Sammenlign med lige og buede skinner, Hvad er forskellene?

Selvom både lige og buede spor er lavet af stålskinner, deres stresstilstande er vidt forskellige. At forstå denne skelnen er afgørende for at sikre sikkerheden, komfort, og effektiviteten af ​​jernbanedriften.

jeg. Lige skinner: En relativt simpel stressverden

I en ideel situation, stressmønsteret for et lige spor er ligetil.

Lodret belastning er dominerende: Den bærer hovedsageligt det lodrette nedadgående tryk fra hjulene. Denne kraft overføres fra skinnen til svellen og spredes derefter til ballasten og undergrunden. Kernen i den mekaniske analyse ligger i at sikre, at sporstrukturen har tilstrækkelig styrke og sejhed til at modstå de gentagne hjulbelastninger og forhindre træthedsskader, såsom skinnehoved revner og knusning.

Mindre langsgående kraft: Når et tog accelererer, bremser, eller kører på et lige spor, der er en lille krybekraft mellem hjulene og skinnerne, som er en friktionstilstand mellem ren rulning og glidning, derved genererer en langsgående kraft. Derudover, skinnerne selv vil opleve termisk ekspansion og kontraktionsspændinger på grund af temperaturændringer. Imidlertid, i konventionel analyse, den lodrette belastning er altid den absolutte hovedperson.

De “skjult” eksistensen af ​​sidekraft: Selv på et lige stykke, toget vil opleve lette slangelignende bevægelser (en iboende lateral oscillation) under drift, hvilket resulterer i en lille sidekraft. Imidlertid, som regel, denne styrke er lille og udgør ikke en større trussel mod sporstrukturen.

Derfor, den mekaniske model af et lige spor er relativt enkel, med designfokus på optimering af vertikal stivhed og styrke og styring af sætning.

II. Buede skinner: Et komplekst tredimensionelt stressteater

Når banen bøjer, dens stresstilstand straks opgraderes fra “todimensionelle” til “tredimensionelle”, bliver ekstremt kompleks. Et tog, der passerer gennem en kurve, kan betragtes som en “begrænset centrifugal bevægelse”.

Indgreb af centrifugalkraft – roden til al kompleksitet: Dette er den mest grundlæggende forskel mellem buede og lige spor. Når et tog med masse m kører med hastighed v gennem en kurve med radius R, en enorm centrifugalkraft F_c = mv²/R genereres. Denne kraft er vandret udad, forsøger at smide toget af sporet.

Kunsten at overhøje: For at modvirke virkningen af ​​centrifugalkraften, ingeniører hæver den ydre skinne af kurveafsnittet, danner en “overhøjde”. På denne måde, den vandrette komponent af køretøjets vægt G * syndθ (θ er sporoverfladens hældningsvinkel) kan give et indre “centripetal kraft” for at modvirke centrifugalkraften. Ideelt set, når de to er lige store, de lodrette belastninger på den indre og ydre skinne kan udlignes, og passagererne vil ikke føle sig utilpas. Imidlertid, i virkeligheden, på grund af togenes varierende hastighed, fuldstændig balance er ekstremt vanskelig at opnå.

Den kraftige stigning og ujævne fordeling af lateral kraft:

Styrekraft og risiko for afsporing: Når centrifugalkraften ikke er fuldstændig afbalanceret (dvs., “under-superelevation”), den resterende enorme centrifugalkraft kan kun tilvejebringes ved at klemme mellem hjulflangen og indersiden af ​​den ydre skinne. Denne enorme laterale kontaktkraft kaldes den styrende kraft. Det vil medføre alvorligt slid på yderskinnen og, i ekstreme tilfælde (som f.eks. alvorligt hjulflangeslid eller dårlig sporgeometri), føre til skræmmende afsporing eller klatreulykker.

Tendensen til at skinne vælter: Den enorme sidekraft virker ikke kun på skinnehovedet, men genererer også et moment, der får skinnen til at vælte og svellen til at forskyde sig sideværts, udgør en alvorlig test for stabiliteten af ​​hele banestrukturen.

Komplikationen af ​​langsgående kraft – krybe og slid: På en kurve, rullen af ​​hjulene er ikke længere ren rulning. På grund af de forskellige længder af inder- og yderskinner, hjulene skal konstant lave mindre glidejusteringer (dvs., krybe) for at kompensere for vejforskellen. Dette genererer en kompleks langsgående krybekraft, som er hovedårsagen til sideslid på hjul-skinne (især på indersiden af ​​yderskinnen og toppen af ​​inderskinnen), og slidhastigheden af ​​det buede spor er meget højere end for den lige sektion.

Fødslen af ​​drejningsmoment: På grund af de helt forskellige kræfter på inder- og yderskinner (den ydre skinne bærer store laterale og vertikale kræfter, mens den indre skinne hovedsageligt bærer lodrette kræfter), hele sporstrukturen udsættes for et kæmpe vridmoment, hvilket stiller højere krav til fastgørelsesevnen af ​​befæstelser og sveller.

Sammenfatning af kerneforskelle: Belastningsegenskaber, Lineært spor, Buet spor

Dominerende kraft: Lodret belastning, Centrifugalkraft, og den enorme sidekraft, der stammer fra det

Kraftsystemets kompleksitet: Relativt simpelt, cirka todimensionelle. Ekstremt kompleks, tredimensionelt kraftsystem, med moment

Kraftfordeling: Venstre og højre spor bærer kraften stort set jævnt. Indvendige og ydre spor bærer kraften ekstremt ujævnt; det ydre spor er “katastrofeområde” af kraftbærende.

Nøglespørgsmål: Lodret styrke, træthed, afregning; Sidestabilitet, risiko for afsporing, hjul-skinne slid

Et lineært spor er en verden centreret om statisk styrke og vertikal dynamisk respons, mens en buet bane er en slagmark fuld af dynamiske spil, med kernen i styrkebalancen (superelevation og hastighed), kræfternes konfrontation (hjulflange og skinne), og spredning af kræfter (slid). Fra lineær til buet, sporets krafttilstand ændres fra a “bærende bjælke” til en “ledearm”, og designet, konstruktion, og vedligeholdelsesstrategier gennemgår også grundlæggende ændringer. Hver glat drejning af et tog er en symfoni af sikkerhed sammensat af præcise mekaniske beregninger og solide tekniske materialer.

Leverandør

Luoyang Fonyo Heavy Industries Co., Ltd,grundlagt i 1998, er en producent i jernbanestøbningsdele. Vores fabrik dækker et areal på 72.600㎡, med mere end 300 medarbejdere, 32 teknikere, inklusive 5 senioringeniører, 11 assistentingeniører, og 16 teknikere.Vores produktionskapacitet er 30,000 tons om året. For tiden, vi producerer hovedsageligt støbning, bearbejdning, og montage til lokomotiv,jernbanevogn,højhastighedstog, mineudstyr,vindkraft,osv.
Vi er leverandør af jernbanedele til CRRC(inklusive mere end 20 filialselskaber og datterselskaber af CRRC), Gemac Engineering Machinery, Sanygroup, Citic Heavy Industries, osv. Vores produkter er blevet eksporteret til Rusland, USA, Tyskland, Argentina, Japan, Frankrig, Sydafrika, Italien og andre lande over hele verden.
Kontaktoplysninger:
E-mail:[email protected]
Mobil:008615515321683