การเลือกข้อมูลจำเพาะของรางและการจับคู่ความเร็วของราง/โหลด
อะไรคือความแตกต่างในสถานการณ์การใช้งานหลักระหว่างรางมาตรฐานแห่งชาติ 50 กก./ม. และ 60 กก./ลบ.ม.
รางมาตรฐานแห่งชาติ 50 กก./ม. ส่วนใหญ่จะใช้ในรถไฟฟ้ารางเบาในเมือง รถราง และเส้นทางพิเศษของสวนอุตสาหกรรม เนื่องจากมีน้ำหนักปานกลางและติดตั้งง่าย เส้นดังกล่าวมักจะมีความเร็วในการวิ่งน้อยกว่าหรือเท่ากับ 120 กม./ชม. และโหลดเพลาที่เบา โดยมีข้อกำหนดที่ค่อนข้างไม่รุนแรงสำหรับความต้านทานการสึกหรอของรางและความต้านทานแรงกระแทก รางขนาด 60 กก./ตร.ม. ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในรถไฟสายหลักทั่วไปและสายการขนส่งสินค้าหนัก- ขนาดหน้าตัดที่ใหญ่ขึ้น-และความสามารถในการรับน้ำหนักที่มากขึ้น-สามารถปรับให้เข้ากับความเร็วในการวิ่งที่ต่ำกว่า 200 กม./ชม. และแรงกดบนเพลาที่มากขึ้น ในการเลือกจริง รางขนาด 50 กก./ตร.ม. เป็นที่ต้องการสำหรับเส้นทางรถไฟฟ้ารางเบาเพื่อควบคุมต้นทุนการก่อสร้าง ในขณะที่รางขนาด 60 กก./ตร.ม. จำเป็นสำหรับทางรถไฟสายหลักเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานมีเสถียรภาพในระยะยาว- และทั้งสองไม่สามารถเปลี่ยนได้โดยพลการ มิฉะนั้น ความปลอดภัยของเส้นทางจะได้รับผลกระทบ นอกจากนี้ รางขนาด 50กก./ตร.ม. มักใช้กับโครงสร้างรางร่องสำหรับรางแบบฝัง ในขณะที่รางขนาด 60กก./ตร.ม. ส่วนใหญ่เป็นรางรูปตัว I- ธรรมดา เหมาะสำหรับทั้งโครงสร้างรางแบบมีบัลลาสต์และไม่มีบัลลาสต์
อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญในข้อกำหนดด้านวัสดุระหว่างรางมาตรฐานต่างประเทศและรางมาตรฐานแห่งชาติ?
วัสดุหลักของรางมาตรฐานแห่งชาติคือ U71Mn ปริมาณแมงกานีสที่สูงทำให้มีความแข็งแรงและทนทานต่อการสึกหรอเป็นเลิศ ตรงตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพเชิงกลของมาตรฐานภายในประเทศ เช่น GB/T2585 รางมาตรฐานต่างประเทศ เช่น มาตรฐานยุโรป UIC 860V และผลิตภัณฑ์ AREMA มาตรฐานอเมริกัน ส่วนใหญ่ทำจากวัสดุ เช่น R260 และเกรด 65 ซึ่งให้ความสำคัญกับความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ-และประสิทธิภาพการเชื่อมมากกว่า มาตรฐานต่างประเทศบางมาตรฐานกำหนดให้พลังงานกระแทกที่ -20 องศาต้องไม่ต่ำกว่า 40J ซึ่งสูงกว่าข้อกำหนดของข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติบางประการ รางมาตรฐานแห่งชาติเหมาะสำหรับสภาพการขนส่ง-การลากจูงหนักในประเทศและ-การขนส่งที่มีความหนาแน่นสูงมากกว่า และสูตรวัสดุมุ่งเน้นไปที่ความต้านทานต่อความเมื่อยล้าและความต้านทานการสึกหรอ รางมาตรฐานต่างประเทศจำเป็นต้องเป็นไปตามสภาพภูมิอากาศของประเทศต่างๆ เช่น รางมาตรฐานต่างประเทศในภูมิภาคนอร์ดิกจะเสริมความต้านทานการแตกหักเปราะที่อุณหภูมิต่ำ- ในแง่ขององค์ประกอบทางเคมี รางมาตรฐานต่างประเทศมีการควบคุมปริมาณกำมะถันและฟอสฟอรัสอย่างเข้มงวดกว่า ซึ่งมักจะน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03% ในขณะที่รางมาตรฐานแห่งชาติทั่วไปบางรางอนุญาตให้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.045% เพื่อปรับปรุงความบริสุทธิ์และความเสถียรของวัสดุ นอกจากนี้ รางมาตรฐานต่างประเทศยังมีข้อกำหนดที่สูงกว่าสำหรับคุณสมบัติทางกลของรอยเชื่อม ซึ่งจำเป็นต้องผ่านการทดสอบแบบไม่ทำลายหลายรอบเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของรอยต่อ
เหตุใดรางที่มีน้ำหนัก 75กก./ม. ขึ้นไปจึงเหมาะสำหรับ-สายลากจูงหนัก
รางที่มีน้ำหนัก 75 กก./ม. ขึ้นไปมีโมเมนต์ความเฉื่อยหน้าตัด-ที่ใหญ่กว่า ซึ่งสามารถกระจายแรงกดบนเพลาของ-ขบวนลากจูงหนักได้อย่างมีประสิทธิภาพ และลดการเสียรูปของการโค้งงอของรางและความเสียหายจากความเมื่อยล้า น้ำหนักบรรทุกเพลาของสายลากจูงหนัก-มักจะเกิน 25 ตัน และการที่รถไฟวิ่งผ่านบ่อยครั้งจะทำให้เกิดแรงกระแทกแบบไดนามิกมหาศาล รางขนาด 75 กก./ตร.ม. มีความหนาและความกว้างมากขึ้น ซึ่งเป็นชั้นที่ทนทานต่อการสึกหรอ-ที่หนาขึ้น ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานและลดความถี่ในการบำรุงรักษาและการเปลี่ยนใหม่ เมื่อเปรียบเทียบกับรางขนาด 60 กก./ตร.ม. รางขนาด 75 กก./ตร.