התאמת הליבה של קשיות החוף ויכולת הסתגלות לטמפרטורה של רפידות מסילה
אילו סיכונים נגרמות מהעלייה בקשיות החוף של רפידות מתחת ל-מסילה בסביבות-בטמפרטורה נמוכה (מתחת ל-20 מעלות)?
מתחת ל--20 מעלות, חומרי גומי ופוליאוריתן עוברים "מעבר זכוכית", כאשר קשיות החוף עולה ב-10 מעלות -15 מעלות ומודול האלסטי עולה בחדות. לאחר עליית הקשיות, יכולת העיוות האלסטית של הרפידה יורדת באופן דרסטי, קשיחות המסילה הכללית גדלה ועומס הפגיעה בגלגל-מסילה עולה ביותר מ-20%. במקביל, שבריריות הרפידה גדלה, מה שהופך אותה נוטה להיסדק ולהישבר בהשפעת עומס הרכבת, וביצועי הפחתת הרטט יורדים ביותר מ-50%. עבור רפידות גומי, קשיות מוגברת מפחיתה גם את כוח ההדבקה עם ישנים, מה שגורם להחלפת רפידות לנטייה להתרחש ולפגוע ביציבות הגאומטרית של המסילה.
איזו השפעה יש לירידה בקשיות החוף של רפידות מתחת ל-מסילה בסביבות-טמפרטורות גבוהות (מעל 60 מעלות)?
מעל 60 מעלות, תנועת השרשרת המולקולרית של חומר רפידת המסילה מתחת- מתעצמת, קשיות החוף יורדת ב-8 מעלות -12 מעלות, ועמידות החומר בפני דחיסה מופחתת משמעותית. לאחר ירידה בקשיות, העיוות הפלסטי של הרפידה בעומס הרכבת גדל ביותר מ-30%, מה שמוביל להתנחלות מסילה לא אחידה ולהידרדרות חלקות המסילה. במקביל, קצב הזחילה של הרפידה מואץ; לאחר שירות-לטווח ארוך, מתרחשת "התמוטטות", הגורמת לירידה אזורית בקשיחות המסילה ולהחרפת שחיקה לא אחידה של מסילות הגלגלים. בנוסף, רפידות בעלות קשיות נמוכה נמחקים בקלות ומעוותים על ידי קליפסים אלסטיים או לוחות לחץ, ומאבדים את תפקוד התמיכה האלסטית שלהם.
מהם ההבדלים בתקני בחירת קשיות Shore עבור רפידות מתחת ל-מסילה באזורי טמפרטורת שירות שונים?
אזורים קפואים (טמפרטורה מינימלית פחות מ--30 מעלות או שווה ל--30 מעלות ) צריכים לבחור רפידות גומי בקשיחות- נמוכה עם Shore A 50 מעלות ±5 מעלות או רפידות פוליאוריטן שונה כדי להוריד את טמפרטורת מעבר הזכוכית ולהבטיח גמישות בטמפרטורות נמוכות. אזורי טמפרטורה-גבוהים (טמפרטורה מקסימלית גדולה מ-60 מעלות או שווה ל-60 מעלות) צריכים לבחור רפידות פוליאוריטן בקשיחות- גבוהה עם Shore A 90 מעלות ±5 מעלות כדי לשפר את עמידות החומר בחום ולהפחית עיוות פלסטי בטמפרטורה-גבוהה. אזורים ממוזגים (-20 מעלות עד 60 מעלות) יכולים להשתמש ברפידות גומי או פוליאוריטן רגילות-, המאזנות גמישות ועמידות בחום. קווי מהירות-אלפיניים צריכים לבחור רפידות אלסטומר מיוחדות עם Shore D 30 מעלות ±3 מעלות כדי לאזן בין גמישות בטמפרטורה נמוכה לבין יציבות בטמפרטורה גבוהה.
מה הקשר הכמותי בין קשיות החוף לבין ביצועי הפחתת הרטט של רפידות מתחת ל-מסילה?
בטווח הקשיות הסטנדרטי, ביצועי הפחתת הרטט של רפידות מתחת ל-מסילה נמצאות בקורלציה שלילית עם קשיות החוף-לכל ירידה של 5 מעלות בקשיות, יעילות הפחתת הרטט עולה ב-8%-10%. כאשר הקשיות של רפידת הגומי יורדת מ-Shore A 60 מעלות ל-55 מעלות, יעילות הפחתת הרטט עולה מ-25% לכ-33%. עם זאת, כאשר הקשיות נמוכה מ-50 מעלות, השיפור ביעילות הפחתת הרטט מאט, ועיוות פלסטי מתעצם עקב חוזק רפיד לא מספיק. כאשר הקשיות גבוהה מ-65 מעלות, יעילות הפחתת הרטט יורדת בחדות אל מתחת ל-15%, ואינה עומדת בדרישות הפחתת רעידות המסלול. לכן, לכל חומר רפידה יש את טווח הקשיות האופטימלי שלו; זה לא שככל שהרפידה רכה יותר, כך אפקט הפחתת הרטט טוב יותר.
כיצד לזהות במהירות את קשיות החוף של רפידות מתחת ל-מסילה באתר כדי לשפוט אם יכולת הסתגלות הטמפרטורה שלהם מתאימה?
באתר, ניתן להשתמש בודק קשיות Shore נייד (סוג A עבור גומי, סוג D עבור פוליאוריטן קשיות- גבוהה) כדי למדוד מספר נקודות באזור הלא-לחוץ של הרפידה, והערך הממוצע נלקח כתוצאת הבדיקה. במהלך הבדיקה, טמפרטורת הסביבה חייבת להיות קרובה לטמפרטורת החדר (25 מעלות) כדי למנוע את השפעת הטמפרטורה על מדידת הקשיות. אם הקשיות הנמדדת חורגת מהטווח הסטנדרטי של ±5 מעלות, זה מצביע על כך שחומר הרפידה מיושן או נבחר בצורה לא נכונה, ויכולת הסתגלות הטמפרטורה אינה מסויגת. בנוסף, בשילוב עם מצב המראה של הרפידה-אם מופיעים סדקים בטמפרטורות נמוכות או עיוות צמיג בטמפרטורות גבוהות-גם אם הקשיות מתאימה, יש להחליף את הרפידה המתאימה לטמפרטורה.