트랙패드의 탄성 매칭과 트랙의 부드러움 사이의 관계
레일 트랙 패드에 일반적으로 사용되는 세 가지 재료인 고무, EVA 및 폴리우레탄 사이의 탄성 계수 및 노화 저항의 핵심 차이점은 무엇입니까?
레일 트랙 패드-고무, EVA 및 폴리우레탄-에 일반적으로 사용되는 세 가지 재료는 탄성 계수와 노화 방지 측면에서 상당한 핵심 차이를 나타냅니다. 탄성계수는 고무패드의 탄성계수가 0.8-1.5MPa로 우수한 탄성회복력을 나타내며 고주파 진동을 효과적으로 흡수하여 최고의 쿠셔닝 효과를 제공합니다.- EVA 패드는 1.2-2.0 MPa의 약간 더 높은 탄성 계수를 가지며, 우수한 탄성 안정성을 제공하고 온도 변화에 덜 민감합니다. 폴리우레탄 패드는 탄성률이 2.5~4.0MPa에 이르는 가장 높은 탄성률을 갖고 있어 높은 강성과 탁월한 내하력을 발휘합니다. 노화 방지 측면에서 고무 패드는 자외선과 산소에 의해 열화되기 쉽습니다. 일반 천연 고무 패드의 내노화성은 약 5~8년인 반면, 변형 네오프렌 고무의 내노화성은 10년 이상으로 연장될 수 있습니다. EVA 패드는 안정적인 분자 구조로 인해 일반 고무보다 내후성이 뛰어나며 -40도에서 60도 사이의 환경에서 성능 변화가 최소화되고 내노화성은 12~15년입니다. 폴리우레탄 패드는 노화에 대한 저항력이 가장 뛰어납니다. 분자 사슬에는 강한 극성 그룹이 포함되어 있어 자외선과 화학적 부식에 대한 강한 저항성을 제공합니다. 열악한 환경에서는 노화 저항성이 20년을 초과할 수 있으며 균열, 경화 및 기타 노화 현상이 덜 발생합니다. 이러한 차이점을 통해 세 가지 재료를 다양한 기후와 트랙 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다.
레일 패드의 강성을 선택하면 트랙의 수직 변위와 휠{0}}레일 동적 하중에 어떤 영향을 미치나요?
레일 패드의 강성을 선택하면 트랙의 수직 변위와 휠{0}}레일 동적 하중에 상당한 영향을 미칩니다. 그 둘은 역의 관계에 있다. 트랙 패드의 강성이 너무 낮으면 휠-레일 하중에 따라 큰 수직 변위가 발생합니다. 이는 진동을 효과적으로 완화하고 바퀴와 레일 사이의 즉각적인 충격을 줄일 수 있지만 과도한 변위는 레일의 수직 진폭을 증가시켜 트랙의 부드러움에 영향을 미칩니다. 장기간-사용하면 침목이 지지되지 않고 밸러스트 베드의 다짐 밀도가 감소하는 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 트랙 패드의 강성이 너무 높으면 수직 변위가 크게 줄어들고 트랙 형상이 더 안정적이 됩니다. 그러나 완충 능력이 약해지고 바퀴와 레일에 가해지는 동적 하중이 크게 증가합니다. 이로 인해 레일과 바퀴의 마모가 가속화되고 동시에 침목과 밸러스트 베드에 더 큰 충격력이 가해져 수명이 단축됩니다. 적절한 강성 선택은 트랙의 차축 하중과 속도에 맞게 조정되어야 합니다. 예를 들어, 차축 하중이 적고 속도가 빠른 고속-철도는 변위와 동적 하중의 균형을 맞추기 위해 적당한 강성(15{13}}25kN/mm)을 갖춘 트랙 패드가 필요합니다. 무거운 차축 하중을 지닌 중량 화물 철도에는 수직 변위를 제어하고 과도한 트랙 변형을 방지하기 위해 더 높은 강성(25-35kN/mm)의 트랙 패드가 필요합니다. 기존 철도에서는 완충 효과를 우선시하기 위해 강성이 낮은(10~20kN/mm) 트랙 패드를 사용할 수 있습니다.
고속철도 트랙 패드의 평탄도 및 두께 편차에 대한 엄격한 요구사항은- 무엇입니까? 이러한 요구 사항이 왜 그렇게 엄격한가요?
