تصميم هيكل لوحة تثبيت السكك الحديدية وتكنولوجيا تحسين أداء التقييد الجانبي للسكك الحديدية
ما آلية تأثير الشكل المقطعي العرضي للوحة الضغط-على أداء التقييد الجانبي للسكك الحديدية؟
يحدد الشكل المقطعي-للوحة الضغط توزيع ضغط التلامس وخصائص تشوه الضغط بينها وبين السكة. تتضمن الأشكال المقطعية- الشائعة الأشكال المستطيلة والشبه المنحرفة والقوسية-. تحتوي لوحة الضغط ذات المقطع العرضي -المستطيلة على منطقة تلامس صغيرة مع السكة، مما يؤدي إلى إجهاد تلامس مركز. من المحتمل أن يؤدي الإجهاد طويل الأمد- إلى التسبب في تآكل سطح السكة. علاوة على ذلك، فإن المقطع العرضي المستطيل- يتميز بصلابة انحناء منخفضة، مما يجعله عرضة لتشوه الانحناء تحت الحمل الجانبي، كما أن أداء التقييد ضعيف. يمكن للهيكل-العلوي والعريض-السفلي للوحة الضغط المقطعية شبه المنحرفة- أن يزيد من مساحة التلامس مع قاعدة التثبيت، وتشتيت الضغط، كما أن صلابة الانحناء للمقطع العرضي شبه المنحرف-أعلى بنسبة تزيد عن 30% من المقطع العرضي المستطيل-، مع تشوه أصغر تحت الحمل وأداء تقييد أكثر استقرارًا. يتوافق سطح التلامس للوحة الضغط المقطعية-المقطعية-القوسية مع نصف قطر كتف السكة، ويكون توزيع ضغط التلامس موحدًا، مما يمكن أن يتجنب التآكل الموضعي للسكة، ويمكن للهيكل ذو الشكل القوسي-تحويل الحمل الجانبي إلى ضغط رأسي، مما يزيد من تحسين أداء التقييد. يجب أن تتوافق لوحات الضغط ذات الأشكال المقطعية المختلفة- مع خطوط الأحمال المحورية المختلفة. المقاطع العرضية -المستطيلة مناسبة لمسارات العمل الخفيفة-، والمقاطع العرضية شبه المنحرفة والقوسية-الشكل-مناسبة لمسارات السكك الحديدية-الثقيلة وعالية السرعة-.
ما نقاط التحسين الهيكلية لألواح الضغط المستخدمة في خطوط النقل الثقيلة-؟
يجب أن يركز التحسين الهيكلي لألواح الضغط المستخدمة في خطوط النقل-الثقيلة على هدفين أساسيين: تعزيز صلابة الانحناء وزيادة منطقة الاتصال. أولاً، قم بزيادة سمك المقطع العرضي- للوحة الضغط من 12 مم إلى 16 مم. يمكن أن تؤدي الزيادة في السُمك إلى تحسين صلابة الانحناء للوحة الضغط بشكل كبير، بحيث يكون تشوه لوحة الضغط تحت حمل المحور 30t أقل من أو يساوي 0.5 مم. ثانيًا، قم بزيادة مساحة الاتصال بين لوحة الضغط والسكك الحديدية بنسبة 20%. زيادة منطقة التلامس يمكن أن تقلل من إجهاد التلامس، وتجنب التشوه البلاستيكي لكتف السكة، وفي الوقت نفسه، تزيد قوة الاحتكاك مع زيادة منطقة التلامس، مما يعزز أداء التقييد الجانبي. ثم قم بتصميم هيكل ضلع مقوى في نهاية لوحة الضغط. يبلغ ارتفاع ضلع التسليح 8 مم والعرض 10 مم. يمكن لضلع التسليح أن يحسن بشكل فعال مقاومة الكلال للوحة الضغط ويتجنب التشقق الناتج عن تركيز الضغط في النهاية. أخيرًا، قم بتحسين موضع فتحة التثبيت للوحة الضغط، واضبط مسافة الفتحة من 80 مم إلى 100 مم. زيادة تباعد الثقب يمكن أن يقلل من الضغط المحلي للوحة الضغط ويحسن الاستقرار الهيكلي العام. تتمتع لوحة ضغط الحمولة الثقيلة - المحسنة بقوة تقييد جانبية تزيد عن 120 كيلو نيوتن، وهو ما يلبي متطلبات التشغيل لقطارات الحمولة الثقيلة-.
