Рассмотрим результаты графических расчетов величины перемещений концов рельсовых плетей при годовом цикле колебания температуры наших условиях, при укладке не обходимо обеспечить возможность перемещения в сторону удлинения на…..см и в сторону укорочения на ......см
4.3 Испытания на морозостойкость полимерных материалов
для подрельсовых прокладок
На Белорусской железной дороге опытную проверку проходит рельсовое скрепление СБ–3. Опыт эксплуатации скрепления СБ–3 с резиновыми подрельсовыми прокладками показал, что наблюдается их выползание из–под подошвы рельса. Для замены резиновых прокладок предложены опытные прокладки на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД), композиции на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) и поливинилхлорида (ПВХ).
Целью исследований является возможность применения указанных материалов в условиях длительного воздействия низких температур. Исследование морозостойкости проводили методами: релаксационной спектрометрии на обратном крутильном маятнике и показателю ударной вязкости образцов по Шарпи, предварительно выдержанных в криокамере при исследуемой температуре. Дополнительно проводили определение сопротивления продольному перемещению рельса по указанным материалам.
Исследования показали, что наибольшую морозостойкость имеет ПУТ (–60оС). Низкой морозостойкостью обладает ПВХ (–18 оС), что меньше минимальной температуры для Беларуси (–41оС), поэтому изготовление прокладки из него не рекомендуется. Прокладки из ПЭНД имеют достаточную морозостойкость (–47оС), но невысокое сопротивление продольному перемещению рельсов 915–986 кг, поэтому они могут использоваться на малодеятельных путях. Морозостойкость композиции из ПЭВД (–56оС) и высокое продольное сопротивление перемещению рельсов 112–124 кг, что позволяет рекомендовать ее для опытно–промышленной проверки в действующем пути.
На Белорусской железной дороге с1995 года опытную проверку проходит безболтовое и бесподкладочное рельсовое скрепление СБ-3, которое состоит из 5-ти элементов: двух упругих металлических пружин, двух изоляторов и подрельсовой прокладки. Такое скрепление должно заменить раздельное клеммно-болтовое подкладочное скрепление КБ, которое состоит из 21 элемента и, как следствие, имеет большую материалоемкость, т.к. масса металлических деталей на 1 км пути равна 41,5 т, а неметаллических деталей – 2,1 т. Замена многодетального рельсового скрепления КБ безболтовым и бесподкладочным скреплением СБ-3 позволит достичь экономию металла до 20 т на 1 км пути, а также существенно снизить стоимость и упростить процесс монтажа пути.
Опыт эксплуатации скрепления с резиновыми прокладками СБ-3 на Гомельской и Могилевской дистанциях пути показал, что наблюдается их выползание из-под подошвы рельсов вследствие воздействия динамических сил, передаваемых от колес подвижного состава. Для замены резиновых прокладок рядом предприятий Беларуси были предложены опытные прокладки на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД), композиции на основе полиэтилена высокого давления (ПЭВД) и поливинилхлорида (ПВХ). Определение пределов прочности при растяжении и сжатии, а также модуля упругости, проведенные на стенде Instron 5567, показали, что все они имеют достаточную прочность.
Актуальной задачей исследований является возможность применения того или иного полимерного материала прокладок к воздействию низких температур. Для Беларуси с умеренно холодным климатом и с перепадом минимальной зимней температуры рельса от -36 оС в Бресте до -41 оС в Витебске особенно важно определить интервал низких температур, при которых исследуемый материал способен длительно выдерживать эксплуатационные нагрузки. Исходя из указанных предпосылок, были проведены работы по определению методики и исследованию морозостойкости различных материалов, которые применяются для изготовления подрельсовых прокладок. Основным критерием, по которому определяли пригодность конкретного материала при данной температуре, приняли его хрупкость. О хрупкости материала судили исходя из показателя ударной вязкости по Шарпи образцов без надреза. Для определения температуры хрупкости образцы материала помещали в специальную криокамеру. Принцип работы криокамеры заключается в следующем. Нагреватель, испаряя жидкий азот, создает давление во внутренней полости закрытого сосуда Дьюара. Испаренный газ, проходя через трубу, дополнительно охлаждается в жидком азоте, поступает в камеру предварительного нагрева, которая заполнена минеральным наполнителем. Температура в камере измеряется с помощью термоэлектрического датчика. Необходимость установки камеры предварительного нагрева связана с исключением местных переохлажений в камере термостатирования и увеличении точности поддержания заданной температуры. Газ, проходя через камеру предварительного нагрева, нагревается до температуры близкой к установленной и поступает непосредственно в камеру термостатирования. Точность поддержания температуры в камере в диапазоне от -140 до -50 оС составляет ±2 оС, в диапазоне от -50 до +20 оС - ±1 оС.
Перед испытаниями экспериментальные образцы материала выдерживали на воздухе при нормальных условиях после изготовления не менее 1-х суток После чего их помещали в криокамеру и выдерживали при заданной температуре не менее 30 минут, а затем подвергали испытаниям на маятниковом копре КМ-1,5
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.