Избор спецификације шине и усклађивање брзине/оптерећења колосека
Које су разлике у основним сценаријима примене између 50кг/м и 60кг/м националних стандардних шина?
Национална стандардна шина од 50 кг/м углавном се користи у градским лаким железницама, трамвајима и специјалним линијама индустријског парка због своје умерене тежине и једноставне монтаже. Такве пруге обично имају брзину кретања мању или једнаку 120 км/х и мало осовинско оптерећење, са релативно благим захтевима за отпорност на хабање шине и отпорност на удар. Шина од 60 кг/м се широко користи у конвенционалним магистралним пругама и тешким{5}}теретним линијама. Његова већа -величина попречног пресека и већа носивост- могу се прилагодити брзинама испод 200 км/х и већем осовинском притиску. У стварном избору, шина од 50 кг/м је пожељна за лаке железничке пруге да би се контролисали трошкови изградње, док је шина од 60 кг/м потребна за магистралне железнице да би се обезбедио дугорочан-стабилан рад, а ова два се не могу произвољно заменити, иначе ће безбедност пруге бити угрожена. Поред тога, шина од 50 кг/м се често користи са ужлебљеном шинском структуром за уграђене шине, док је шина од 60 кг/м углавном обична шина И- облика, погодна и за конструкције колосека са баластом и без баласта.
Које су главне разлике у материјалним захтевима између страних стандардних шина и националних стандардних шина?
Главни материјал националних стандардних шина је У71Мн. Висок садржај мангана даје му одличну чврстоћу и отпорност на хабање, испуњавајући захтеве механичких перформанси домаћих стандарда као што је ГБ/Т2585. Стране стандардне шине као што су европски стандард УИЦ 860В и амерички стандард АРЕМА производи су углавном направљени од материјала као што су Р260 и Граде 65, који обраћају више пажње на ниску{6}}жилавост на ниским температурама и перформансе заваривања. Неки страни стандарди захтевају да енергија удара на -20 степени не буде мања од 40Ј, више од захтева неких националних стандардних спецификација. Државне стандардне шине су погодније за домаће тешке-превозе и услове-превоза велике густине, а формула материјала се фокусира на отпорност на замор и отпорност на хабање; стране стандардне шине треба да задовоље климатске услове различитих земаља, као што су стране стандардне шине у нордијским регионима ојачаће отпорност на лом на ниским{18}температурама. У погледу хемијског састава, стране стандардне шине имају строжију контролу над садржајем сумпора и фосфора, обично мањим или једнаким 0,03%, док неке обичне националне стандардне шине дозвољавају мање од или једнако 0,045% за побољшање чистоће и стабилности материјала. Поред тога, стране стандардне шине имају веће захтеве за механичка својства заварених спојева, који морају да прођу више кругова испитивања без разарања да би се обезбедио квалитет спојева.
Зашто су шине од 75 кг/м и више пожељне за вучне-путеве?
Шине од 75 кг/м и више имају већи момент инерције-попречног пресека, који може ефикасно да распрши притисак осовинског оптерећења тешких-возова и смањи деформацију шине савијањем и оштећење од замора. Осовинско оптерећење тешких{4}}путева обично прелази 25т, а чести пролазак возова ствара огромне динамичке ударне силе. Шина од 75 кг/м има већу дебљину и ширину, дебљи слој-отпоран на хабање, што може продужити век трајања и смањити учесталост одржавања и замене. У поређењу са шином од 60 кг/м, шина од 75 кг/м има мањи контактни напон, што може да смањи хабање шине{12}}точкова и избегне губитак геометријских димензија колосека узрокован прекомерним хабањем шине. Такве шине су углавном направљене од легура високе{14}}врсте, подвргнуте специјалној топлотној обради, са затезном чврстоћом већом или једнаком 980МПа, много већом од обичних шина, и могу да издрже затезна и смична напрезања изазвана великим оптерећењем. Поред тога, шина од 75 кг/м има већу стабилност, што може боље да одржава глаткоћу колосека на дугим рампама и закривљеним деловима, обезбеђујући безбедан рад тешких{18}}возова.
Који су посебни захтеви за геометријску тачност за шине у колосецима без баласта?
Шине без баласта имају изузетно високе захтеве за равност са толеранцијом грешке на нивоу милиметра-, тако да је контрола глаткоће главе шине, одступања колосека и равности строжа. Одступање равности радне ивице главе шине треба да буде мање од или једнако 0,1 мм по метру, а кумулативно одступање по целој дужини треба да буде мање од или једнако 3 мм да би се обезбедио уједначен контакт са шином{4}}точака и смањиле вибрације и бука. Дозвољено одступање колосека је само ±1мм, много ниже од ±2мм колосека са баластом, чиме се избегава љуљање воза или ризик од искакања из шина изазваног превеликим ширином. Тачност споја заваривања колосечних шина без баласта је већа, а глаткоћу заварених спојева треба третирати брушењем, при чему је неравнина горње и бочне површине мања или једнака 0,2 мм/м како би се осигурало да нема удара када возови пролазе кроз спојеве. Прецизност дужине шина такође треба да се строго контролише, са фиксним-одступањем дужине мањим од или једнаким 5 мм да би се избегло концентрисано ширење колосека и напон контракције изазване грешкама у дужини. Поред тога, шине колосека без баласта треба да имају бољу отпорност на деформацију, а коефицијент линеарног ширења треба да буде стабилан када се температура промени како би се смањио релативни помак између колосечних плоча и шина.
Који је принцип подударања између тврдоће шине и тврдоће газећег слоја точка?
Принцип подударања између тврдоће шине и тврдоће газећег слоја точка треба да следи принцип „мало вишег и компатибилног“. Обично је тврдоћа шине 10-20ХБ већа од тврдоће газећег слоја точка, што може да обезбеди отпорност шине на хабање без прекомерног хабања точкова. Ако је тврдоћа шине нижа од точка, то ће довести до прекомерног хабања шине и повећати трошкове замене; ако је тврдоћа превисока, то ће убрзати хабање газећег слоја точкова, изазвати полигонизацију точкова и утицати на стабилност вожње. Стандарди подударања се разликују за различите линије. Тврдоћа шине на пругама великих{8}}брзина се обично контролише на 280-320ХБ, а тврдоћа газећег слоја точка је 260-290ХБ, прилагођавајући се захтевима за ниско хабање при великим-брзинама; тврдоћа шине код тешких{16}}путева треба да се повећа на 340-380ХБ, а тврдоћа газећег слоја точка је 320-350ХБ да би се издржало хабање под великим оптерећењем. Подударање треба да се верификује анализом механике контакта точак-шина како би се осигурало да је коефицијент трења између њих 0,3-0,4, избегавајући вибрације клизача. Поред тога, уједначеност тврдоће шина и точкова је такође важна, а одступање тврдоће треба да буде мање или једнако 15ХБ да би се спречило концентрисано хабање узроковано локалним тврдим тачкама.