Konstrukce profilu hlavy kolejnice a kontakt kol-kolejnice přizpůsobený pro standardní kolejnice GB/T a EN
Jaký je rozdíl v kontaktním namáhání-kolejnice mezi sklonem hlavy kolejnice 1:20 u kolejnic GB a sklonem 1:40 vnějších standardních kolejnic?
Sklon hlavy kolejnice 1:20 u kolejnic GB má více vnitřní kontaktní bod s o 15 % menší kontaktní plochou kol-kolejnice a vyšším faktorem koncentrace napětí, což má za následek kontaktní napětí 1200-1500 MPa. Sklon vnějších standardních kolejnic 1:40 posouvá kontaktní bod do středu hlavy kolejnice, čímž se zvětšuje kontaktní plocha o 20 % a snižuje se napětí na 900-1100 MPa. Když rychlost vlaku překročí 250 km/h, může sklon 1:40 snížit kontaktní napětí o více než 20 %, čímž se účinně sníží odlupování hlavy kolejnice. Sklon 1:20 má lepší odolnost proti opotřebení na tratích s běžnou rychlostí, s rovnoměrnějším opotřebením hlavy kolejnice při dlouhodobém používání. Proto je třeba zvolit dva sklony podle stupně traťové rychlosti.
Proč vysokorychlostní tratě upřednostňují-hlavní profil vnějších standardních kolejnic 1:40 před profilem GB?
Vysokorychlostní{0}tratě mají vysokou frekvenci kontaktu kol-kolejnice. Profil 1:40 dokáže rozmístit kontaktní body-kolejnice rovnoměrněji, čímž se zabrání místní koncentraci napětí. Profil 1:20 GB snadno způsobuje posun kontaktního bodu při vysokých rychlostech, což vede k nadměrnému opotřebení na jedné straně hlavy kolejnice a tvoří „nerovnoměrné opotřebení“. Profil 1:40 má větší poloměr oblouku hlavy kolejnice, který dokáže tlumit nárazy vysokorychlostních kol-kolejnice a snížit hlučnost kol-kolejnice o 3-5 dB. Tento profil zároveň lépe odpovídá vysokorychlostním kolům-prodlužuje životnost-kolejnicového páru o více než 30 %, což je základní základ výběru pro vysokorychlostní tratě.
Jaký vliv bude mít odchylka profilu hlavy kolejnice větší než 0,5 mm na životnost kolejnice?
Odchylka profilu hlavy kolejnice 0,5 mm změní polohu kontaktu kola-kolejnice, což má za následek nerovnoměrné rozložení napětí na hlavě kolejnice. Vychýlená strana hlavy kolejnice bude vystavena nadměrnému opotřebení s 25% nárůstem míry opotřebení a mikro-trhliny se snadno tvoří. Dlouhodobé-odchylky způsobí onemocnění, jako je „kolaps hlavy kolejnice“ nebo „odprýskávání“, čímž se zkrátí životnost kolejnice o více než 40 %. Kromě toho odchylka profilu změní sílu bočního kola-kolejnice, což zhorší kolísání rozchodu a zvýší náklady na údržbu trati. Proto musí být tolerance profilu přísně kontrolována, když kolejnice opouští továrnu, a odchylka by měla být kontrolována v rozmezí ±0,2 mm.
Jak obnovit-přizpůsobení vnějších standardních kolejnic pomocí broušení profilu?
Když má vnější standardní kolejnice po servisu odchylku profilu, může být broušena pomocí speciální profilové brusky. Během broušení by měl být jako měřítko použit sklon hlavy kolejnice 1:40 a vrstva odchylek by měla být postupně odstraňována, přičemž množství broušení je regulováno na 0,3-0,5 mm. Po broušení by měla být detekována délka kontaktního oblouku, aby byla zajištěna konzistence se standardním profilem. Pozemní kolejnice může obnovit více než 80 % původního výkonu a kontaktní napětí je sníženo o 15 %. U kolejnic s odchylkou přesahující 1 mm se broušení nedoporučuje a přímou výměnou lze předejít následným bezpečnostním rizikům.
Jaký je mechanismus vlivu různých konstrukcí sklonu hlavy kolejnice na únavovou životnost hlavy kolejnice?
Faktor koncentrace napětí pro sklon hlavy kolejnice 1:20 je 1,8 a pro sklon 1:40 je 1,5. Čím nižší je faktor koncentrace napětí, tím delší je únavová životnost. Profil 1:40 má hladší obloukový přechod hlavy kolejnice s rovnoměrnějším rozložením napětí, což může snížit pravděpodobnost vzniku únavových trhlin o 40 %. Při vysokých rychlostech hlava kolejnice s profilem 1:20 rychle vytvoří mikro-trhliny v důsledku koncentrace napětí a rychlost růstu trhlin je dvakrát vyšší než u profilu 1:40. Frekvence zatížení běžných-rychlostních tratí je nízká, takže únavová životnost profilu 1:20 může splňovat požadavky použití. Vysokorychlostní tratě však musí mít profil 1:40, aby bylo zajištěno-dlouhodobě stabilní provoz železnice.