Kiskon pään profiilin suunnittelu ja pyörän{0}}kiskonsovitus GB/T- ja EN-standardikiskoille
Mitä eroa on pyörän{0}}kiskojen kosketusjännityksissä GB-kiskojen 1:20 kiskon pään kaltevuuden ja ulompien vakiokiskojen 1:40 kaltevuuden välillä?
GB-kiskojen 1:20 kiskon pään kaltevuus on sisäinen kosketuspiste, jossa on 15 % pienempi pyörän-kosketuspinta ja suurempi jännityskeskittymiskerroin, mikä johtaa 1200-1500MPa:n kosketusjännitykseen. Ulkoisten vakiokiskojen kaltevuus 1:40 siirtää kosketuskohdan kiskon pään keskelle, mikä lisää kosketuspinta-alaa 20 % ja vähentää jännitystä 900-1100 MPa:iin. Kun junan nopeus ylittää 250 km/h, 1:40 kaltevuus voi vähentää kosketusjännitystä yli 20 %, mikä vähentää tehokkaasti kiskon pään halkeilua. 1:20 kaltevuus on parempi kulutuskestävyys tavallisilla radoilla, ja kiskon pään kuluminen on tasaisempaa pitkäaikaisessa käytössä. Siksi kaksi rinnettä on valittava linjan nopeusluokan mukaan.
Miksi{0}}suurnopeusradat pitävät ulompien vakiokiskojen 1:40 kiskon pääprofiilia GB-profiilin sijaan?
Suurin{0}}nopeuksilla radoilla on suuri pyörän{1}}kosketustaajuus. 1:40-profiili voi jakaa pyörän{5}}kosketuspisteet tasaisemmin välttäen paikallisen jännityksen keskittymisen. 1:20 GB profiili aiheuttaa helposti kosketuspisteen siirtymisen suurilla nopeuksilla, mikä johtaa liialliseen kulumiseen kiskon pään toisella puolella ja muodostaa "epätasaista kulumista". 1:40-profiilissa kiskon pään kaaren säde on suurempi, mikä voi suojata nopean{12}}pyörän-kiskon törmäyksen ja vähentää pyörän-kiskomelua 3-5 dB. Samaan aikaan tämä profiili sopii paremmin{18}}nopeiden pyörien kanssa, mikä pidentää pyörän{20}}kiskoparin käyttöikää yli 30 %, mikä on nopeiden ratojen perusvalintaperuste.
Miten kiskon pään profiilin poikkeama yli 0,5 mm vaikuttaa kiskon käyttöikään?
0,5 mm:n kiskon pään profiilin poikkeama muuttaa pyörän-kiskon kosketusasentoa, mikä johtaa epätasaiseen jännitysjakaumaan kiskon päässä. Kiskon pään poikkeava puoli kuluu liikaa, jolloin kulumisnopeus kasvaa 25 %, ja mikro-halkeamia on helppo muodostaa. Pitkäaikainen-poikkeama aiheuttaa sairauksia, kuten "kiskon pään romahtaminen" tai "halkeilu", mikä lyhentää kiskon käyttöikää yli 40 %. Lisäksi profiilin poikkeama muuttaa sivuttaista pyörän-kiskovoimaa, mikä pahentaa raidevälin vaihtelua ja lisää radan ylläpitokustannuksia. Siksi profiilin toleranssia on valvottava tiukasti, kun kisko lähtee tehtaalta, ja poikkeama tulee hallita ±0,2 mm:n sisällä.
Kuinka palauttaa pyörän -kiskojen yhteensopivuus ulkoisten vakiokiskojen kanssa profiilihionnalla?
Kun ulommassa vakiokiskossa on profiilipoikkeama huollon jälkeen, se voidaan hioa erityisellä profiilihiomakoneella. Hionnan aikana kiskon pään kaltevuutta 1:40 tulee käyttää vertailukohtana ja poikkeamakerros tulee poistaa asteittain hiontamäärän ollessa 0,3-0,5 mm. Hionnan jälkeen kosketuskaaren pituus tulee tunnistaa, jotta varmistetaan yhdenmukaisuus vakioprofiilin kanssa. Maakisko voi palauttaa yli 80 % alkuperäisestä suorituskyvystä ja kosketusjännitys vähenee 15 %. Kiskoille, joiden poikkeama on yli 1 mm, hiontaa ei suositella, ja suora vaihtaminen voi välttää myöhemmät turvallisuusriskit.
Mikä on erilaisten kiskon pään kaltevuusmallien vaikutusmekanismi kiskon pään väsymisikään?
1:20 kiskon pään kaltevuuden jännityskeskittymiskerroin on 1,8 ja 1:40 kaltevuuden 1,5. Mitä pienempi stressin keskittymiskerroin, sitä pidempi väsymisikä. 1:40-profiilissa kiskon pään kaarisiirtymä on tasaisempi ja jännitysjakauma tasaisempi, mikä voi vähentää väsymishalkeamien syntymisen todennäköisyyttä 40 %. Suurilla nopeuksilla 1:20-profiilisen kiskon pää tuottaa nopeasti mikro-halkeamia jännityskeskittymien vuoksi, ja halkeamien kasvunopeus on kaksinkertainen 1:40-profiiliin verrattuna. Tavallisten{17}}nopeuslinjojen kuormitustaajuus on alhainen, joten 1:20-profiilin väsymisikä voi täyttää käyttövaatimukset. Nopeiden{21}}nopeuksien linjojen on kuitenkin käytettävä 1:40-profiilia varmistaakseen rautatien{24}}pitkän aikavälin vakaan palvelun.