고속-철도 노선에는 트랙 패드의 평탄도 및 두께 편차에 대한 요구 사항이 매우 엄격합니다. 평탄도 편차는 0.1mm/m 이내로 제어되어야 하며, 두께 편차 범위는 ±0.2mm로 기존 철도의 요구 사항을 훨씬 초과합니다. 이러한 엄격한 요구 사항은 고속-열차의 작동 특성에서 비롯됩니다. 고속-열차는 고속으로 작동하며 바퀴와 레일 사이의 동적 반응이 매우 민감합니다. 레일 패드의 평탄도가 불충분하면 레일 지지 표면의 미세한 높이 차이가 발생하여 레일에 국부 응력이 고르지 않게 될 수 있습니다. 이로 인해 열차가 지나갈 때 주기적인 차륜-레일 충격이 발생하여 탑승 안정성에 영향을 미치고 잠재적으로 선로 진동 장애를 유발할 수 있습니다. 과도한 두께 편차로 인해 동일한 섹션 내의 서로 다른 레일 패드 간에 강성이 일관되지 않아 하중을 받는 레일의 비동기 수직 변위가 발생합니다. 이는 전반적인 선로의 부드러움을 방해하고, 열차 바퀴 세트에 추가적인 동적 하중을 가하며, 선로 구조의 바퀴-레일 마모와 피로 손상을 악화시킵니다. 더욱이, 고속-열차는 승객의 편안함에 대한 요구사항이 매우 높습니다. 레일 패드의 사소한 편차도 캐리지 내에서 증폭되어 승객 경험에 영향을 미칩니다. 동시에, 레일 패드와 레일 및 침목 사이의 밀착을 보장하여 과도한 국부 응력과 조기 파손으로 이어질 수 있는 틈을 방지하려면 엄격한 치수 요구 사항이 중요합니다.
저온 환경에서 레일 패드에 어떤 성능 문제가 발생하기 쉬운가요?- 물질적 개선을 통해 이러한 문제를 어떻게 해결할 수 있습니까?
레일 패드는 저온 환경(-20도 미만)에서 탄성 저하, 취성 증가, 치수 수축이라는 세 가지 주요 성능 문제를 일으키기 쉽습니다. 탄성 저하로 인해 패드의 쿠셔닝 용량이 감소하고 휠-레일 동적 하중이 증가합니다. 취성이 증가하면 패드가 진동 및 충격으로 인해 균열 및 파손되기 쉽습니다. 치수 수축으로 인해 패드와 침목 사이에 틈이 생겨 지지대의 안정성에 영향을 줄 수 있습니다. 이러한 문제는 재료 개선을 통해 효과적으로 해결할 수 있습니다. 고무 패드의 경우 내한성이 강한 니트릴 고무 또는 실리콘 고무를 첨가하여 천연 고무의 일부를 대체할 수 있으며, 가소제를 첨가하여 분자 사슬의 유연성을 향상시키고 유리 전이 온도를 낮추어 패드가 저온에서도 좋은 탄성을 유지할 수 있습니다. EVA 패드의 경우 에틸렌과 비닐 아세테이트의 비율을 조정하거나 비닐 아세테이트 함량을 높이거나 엘라스토머 개질제를 도입하여 저온-취성을 개선할 수 있습니다. 폴리우레탄 패드의 경우 공중합 변형 기술을 사용하여 폴리에테르 폴리올과 같은 유연한 세그먼트를 분자 사슬에 도입하여 저온에서 탄성 회복 성능을 향상시킬 수 있으며, 부동액 및 항산화제를 첨가하여 저온 노화 및 성능 저하를 억제할 수 있습니다-. 또한 재료 표면에 저온 저항 코팅을 적용하면 저온이 레일 패드의 표면 특성에 미치는 영향을 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다.
레일 패드의 노후화와 고장이 선로 구조와 열차 운행에 미치는 계단식 영향은 무엇입니까? 교체가 필요한지 어떻게 판단할 수 있나요?
레일 패드의 노후화 및 고장은 선로 구조와 열차 운행 모두에서 여러 계단식 문제를 유발할 수 있습니다. 선로 구조의 경우 노후화로 인한 탄성 붕괴로 인해 차륜-레일 하중이 침목과 도상에 직접 전달되어 침목 균열 및 도상 입자 분쇄가 악화됩니다. 동시에, 패드가 경화되거나 손상되면 레일 지지점에 불균일성이 발생하여 트랙 형상의 편차가 발생하고 레일 손상 위험이 높아질 수 있습니다. 열차 운행의 경우 쿠션 성능이 저하되면 휠-레일 동적 부하가 증가하고 열차 진동이 심해지며, 승차감이 감소하고 대차와 같은 구성품의 마모가 가속화되어 장비 유지 관리 비용이 증가합니다. 심한 경우 패드 불량으로 인한 지지 틈으로 인해 순간적인 레일 불안정이 발생해 열차 안전을 위협할 수도 있다. 패드 교체 결정은 육안 검사와 성능 테스트의 조합을 기반으로 해야 합니다. 시각적으로 패드에 명백한 균열, 경화, 10% 이상의 두께 감소, 부러지거나 분리된 가장자리가 보이는 경우 즉시 교체해야 합니다. 성능면에서 쿠션 성능은 낙하 해머 테스트로 테스트해야합니다. 충격 흡수율이 초기값의 60% 이하로 떨어지거나 현장에서 측정한 패드 강성 편차가 설계값의 30%를 초과하는 경우 일괄 교체를 시작해야 합니다.