Nakładki podszynowe są poddawane stałemu obciążeniu szyny, więc ich odkształcenie decyduje o tym, jak długo mocowanie zachowa zaprojektowaną sztywność. Odkształcenie ściskające - trwałe zmniejszenie grubości podkładki - cicho przekształca zdrowe mocowanie w luźne: siła mocowania spada, ugięcie szyny rośnie, a podkład przyjmuje obciążenia udarowe, do których nigdy nie był przeznaczony. Unikanie tego zaczyna się od wyboru materiału, a kończy na dyscyplinie konserwacji.
Co to jest odkształcenie ściskające
Pod wpływem długotrwałego ściskania elastomery powoli tracą zdolność powrotu do pierwotnej grubości. Trwała utrata, wyrażona jako odkształcenie po ściskaniu, jest właściwością związku i temperatury, a nie samej konstrukcji podkładki. Podkładka o wysokim stopniu docisku z biegiem lat spłaszcza się, siedzisko szyny obniża się, a mocowanie traci napięcie wstępne. Ponieważ zmiana jest stopniowa, zwykle jest zauważalna dopiero wtedy, gdy wykryje ją kontrola miernika lub siły docisku.
Wybór materiału: pierwsza linia obrony
Mieszanka określa odporność podkładki na trwałe odkształcenia:
Używaj wysokiej-jakości elastomerów - kauczuku naturalnego, styrenu-kauczuku butadienowego (SBR), EPDM lub tworzyw termoplastycznych o wysokiej elastyczności i niskim odkształceniu po ściskaniu - zamiast związków pochodzących z recyklingu lub mocno wypełnionych, których właściwości rozpraszają się i szybko starzeją.
Wybierz rodzinę polimerów według środowiska: EPDM i specjalnie opracowane związki odporne na ozon, promieniowanie UV i warunki przybrzeżne; niskotemperaturowe-preparaty do lin alpejskich, dzięki czemu podkładka nie twardnieje i nie pęka w zimie.
Uwzględnij w specyfikacji-środki przeciwstarzeniowe; chronią związek przed utlenianiem przyspieszającym wiązanie.
Środki projektowe: geometria i sztywność
Konstrukcja kontroluje odkształcenie poprzez rozłożenie obciążenia i zarządzanie naprężeniami:
Grubość: grubsza podkładka napręża się mniej przy tym samym ugięciu, ale grubość jest ustalana na podstawie projektu mocowania i docelowej sztywności, a nie wybierana arbitralnie.
Rowki i kołki: wzór powierzchni umożliwia elastomerowi odkształcenie boczne i kontroluje sztywność; należy go dokładnie odtworzyć w produkcji, ponieważ błędy głębokości rowka zmieniają ścieżkę obciążenia.
Weryfikacja: nakładki są testowane pod reprezentatywnymi wysokimi ciśnieniami - dla ciężkich torów, w testach montażowych stosuje się ciśnienia robocze odpowiadające w przybliżeniu 800 kN na gniazdo szyny - i muszą wykazywać stabilną grubość i sztywność po wielokrotnym obciążeniu.
Zrozumienie danych dotyczących nośności
Oceny padów podawane są na dwa różne sposoby, a ich pomieszanie powoduje błędy w specyfikacji:
Sztywność (kN/mm): obciążenie pionowe potrzebne do ściśnięcia podkładki o 1 mm. Typowe podkładki linii głównej mieszczą się w zakresie 80-200 kN/mm; sztywność, a nie ostateczna wytrzymałość, reguluje wibracje i podział obciążenia.
Wytrzymałość końcowa (MPa lub PSI): naprężenie, przy którym materiał ulega zniszczeniu. Wartości takie jak 15 000 PSI (około 103 MPa) opisują granicę materiału, podczas gdy naprężenie eksploatacyjne na podkładkach do transportu ciężkiego- stanowi ułamek tego - rzędu 7 MPa (70 barów) dla toru przy normalnym obciążeniu, z większymi wartościami szczytowymi pod wpływem uderzenia.
W związku z tym podkładka może być daleka od uszkodzenia materiału, a mimo to być funkcjonalnie zużyta, ponieważ jej odkształcenie ściskające odebrało zaprojektowaną sztywność. Podaj obie wartości i oceń trwałość użytkową na podstawie sztywności i ustawienia, a nie marginesu wytrzymałości.
Praktyka instalacji i konserwacji
Nawet najlepsza podkładka szybko ulega awarii, jeśli instalacja i konserwacja są nieprawidłowe:
Ponownie-dokręć mocowanie po pierwszym przejeździe: klocki osiadają, a siła docisku spada, co zwiększa naprężenie i zestalenie klocka.
Okresowo sprawdzaj klocki pod kątem ścieńczenia, stwardnienia, pęknięć i utraty odbicia; należy je wymienić, zanim mocowanie straci swoją zaprojektowaną sztywność.
Na liniach o agresywnym środowisku uwzględnij stan podkładek w tym samym cyklu kontroli co zaciski i śruby oraz zapisz pomiary grubości, aby widoczne były trendy.
Przy wymianie należy zastosować oryginalną grubość i gatunek: grubsza podkładka zmienia poziom szyny i napięcie wstępne, a inna twardość zmienia całą sztywność mocowania.
Często zadawane pytania
Dlaczego podkładki szynowe z biegiem czasu spłaszczają się?
Wszystkie elastomery tracą pewną elastyczność pod wpływem długotrwałego ściskania i zmian temperatury. Stawka zależy od jakości mieszanki, temperatury pracy, obciążenia ruchem oraz obecności ozonu lub substancji chemicznych. Wysokiej-jakości mieszanki o niskim stopniu odkształcenia po ściskaniu spłaszczają się powoli; Mieszanki pochodzące z recyklingu lub przepełnione szybko się spłaszczają i nie należy ich używać na torze głównym.
Czym dokładnie jest zestaw kompresji?
Odkształcenie po ściskaniu to trwałe odkształcenie pozostające po ściskaniu próbki przez określony czas w określonej temperaturze, a następnie zwolnieniu. Mierzy się je zgodnie z normami takimi jak ISO 815 i podaje jako procent pierwotnego ugięcia. Niższe wartości oznaczają, że podkładka dłużej zachowuje swoją grubość i sztywność.
Jak gruba powinna być wymienna podkładka?
Dokładnie grubość podana na rysunku mocowania gniazda szyny. Grubsza podkładka podnosi szynę i zmienia napięcie wstępne; cieńsza podkładka zmniejsza siłę docisku i zwiększa obciążenie udarowe podkładu. Zmierz starą podkładkę i sprawdź rysunek przed zamówieniem zamienników.
Czy na torze głównym można używać podkładek gumowych pochodzących z recyklingu?
Niezalecane. Mieszanki poddane recyklingowi mają rozproszoną twardość, szybsze starzenie się i nieprzewidywalny stopień ściskania, a tryb awaryjny - cicha utrata sztywności - jest dokładnie tym, który najtrudniej wykryć w trakcie eksploatacji. Materiały pochodzące z recyklingu mają zastosowanie-niekrytyczne, a nie w przypadku kolei głównej.
Jak rozpoznać, kiedy należy wymienić podkładkę?
Wymień podkładki, gdy zmierzona utrata grubości przekracza limit konserwacji, gdy powierzchnia jest pęknięta, stwardniała lub rozwarstwiona lub gdy mocowanie nie może osiągnąć określonej siły docisku przy właściwym momencie obrotowym. Regularny pomiar grubości sprawia, że wymiana staje się zaplanowanym zadaniem, a nie sytuacją awaryjną.