ما هو تأثير زاوية تركيب لوحة الضغط على أداء التقييد وطريقة ضبطها؟
تشير زاوية تركيب لوحة الضغط إلى الزاوية بين لوحة الضغط ومحور السكة. يمكن لزاوية التثبيت المعقولة تحسين أداء التقييد الجانبي، كما أن زاوية التثبيت الكبيرة أو الصغيرة بشكل مفرط سوف تقلل من تأثير التقييد. عندما تكون زاوية التثبيت 0 درجة، تكون لوحة الضغط موازية لمحور السكة، والتي يمكنها فقط تحمل الحمل الرأسي ولا يمكنها تقييد الإزاحة الجانبية بشكل فعال؛ عندما تكون زاوية التثبيت كبيرة جدًا (أكثر من 15 درجة)، تنخفض منطقة الاتصال بين لوحة الضغط والسكك الحديدية، ويتركز ضغط التلامس، ومن السهل التسبب في تآكل السكة ولوحة الضغط. زاوية التثبيت المثالية لخطوط النقل الثقيلة- هي 8 درجات -10 درجة، في هذا الوقت، لا يمكن للوحة الضغط أن تتحمل الحمل الرأسي فحسب، بل توفر أيضًا قوة تقييد جانبية كافية؛ زاوية التثبيت المثالية لخطوط السكك الحديدية عالية السرعة- هي 5 درجات -8 درجة، وهي مناسبة لحمل الاهتزاز-عالي التردد للقطارات عالية السرعة. تتمثل طريقة ضبط زاوية التثبيت في استبدال حشوات الضبط ذات السماكات المختلفة. لكل زيادة بمقدار 1 مم في سمك الحشية، يمكن تعديل زاوية التثبيت بمقدار 1 درجة -2 درجة. أثناء التعديل، يجب استخدام مسطرة الزاوية للقياس في الوقت الحقيقي لضمان أن زاوية التثبيت تلبي المعيار بدقة.
ما هي آلية التقييد التعاونية بين لوحة الضغط والشريط المرن؟
تشكل لوحة الضغط والشريط المرن نظام تقييد تعاوني في نظام التثبيت للحد بشكل مشترك من الإزاحة الرأسية والجانبية للسكة، ويجب أن تكون معايير أدائها مطابقة بدقة. الشريط المرن مسؤول بشكل أساسي عن التقييد الرأسي للسكك الحديدية، مما يوفر تحميلًا رأسيًا مسبقًا من خلال تشوه مرن خاص به لمنع القفز العمودي للسكك الحديدية؛ لوحة الضغط مسؤولة بشكل أساسي عن التقييد الجانبي، مما يوفر قوة تقييد جانبية من خلال ملامسة كتف السكة لمنع الإزاحة الجانبية للسكة. عندما يتم تشغيل القطار، يتم امتصاص الاهتزاز الرأسي للسكك الحديدية بواسطة الشريط المرن، ويتم تقييد الاهتزاز الجانبي بواسطة لوحة الضغط. الاثنان لديهما تقسيم واضح للعمل ويتعاونان مع بعضهما البعض. إذا كانت صلابة الشريط المرن غير كافية، فإن الإزاحة الرأسية للسكة تزداد، مما سيؤدي إلى زيادة الضغط الجانبي للوحة الضغط. على العكس من ذلك، إذا كان أداء ضبط النفس للوحة الضغط غير كاف، فإن الإزاحة الجانبية للسكك الحديدية تزيد، مما سيؤدي إلى تفاقم تلف الكلال للشريط المرن. لذلك، عند تصميم نظام التثبيت، من الضروري مطابقة صلابة الشريط المرن وأداء التقييد للوحة الضغط وفقًا لحمل محور الخط ومستوى السرعة، بحيث يمكن تحسين تأثير التقييد التعاوني للاثنين.
ما هي عمليات المعالجة-المقاومة للتآكل-والتآكل وتأثيرات تطبيق لوحة الضغط؟
تعتمد المعالجة-المقاومة للتآكل والمقاومة-للوحة الضغط على عملية مركبة من "الكربنة والتبريد + الطلاء الكهربي". تعتبر الكربنة والتبريد هي الخطوة الأساسية لتحسين مقاومة التآكل. يتم وضع لوحة الضغط في فرن الكربنة وحفظها عند درجة حرارة 930 درجة لمدة 5 ساعات للسماح لذرات الكربون بالتغلغل في سطح لوحة الضغط. يتم التحكم في سماكة الطبقة المكربنة بـ 0.8-1.0 مم، ومن ثم يتم إجراء معالجة التبريد لجعل صلابة الطبقة المكربنة تصل إلى أعلى من HRC58، وتكون مقاومة التآكل أكثر من 4 مرات من لوحات الضغط العادية. يُعد الطلاء الكهربي الخطوة الأساسية لتحسين أداء مقاومة-التآكل. يتم وضع لوحة الضغط بعد الكربنة والتبريد في خزان الكهربائي، ويتم تطبيق مجال كهربائي لجعل الطلاء يلتصق بالتساوي على سطح لوحة الضغط. سمك الطلاء هو 20-30μm. يتميز الطلاء الكهربي بقدرة التصاق قوية ومقاومة لرذاذ الملح لأكثر من 1000 ساعة، وهو مناسب للخطوط في المناطق الساحلية والمناطق المالحة والقلوية. تأثير تطبيق عملية المعالجة المركبة ملحوظ. بعد 5 سنوات من الخدمة في خطوط النقل الثقيل، يكون التآكل السطحي للوحة الضغط المعالجة أقل من أو يساوي 0.2 مم بدون تآكل واضح، في حين أن لوحة الضغط غير المعالجة ستتعرض لتآكل وتآكل خطيرين بعد عام واحد من الخدمة.