Seleção de especificações de trilhos e correspondência de velocidade/carga da via
Quais são as principais diferenças no cenário de aplicação entre os trilhos padrão nacionais de 50kg/m e 60kg/m?
O trilho padrão nacional de 50kg/m é usado principalmente em trens leves urbanos, bondes e linhas especiais de parques industriais devido ao seu peso moderado e fácil instalação. Essas linhas geralmente têm uma velocidade de operação inferior ou igual a 120 km/h e carga leve por eixo, com requisitos relativamente moderados de resistência ao desgaste dos trilhos e resistência ao impacto. O trilho de 60 kg/m é amplamente utilizado em ferrovias convencionais e linhas de carga-de transporte pesado. Seu maior-tamanho de seção transversal e maior capacidade de carga-podem se adaptar a velocidades de funcionamento abaixo de 200 km/h e maior pressão de carga por eixo. Na seleção real, os trilhos de 50 kg/m são preferidos para linhas de metrô leves para controlar os custos de construção, enquanto os trilhos de 60 kg/m são necessários para as ferrovias principais para garantir uma operação estável-de longo prazo, e os dois não podem ser substituídos arbitrariamente, caso contrário, a segurança da linha será afetada. Além disso, o trilho de 50 kg/m é frequentemente usado com estrutura de trilho ranhurado para trilhos embutidos, enquanto o trilho de 60 kg/m é principalmente um trilho comum em forma de I, adequado para estruturas de trilhos com e sem lastro.
Quais são as principais diferenças nos requisitos de materiais entre os trilhos de padrão estrangeiro e os trilhos de padrão nacional?
O material principal dos trilhos padrão nacionais é U71Mn. Seu alto teor de manganês confere excelente resistência e resistência ao desgaste, atendendo aos requisitos de desempenho mecânico de padrões nacionais como GB/T2585. Os trilhos de padrão estrangeiro, como o padrão europeu UIC 860V e os produtos AREMA de padrão americano, são feitos principalmente de materiais como R260 e Grau 65, que prestam mais atenção à resistência a baixas-temperaturas e ao desempenho de soldagem. Alguns padrões estrangeiros exigem que a energia de impacto a -20 graus não seja inferior a 40J, superior aos requisitos de algumas especificações de padrões nacionais. Os trilhos de padrão nacional são mais adequados para condições de transporte doméstico-pesado e de alta{13}}densidade, e a fórmula do material se concentra na resistência à fadiga e ao desgaste; os trilhos de padrão estrangeiro precisam atender às condições climáticas de diferentes países, como os trilhos de padrão estrangeiro nas regiões nórdicas fortalecerão a resistência à fratura frágil em baixa-temperatura. Em termos de composição química, os trilhos de padrão estrangeiro têm controle mais rigoroso sobre o teor de enxofre e fósforo, geralmente menor ou igual a 0,03%, enquanto alguns trilhos de padrão nacional comum permitem menor ou igual a 0,045% para melhorar a pureza e estabilidade do material. Além disso, os trilhos de padrão estrangeiro têm requisitos mais elevados para as propriedades mecânicas das juntas soldadas, que precisam passar por várias rodadas de testes não destrutivos para garantir a qualidade da junta.
Por que os trilhos de 75 kg/m ou mais são preferidos para linhas-de transporte pesado?
