经久耐用的货运线铁轨垫板

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采用杜邦Hytrel® 生产的重载用铁轨垫板

有更佳的性能,是业界领先的工程公司与杜邦合作开发轨道故障集成解决方案中的一部分。

Pandrol 是一家领先的铁路工程和扣件系统提供商,在重载运煤列车导致一条至关重要的铁路线的铁轨和路基发生移位之后,与杜邦合作设计了更加经久耐用的铁轨垫板。新系统在长达十余年的服役期间从未导致轨道故障。

挑战

南非的 CoalLink 铁路货运专线可开行 200 多辆列车,行驶在长达 300 多英里的轨道上。该铁路线蜿蜒穿过保罗彼得斯堡地区地势复杂的山区,铁轨、枕木和石渣所承受的压力非常之大。 

铁路线上坡弯道的负载失稳是一个特殊的问题 - 是陡峭的坡道与拉动重载运煤列车所需的巨大机车牵引力共同作用的结果。Pandrol 是全球领先的铁路工程和扣件系统制造商,受命分析现有铁轨垫板的影响。

当时所采用的铁轨垫板为标准型号,由 12 毫米厚的高密度聚乙烯 (HDPE) 制成。对该铁轨垫板的测试表明,在 11E 型机车及最大牵引力情况下,铁轨与枕木之间出现了纵向位移。在四辆 11E 型机车情况下,16 秒后产生了 1 毫米的永久性位移。

CoalLink 由南非最大的运输及物流公司 Spoornet 运营,他们意识到必须采用能帮助减轻冲击和震动、稳定负载分布并缓解整个铁路系统磨损的铁轨垫板。

解决方案

铁轨垫板装配件将金属轨道与轨枕(也称为枕木)连接到一起。但当铁路线涉及丘陵地带及重载情况时,如何设计并安装最有效的装配件便成为一项挑战。因此,Pandrol 和 Spoornet 测试了大量弹性铁轨垫板,以观察垫板能否适应更大的力度和位移,以及当发生位移时是否有可能恢复弹性。

最成功的方案来自 Pandrol 与杜邦的合作设计,该方案采用了杜邦™ Hytrel® 热塑性弹性体。该设计施加了 Hytrel® 鞍形填料,两侧偏移钉之间中心网状结构的弯曲回弹性更好。

采用与 HDPE 垫板同样的方法进行测试,结合使用 Hytrel® 后,铁轨与枕木之间的最大相对纵向位移只有 0.2 毫米。

测试过后,CoalLink 铁路线的大部分路段都装配了 Hytrel® 垫板,并且 10 年之后仍在继续使用,鲜有更换且效率依旧。

Pandrol 铁轨垫板组件

铁轨垫板安装示意图

杜邦和 Pandrol 随后拓宽了业务合作范围,以满足各承包商和铁路运营商的需求,提高轨道铺装速度和效率,并降低维护成本。Hytrel® 垫板也成为了更大型的 Pandrol Fastclip® 轨道紧固系统中不可分割的组成部分。Fastclip® 中还采用了杜邦Zytel® 尼龙树脂。Pandrol 的设计确保了装配件中无金属与金属的直接摩擦,可更好地吸收冲击力。

绝缘层采用高粘度、未填充的杜邦™ Zytel® 尼龙制成,选用该材料是因其出色的强度和耐磨性。在安装过程中,机器会在卡子和绝缘层上施加高达三吨的载荷。因此,绝缘层处在甚至比垫板更为苛刻的应用条件下。

主要优点

采用 Hytrel® 制成的铁轨垫板使 CoalLink 的性能有了立竿见影的提高,包括:

  • 改进了力位移。
  • 提高了恢复能力。
  • 增进了枕木和石渣的耐久性。
  • 减少了服务中断。

此外,Pandrol Fastclip® 采用了由杜邦Hytrel® 和 Zytel® 制成的组件,这些组件因具备优异的耐久性而被选用,并有望持续使用 30 到 40 年。稳定的轨道系统意味着更强的长期运输能力。