¿Cómo se adaptan las almohadillas de riel a los cambios de temperatura alta y baja?

Por qué la temperatura es un factor clave en el diseño de las plataformas de rieles

El acero de los rieles se expande y contrae con la temperatura a un coeficiente de aproximadamente 11,5 x 10-6 por grado Celsius. En un carril típico de 25 m, una oscilación estacional de 60 grados Celsius produce aproximadamente 17 mm de movimiento longitudinal, y la sección del carril también crece vertical y lateralmente con el calor. Las almohadillas de riel se ubican directamente entre el pie del riel y la traviesa, por lo que deben absorber estos movimientos, mantener una interfaz de sujeción estable para el sistema de sujeción y mantener su aislamiento eléctrico y propiedades elásticas a través de ciclos repetidos de frío y calor.

Cómo se comportan los materiales de las almohadillas de riel a altas y bajas temperaturas

Comportamiento-en climas fríos

Las almohadillas de elastómero, como EPDM y caucho natural, se mantienen flexibles hasta aproximadamente -40 grados Celsius en formulaciones típicas, por lo que continúan amortiguando las vibraciones y manteniendo la precarga de sujeción en climas fríos. Las almohadillas de EVA y HDPE se vuelven más rígidas a medida que baja la temperatura; El EVA se endurece cerca de su transición vítrea y, aunque el HDPE permanece dúctil a baja temperatura, su rigidez aumenta notablemente. En regiones con nieve y hielo, las almohadillas también deben resistir el contacto con sales descongelantes y el congelamiento{5}}repetido, lo que favorece compuestos de caucho de células cerradas o completamente vulcanizados con baja absorción de agua.

Comportamiento en climas cálidos-

En el extremo superior, las superficies de los rieles expuestas al sol directo pueden superar los 60 grados centígrados y el asiento del dormitorio puede estar aún más caliente. El EPDM está clasificado para servicio continuo hasta aproximadamente 120 grados Celsius y se recupera bien de la compresión, razón por la cual se usa ampliamente en líneas de transporte pesado-en mercados tropicales. EVA y HDPE no se derriten a las temperaturas de la pista, pero pueden ablandarse y endurecerse por compresión si el sistema de sujeción está demasiado-apretado en climas cálidos. La regla práctica es mantener la dureza y rigidez de la almohadilla coincidentes con la fuerza de sujeción de los clips para que la fluencia se mantenga baja.

Especificación de almohadillas para grandes cambios de temperatura

Para líneas con amplios rangos de temperatura estacional, especifique las almohadillas por rigidez estática y dinámica en lugar de solo por el nombre del material. Una pastilla demasiado blanda pierde precarga en verano y permite el deslizamiento del riel; una colchoneta demasiado rígida transfiere el impacto al durmiente en invierno. El grosor también importa: la mayoría de las almohadillas de línea principal tienen 5-12 mm de espesor, y las almohadillas más gruesas o de múltiples-capas se utilizan en vías de transporte pesado- de alta velocidad y-donde la deflexión vertical y la acumulación de calor-son mayores. Las abrazaderas de tensión y los clips de riel deben proporcionar una carga estable en la punta a través de la banda de temperatura de operación, y los componentes del lado del medidor deben permitir el pequeño movimiento lateral causado por la temperatura sin atascarse.

Guía de instalación para climas extremos

Limpie el asiento para dormir y el pie del riel antes de colocar la almohadilla; la arena y los escombros crean puntos de tensión que aceleran el agrietamiento.

Coloque la almohadilla centralmente debajo del pie del riel para que la carga se distribuya uniformemente y la almohadilla no sobresalga del área del clip o del calibre.

Aplicar el par de apriete especificado para el sistema de fijación; El exceso de torsión en climas cálidos y el de falta de torsión en climas fríos son las causas más comunes de daños en las pastillas.

Asegúrese de que haya drenaje alrededor de la fijación para que el agua no se asiente debajo de la almohadilla y se congele, lo que puede empujar la almohadilla fuera de su posición.

En regiones desérticas o con mucha-UV, elija compuestos de caucho o EPDM rellenos de carbono-negro-con buena resistencia al ozono para una larga vida útil.

Preguntas frecuentes

¿Qué le sucede a una plataforma de ferrocarril en un clima muy frío?

Las almohadillas de elastómero se endurecen ligeramente pero mantienen su función de amortiguación a aproximadamente -40 grados Celsius en las formulaciones típicas de EPDM y caucho natural. El principal riesgo es que el hielo y los escombros queden atrapados debajo de la plataforma, por lo que el drenaje y la limpieza son más importantes que el cambio material en climas fríos.

¿Se pueden utilizar almohadillas de goma para rieles en climas cálidos?

Sí. Las almohadillas de EPDM se utilizan habitualmente en ferrocarriles tropicales y desérticos porque mantienen su elasticidad hasta aproximadamente 120 grados Celsius y se recuperan bien de la compresión. La clave es hacer coincidir la rigidez de la pastilla con la fuerza de sujeción del clip para que la pastilla no sufra una compresión excesiva.

¿Por qué los rieles se expanden en verano y cómo ayudan las almohadillas?

El acero se expande aproximadamente 11,5 x 10-6 por grado Celsius, por lo que los rieles largos crecen notablemente con el calor. Las almohadillas proporcionan una interfaz elástica controlada que permite que el riel se mueva ligeramente dentro de la fijación sin perder calibre o fuerza de sujeción, y protegen la traviesa de concreto de las tensiones resultantes.

¿Cuál es la diferencia entre las almohadillas EPDM y EVA en cuanto al rendimiento de temperatura?

El caucho EPDM tiene el rango de temperatura de servicio más amplio, aproximadamente -40 a +120 grados Celsius, y la mejor recuperación después de la compresión. Las almohadillas de EVA son económicas, livianas y aislantes eléctricas, pero se endurecen a bajas temperaturas y son más sensibles a altas temperaturas sostenidas, por lo que se adaptan a climas moderados y líneas de baja velocidad.

¿Las almohadillas de los rieles necesitan un tratamiento especial en las regiones nevadas?

Las regiones nevadas requieren principalmente un buen drenaje, compuestos de células-cerradas o de baja absorción de agua- y resistencia a las sales descongelantes. Los diseños de almohadillas ranuradas o con perfil-de superficie que eliminan el agua ayudan a evitar que el hielo levante la almohadilla durante los ciclos de congelación-descongelación.

¿Cómo se debe elegir la rigidez de la pastilla para una línea con grandes cambios de temperatura?

Utilice el rango de rigidez especificado por el diseño del sistema de sujeción y verifíquelo con el perfil de temperatura de la vía. Los rieles más pesados ​​y las velocidades más altas generalmente necesitan almohadillas más rígidas, mientras que las curvas cerradas y las zonas de transición se benefician de almohadillas con flexibilidad lateral controlada. Para climas severos, solicite al proveedor datos de pruebas de rigidez a temperaturas de referencia altas y bajas.