Trilhos de 75 kg/m ou mais têm um momento de inércia-de seção transversal maior, o que pode dispersar efetivamente a pressão da carga por eixo de trens de-reboque pesados e reduzir a deformação por flexão dos trilhos e danos por fadiga. A carga por eixo das linhas de transporte-pesado geralmente excede 25t, e a passagem frequente dos trens gerará enormes forças de impacto dinâmicas. O trilho de 75kg/m tem maior espessura e largura, uma camada mais espessa-resistente ao desgaste, o que pode prolongar a vida útil e reduzir a frequência de manutenção e substituição. Em comparação com o trilho de 60 kg/m, o trilho de 75 kg/m tem menor tensão de contato, o que pode reduzir o desgaste da roda-trilho e evitar a perda das dimensões geométricas dos trilhos causada pelo desgaste excessivo do trilho. Esses trilhos são em sua maioria feitos de ligas de alta-resistência, submetidas a tratamento térmico especial, com resistência à tração maior ou igual a 980MPa, muito maior que os trilhos comuns, e podem resistir às tensões de tração e cisalhamento trazidas por cargas pesadas. Além disso, o trilho de 75 kg/m tem estabilidade mais forte, o que pode manter melhor a suavidade dos trilhos em rampas longas e seções curvas, garantindo a operação segura de trens-pesados.
Quais são os requisitos especiais de precisão geométrica para trilhos em vias sem lastro?
Os trilhos sem lastro têm requisitos de planicidade extremamente altos com uma tolerância de erro de nível-milímetro, de modo que o controle da suavidade da cabeça do trilho, do desvio da bitola e da retilineidade é mais rigoroso. O desvio de retilineidade da borda de trabalho da cabeça do trilho deve ser menor ou igual a 0,1 mm por metro, e o desvio cumulativo ao longo de todo o comprimento deve ser menor ou igual a 3 mm para garantir o contato uniforme da roda-com o trilho e reduzir a vibração e o ruído. O desvio de bitola permitido é de apenas ± 1 mm, muito inferior a ± 2 mm dos trilhos lastrados, evitando oscilações do trem ou riscos de descarrilamento causados por bitola excessiva. A precisão da junta de soldagem dos trilhos sem lastro é maior, e a suavidade das juntas soldadas precisa ser tratada por retificação, com a irregularidade das superfícies superior e lateral menor ou igual a 0,2 mm/m para garantir nenhum impacto quando os trens passam pelas juntas. A precisão do comprimento dos trilhos também precisa ser rigorosamente controlada, com o-desvio de comprimento fixo menor ou igual a 5 mm para evitar expansão concentrada da via e tensão de contração causada por erros de comprimento. Além disso, os trilhos sem lastro precisam ter melhor resistência à deformação, e o coeficiente de expansão linear deve ser estável quando a temperatura muda para reduzir o deslocamento relativo entre as lajes e os trilhos.
Qual é o princípio de correspondência entre a dureza do trilho e a dureza da banda de rodagem?
O princípio de correspondência entre a dureza dos carris e a dureza do piso das rodas deve seguir o princípio "ligeiramente superior e compatível". Normalmente, a dureza do trilho é 10-20HB maior que a dureza da banda de rodagem, o que pode garantir resistência ao desgaste do trilho sem desgaste excessivo da roda. Se a dureza do trilho for inferior à da roda, isso causará desgaste excessivo do trilho e aumentará os custos de reposição; se a dureza for muito alta, acelerará o desgaste da banda de rodagem, causará poligonização das rodas e afetará a estabilidade de direção. Os padrões de correspondência variam para diferentes linhas. A dureza dos trilhos de linhas ferroviárias de alta-velocidade é geralmente controlada em 280-320HB, e a dureza da banda de rodagem é de 260-290HB, adaptando-se aos requisitos de baixo desgaste sob operação em alta-velocidade; a dureza dos trilhos das linhas-de transporte pesado precisa ser aumentada para 340-380HB, e a dureza da banda de rodagem é de 320-350HB para resistir ao desgaste sob impacto de carga pesada. A correspondência precisa ser verificada por análise mecânica de contato roda-trilho para garantir que o coeficiente de atrito entre os dois seja estável entre 0,3-0,4, evitando vibração stick-slip. Além disso, a uniformidade da dureza dos trilhos e rodas também é importante, e o desvio da dureza deve ser menor ou igual a 15HB para evitar desgaste concentrado causado por pontos duros locais.