ม. มีแรงกดสัมผัสน้อยกว่า ซึ่งสามารถลดการสึกหรอของล้อ- และหลีกเลี่ยงการสูญเสียมิติทางเรขาคณิตของรางที่เกิดจากการสึกหรอของรางมากเกินไป รางดังกล่าวส่วนใหญ่ทำจากโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนแบบพิเศษ โดยมีความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 980MPa ซึ่งสูงกว่ารางธรรมดามาก และสามารถต้านทานแรงดึงและแรงเฉือนที่เกิดจากภาระหนักได้ นอกจากนี้ รางขนาด 75 กก./ม. ยังมีเสถียรภาพที่แข็งแกร่งกว่า ซึ่งสามารถรักษาความนุ่มนวลของรางได้ดีขึ้นในทางลาดยาวและส่วนโค้ง ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปลอดภัยของ-รถไฟลากจูงหนัก
ข้อกำหนดความแม่นยำทางเรขาคณิตพิเศษสำหรับรางในรางไร้บัลลาสต์มีอะไรบ้าง
รางไร้บัลลาสต์มีข้อกำหนดด้านความเรียบที่สูงมากโดยมีค่าเผื่อข้อผิดพลาดในระดับมิลลิเมตร- ดังนั้นการควบคุมความเรียบของหัวราง ความเบี่ยงเบนของเกจ และความตรงจึงเข้มงวดมากขึ้น ความเบี่ยงเบนตรงของขอบการทำงานของหัวรางควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.1 มม. ต่อเมตร และความเบี่ยงเบนสะสมตลอดความยาวทั้งหมดควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 3 มม. เพื่อให้แน่ใจว่าล้อหน้าสัมผัส- สม่ำเสมอ และลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน ค่าเบี่ยงเบนเกจที่อนุญาตคือ ± 1 มม. ซึ่งต่ำกว่า ± 2 มม. ของรางบัลลาสต์มาก เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงในการแกว่งของรถไฟหรือการตกรางที่เกิดจากเกจที่มากเกินไป ความแม่นยำของรอยต่อในการเชื่อมของรางไร้บัลลาสต์นั้นสูงกว่า และจำเป็นต้องรักษาความเรียบของรอยเชื่อมด้วยการเจียร โดยที่พื้นผิวด้านบนและด้านข้างมีความไม่สม่ำเสมอ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.2 มม./ม. เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่มีผลกระทบเมื่อรถไฟผ่านข้อต่อ ความแม่นยำของความยาวของรางยังต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด โดยมีค่าเบี่ยงเบนความยาวคงที่-น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 มม. เพื่อหลีกเลี่ยงการขยายตัวของรางที่เข้มข้นและความเค้นหดตัวที่เกิดจากข้อผิดพลาดของความยาว นอกจากนี้ รางไร้บัลลาสต์จำเป็นต้องมีความต้านทานการเสียรูปที่ดีกว่า และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นควรจะคงที่เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง เพื่อลดการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างแผ่นพื้นรางและราง
หลักการจับคู่ระหว่างความแข็งของรางและความแข็งของดอกยางล้อคืออะไร?
หลักการจับคู่ระหว่างความแข็งของรางและความแข็งของดอกยางควรเป็นไปตามหลักการ "สูงกว่าเล็กน้อยและเข้ากันได้" โดยปกติแล้ว ความแข็งของรางจะสูงกว่าความแข็งของดอกยางล้อ 10-20HB ซึ่งสามารถรับประกันความต้านทานการสึกหรอของรางโดยไม่การสึกหรอของล้อมากเกินไป หากความแข็งของรางต่ำกว่าล้อ จะทำให้รางสึกหรอมากเกินไปและเพิ่มต้นทุนในการเปลี่ยน หากความแข็งสูงเกินไป จะเร่งการสึกหรอของดอกยาง ทำให้เกิดเหลี่ยมของล้อ และส่งผลต่อเสถียรภาพในการขับขี่ มาตรฐานการจับคู่จะแตกต่างกันไปสำหรับบรรทัดที่ต่างกัน ความแข็งของรางของเส้นทางรถไฟความเร็วสูง-โดยปกติจะควบคุมที่ 280-320HB และความแข็งของดอกยางล้ออยู่ที่ 260-290HB ซึ่งปรับให้เข้ากับข้อกำหนดการสึกหรอต่ำภายใต้การทำงานที่ความเร็วสูง- ความแข็งของรางของสายลากจูงหนัก-ต้องเพิ่มเป็น 340-380HB และความแข็งของดอกยางล้ออยู่ที่ 320-350HB เพื่อต้านทานการสึกหรอภายใต้แรงกระแทกที่มีน้ำหนักมาก การจับคู่ต้องได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์กลไกการสัมผัสของรางล้อเพื่อให้แน่ใจว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างทั้งสองมีเสถียรภาพระหว่าง 0.3-0.4 เพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนของแท่งลื่น นอกจากนี้ ความแข็งสม่ำเสมอของรางและล้อก็มีความสำคัญเช่นกัน และการเบี่ยงเบนความแข็งควรน้อยกว่าหรือเท่ากับ 15HB เพื่อป้องกันการสึกหรอแบบเข้มข้นที่เกิดจากจุดแข็งในท้องถิ่น