרנים גדולים. קצב ערכת הדחיסה של רפידות גומי רגילות הוא מהיר, והכמות שנקבעה מגיעה ל-4% לאחר 10 מיליון מחזורים, וכתוצאה מכך ירידה רצינית בביצועי הפחתת רעידות. מבנה השרשרת המולקולרית של חומרים בעלי עמידות לסט דחיסה גבוה (כגון גומי שונה, חומרים מרוכבים מפוליאוריתן) יציב יותר, קצב הזחילה מופחת ב-50%, והכמות שנקבעה נשלטת תוך 2% לאחר 10 מיליון מחזורים. בנוסף, חוזק הלחיצה של חומרים בעלי התנגדות ערכת דחיסה גבוהה גבוה ב-25% מזה של גומי רגיל, שיכול לעמוד בפני-תדירות גבוהה ועומסים גדולים של קווי הובלה כבדים- ולהימנע מריסוק רפידות. לכן, קווי הובלה-כבדים צריכים לבחור רפידות העשויות מחומרים בעלי עמידות גבוהה לסט דחיסה.

כיצד לזהות את ערכת הדחיסה של משטח-המסילה באתר כדי לשפוט את מצב השירות שלו?

באתר, ניתן להשתמש בשיטת ההזחה כדי לזהות את ערכת הדחיסה של הרפידה. בחרו 3 רפידות מייצגות, דחסו אותן תחת עומס מדורג למשך 24 שעות, ואז פרקו ומדדו את הכמות שנקבעה. סכום מוגדר פחות או שווה ל-1% הוא מצב טוב, 1%-3% הוא מצב זמין, ונדרשת החלפה אם היא עולה על 3%. במקביל, ניתן לצפות במשטח הרפידה. אם יש חריצים ברורים, סדקים או התקשות התיישנות, זה מצביע על כך שמערכת הדחיסה חרגה מהתקן. בנוסף, ניתן לשפוט אותו בעקיפין על ידי זיהוי חלקות המסלול. אם יישוב המסילה חורג מערך התכנון, זה אומר שעיוות הרפידה גדול מדי ויש להחליפו בזמן.