Rööpa{0}}ristlõike projekteerimine ja rataste{1}}kontaktide optimeerimine
Millised on riikliku standardi 75 kg/m rööpa ristlõike-disaini rasked-veokohased optimeerimised?
Et kohaneda raskete{0}}veonõuetega, mille teljekoormus on suurem kui 30 t või sellega võrdne, on riiklikul standardil 75 kg/m rööpa rööpapea laius 73 mm, 3 mm laiem kui 60 kg/m rööbas, mis suurendab ratta-rööpa kontaktpinda. Rööpa aluse paksus on 15 mm, mis suurendab pikisuunalist jäikust ja vähendab deformatsioone suurte koormuste korral. Rööpavõrgu paksus on 13 mm, mis võtab pingekontsentratsiooni hajutamiseks kasutusele järkjärgulise ülemineku. Ristlõike inertsmoment on enam kui 25% kõrgem kui 60 kg/m rööpa oma, parandades märkimisväärselt paindetakistust. Üldine-ristlõige vastab GB/T 2585-2017 raskeveo-standardile, mis suudab kontrollida ratta ja rööpa kontakti pinget 800 MPa piires ja pikendada rööpa kasutusiga.
Millised on peamised erinevused välismaise standardi AREMA 136RE rööpa{0}}ristlõike ja riikliku standardi 75 kg/m rööpa vahel?
Rööpa AREMA 136RE rööpapea laius on 76 mm, mis on 3 mm laiem kui riiklikul standardil 75 kg/m, mis sobib paremini Põhja-Ameerika raskete{4}}veorongide ratta turvise kujuga. Rööpa aluse laius on 171 mm, suurem kui riikliku standardi 75 kg/m rööpa 150 mm, pakkudes suuremat maandusala ja tugevamat stabiilsust. Rööpavõrgu paksus on 14,3 mm, mis võtab kasutusele sama paksuse{11}}disaini lihtsama töötlemistehnoloogiaga. Ristlõike raskuskese on 68 mm kõrgune, mis on riiklikust standardrööpast veidi madalam, mis vähendab joone raskuskeset. Nende kahe ristlõike{16}}inertsmomendi erinevus on umbes 10%. AREMA 136RE keskendub rohkem külgstabiilsusele, samas kui riiklik standard 75kg/m keskendub pikisuunalisele kandevõimele.
Kuidas optimeerib kiirrööpa-ristlõike konstruktsioon ratta-kontakti väsimust?
Kiirrööpa rööpapea-(nagu riiklik standard 60 kg/m kiirraudtee erirööbas-) kasutab kaare ülemineku kujundust ja kõverusraadius ühtib kiirraudtee ratta turvisega, et vähendada kontaktpinge kontsentratsiooni. Rööpapea pinnakaredus on reguleeritud väärtusega Ra, mis on väiksem või võrdne 0,8 μm, vähendades ratta-rööpa hõõrdetegurit ja väsimuskulumist. Rööpapea karastatud kihi sügavus on 8-10 mm, kõvadus HRC38-42, mis parandab väsimuskindlust. Ristlõige on sümmeetrilise disainiga, et tagada ühtlane ratta-rööpa kontakt ja vältida liigset ühepoolset kulumist. Rööbastee ja rööpapea/rööpapõhja vaheline üleminekufilee on suurendatud 12 mm-ni, hajutades pinget dünaamiliste koormuste korral ja lükates edasi väsimuspragude teket.
Milliseid erikujundusi on vaja rööpa{0}}ristlõike jaoks kõverate joonte korral?
Rööpa-ristlõiget kõverate joonte korral tuleb kohandada vastavalt kõvera raadiusele. Väikeste -raadiusega kõverate (R vähem kui 600 m või sellega võrdne) korral on rööpapea sisekülg külgmise kulumise vastu paksendatud 2-3 mm võrra. Rööpa aluse väliskülje paksust suurendatakse 1-2 mm võrra, et suurendada külgmist jäikust ja vältida rööpa ümberminekut. Karastatud kihi paksus rööpapea siseküljel on 1-1,5 mm paksem kui välisküljel, kohandudes sisemise külje suurema kulumisintensiivsusega. Ristlõike raskuskese nihkub 1-2 mm kõvera siseküljele, et tasakaalustada tsentrifugaaljõu põhjustatud külgkoormust. Rööpavõrk on asümmeetrilise disainiga ja rööbastee sisemine paksus on veidi suurem kui väliskülg, et parandada vastupidavust külgsuunalisele deformatsioonile.
Millist mõju avaldavad rööpa-ristlõike parameetrid rööpaaluste-alusplaatide valikule?
Rööpa aluse laius määrab alusplaadi tugilaiuse. Näiteks riikliku standardi 60 kg/m rööpa rööpa põhja laius on 132 mm ja alusplaadi tugilaius peaks olema 140 mm või suurem, et tagada täielik katvus. Rööpa ristlõike inertsmoment{5}} mõjutab alusplaadi jäikuse valikut. Mida suurem on inertsimoment, seda väiksem võib olla alusplaadi jäikus, et vältida jäika konflikti. Rööpapea kaalujaotus mõjutab alusplaadi pinge ühtlust, mis peab tagama täieliku kontakti alusplaadi ja rööpa aluse vahel ilma rippuvate aladeta. Rööpa ristlõike faasi-suurus peab vastama alusplaadi pilu kujundusele, et vältida alusplaadi ebaühtlast pinget, mis võib kahjustada. Erineva ristlõikega rööbastel on alusplaadile erinevad survetugevuse nõuded ja raskele{12}}veorelsile vastava alusplaadi survetugevus peab olema suurem kui 50 MPa või sellega võrdne.