סוגי חומרי רפידות מסילה, רכיבת עומסים ודפוסי דעיכה של ביצועי שיכוך רעידות
כמה נבדלים ביצועי שיכוך הרטט של שלושת סוגי חומרי רפידות המסילה לאחר 10 מיליון מחזורי עומס?
רפידות גומי מציגות ירידה בביצועי שיכוך רעידות של יותר מ- או שווה ל-25%, עם הפחתת מערך דחיסה של 3.5%, ויעילות שיכוך רעידות יורדת מ-30% ל-22%. רפידות גומי שהשתנו מציגות ירידה של 18%-20%, הפחתת מערך דחיסה של 2.5% ויעילות שיכוך רעידות יורדת ל-24%-25%. רפידות פוליאוריטן מציגות השפלה של פחות או שווה ל-15%, הפחתת סט דחיסה של 1.8% בלבד, ויעילות שיכוך רעידות עדיין מעל 25%. הסיבה לכך היא שלחומרי פוליאוריטן מבנה שרשרת מולקולרי יציב יותר ויכולת דפורמציה הפיכה חזקה יותר, בעוד שחומרי גומי נוטים לזחילה בלתי הפיכה. עבור קווי מהירות קונבנציונליים עם ספירת מחזור עומס נמוכה, ניתן להשתמש ברפידות גומי; לקווי-מהירים ועומסים כבדים, יש להשתמש ברפידות פוליאוריטן כדי להבטיח ביצועי שיכוך רעידות לטווח ארוך.
מדוע רפידות מסילות פוליאוריטן מועדפות על פני רפידות גומי שעברו שינוי עבור קווים מהירים-?
קווי רכבת-מהירים חווים 20 מיליון מחזורי עומס בשנה. רפידות גומי שהשתנו מציגות ירידה של 20% בביצועי שיכוך רעידות לאחר 10 מיליון מחזורים, ואינן עומדות בדרישות להפחתת רעידות במהירות גבוהה-. רפידות פוליאוריטן, עם צפיפות-שרשרת מולקולרית גבוהה המקשרת והתאוששות אלסטית חזקה, מפגינות עיוות הפיך במחזורי עומס, וכתוצאה מכך רק ירידה של 15% בביצועי שיכוך רעידות. יתר על כן, לרפידות פוליאוריטן יש חוזק לחיצה גדול מ-30MPa או שווה ל-30MPa, המסוגלים לעמוד בפני השפעות-הגבוהות של רכבות{12}מהירות, ומפחיתות את מתח המגע של-הגלגלים ב-10%. בנוסף, לרפידות פוליאוריטן יש עמידות בפני שחיקה כפולה מגומי שונה, מה שמאריך את חיי השירות ב-50%, מה שהופך אותן לבחירה האופטימלית לקווי-מהירויות גבוהות.
איזו מגמה תציג ביצועי שיכוך הרטט של רפידות מתחת ל-מסילה לאחר יותר מ-20 מיליון מחזורי עומס?
לאחר יותר מ-20 מיליון מחזורי עומס, קצב הירידה בביצועי שיכוך הרטט של הרפידות עולה באופן אקספוננציאלי. קצב הפירוק של רפידות גומי עולה מ-0.01%/10,000 מחזורים ל-0.03%/10,000 מחזורים, ומגיע לפירוק של 35% לאחר 15 מיליון מחזורים. קצב הפירוק של רפידות פוליאוריתן עלה מ-0.005%/10,000 מחזורים ל-0.015%/10,000 מחזורים, וההשפלה נותרה פחות או שווה ל-20% לאחר 15 מיליון מחזורים. הסיבה לכך היא שעומסים בתדירות גבוהה-לטווח ארוך מאיצים את הזדקנות החומר, שוברים שרשראות מולקולריות ומפחיתים התאוששות אלסטית. לאחר יותר מ-20 מיליון מחזורים, יש להחליף את רפידות העקיבה; אחרת, יתרחשו שינויים פתאומיים בקשיחות המסילה, שישפיעו על יציבות הרכבת.
כיצד ניתן לקבוע בקלות באתר-את מידת הפחתת ביצועי שיכוך הרטט של רפידות העקיבה?
באתר-ניתן להשתמש בשיטת בדיקת ההתיישבות כדי למדוד את ההתיישבות של המסילה תחת עומס מדורג. הפחתה של יותר מ-20% מהערך ההתחלתי מעידה על ירידה בביצועי שיכוך רעידות גדולה או שווה ל-15%. ניתן להשתמש גם בשיטת ההקשה; הקשה על משטח העקיבה והאזנה לצליל מעידה על גמישות טובה, בעוד צליל עמום מצביע על הזדקנות והידרדרות. בנוסף, התבוננות על פני השטח של משטח העקיבה חושפת חריצים ברורים, סדקים והתקשות, דבר המעיד על ביצועי שיכוך רעידות פגומים מאוד. עבור רפידות פוליאוריתן, אם אין נזק משטח ברור והשקיעה פוחתת בפחות מ- או שווה ל-10%, ניתן להמשיך להשתמש בהן; עם זאת, יש להחליף רפידות גומי במהירות.
כיצד לאזן בין ביצועי הפחתת רעידות, עלות וחיי שירות בעת בחירת חומרי משטח מסלול?
עבור קווי רכבת יבשתיים קונבנציונליים עם ספירת מחזור עומס של פחות או שווה ל-5 מיליון פעמים בשנה, רפידות גומי הן האפשרות החסכונית ביותר-, ומציעות חיי שירות של יותר מ-5 שנים או שווה ל-5 שנים. עבור קווים-בינוניים עם ספירת מחזורי עומס של 10-15 מיליון פעמים בשנה, נעשה שימוש ברפידות גומי מותאמות. בעוד שהם עולים 20% יותר מגומי, הם מציעים ביצועי הפחתת רעידות מעולים וחיי שירות ארוכים יותר ב-30%. לקווי עומס-מהירים וכבדים-עם ספירת מחזורי עומס גדולה מ-20 מיליון פעמים בשנה או שווה ל-20 מיליון פעמים בשנה, משתמשים ברפידות פוליאוריתן. בעוד שהם עולים 50% יותר מגומי, הם מציעים ביצועי הפחתת רעידות יציבים, חיי שירות של יותר מ-8 שנים או שווה לעלויות תחזוקה נמוכות יותר לטווח ארוך.