レール パッドは永久的なレール荷重を受けて設置されるため、その変形挙動によって、締結具が設計された剛性をどれだけ長く維持できるかが決まります。圧縮変形 - パッドの厚さの永久的な減少 - により、健全な締結が緩い締結に静かに変換されます。クランプ力が低下し、レールのたわみが増大し、まくらぎは設計では想定されていない衝撃荷重を受けます。それを回避するには、材料の選択から始まり、メンテナンスの規律で終わります。
圧縮変形とは
持続的な圧縮下では、エラストマーは徐々に元の厚さに戻ろうとする能力を失います。圧縮永久歪みとして表される永久損失は、パッドの設計だけではなく、コンパウンドと温度の特性です。圧縮永久歪の高いパッドは年月が経つと平らになり、レールシートが下がり、締結具の予圧が失われます。変化は徐々に変化するため、通常はゲージまたはクランプ力のチェックで変化が判明した場合にのみ気づきます。
材料の選択: 防御の第一線
コンパウンドはパッドの永久変形に対する耐性を決定します。
特性が分散してすぐに劣化するリサイクルまたは高充填コンパウンドではなく、高品質のエラストマー-天然ゴム、スチレン-ブタジエンゴム（SBR）、EPDM、または高弾性で圧縮永久歪みの低い熱可塑性プラスチック-を使用してください。
環境に応じてポリマー ファミリを選択します。EPDM およびオゾン、紫外線、沿岸条件に合わせて特別に配合された化合物。 -アルペンライン向けの低温配合なので、冬にパッドが硬化してひび割れすることはありません。
仕様に老化防止剤を含めます。-硬化を促進する酸化から化合物を保護します。
設計基準: 形状と剛性
設計では、荷重を分散しひずみを管理することで変形を制御します。
厚さ: パッドが厚いほど、同じたわみに対して歪みが少なくなりますが、厚さは締結設計と剛性目標によって設定され、恣意的に選択されるものではありません。
溝とスタッド: 表面パターンはエラストマーに横方向の変形の余地を与え、剛性を制御します。溝の深さの誤差により荷重経路が変化するため、生産時には正確に再現する必要があります。
検証: パッドは重量トラック用の代表的な高圧 - でテストされ、組み立てテストではレール シートあたり約 800 kN に相当する使用圧力 - が使用され、繰り返しの荷重後に安定した厚さと剛性を示す必要があります。
耐荷重数値の理解
パッドの定格は 2 つの異なる方法で引用されており、これらを混同すると仕様上の誤りが発生します。
剛性 (kN/mm): パッドを 1 mm 圧縮するのに必要な垂直荷重。一般的なメインラインパッドは 80 ～ 200 kN/mm の範囲にあります。極限強度ではなく剛性が振動と荷重分散を支配します。
極限強度 (MPa または PSI): 材料が破壊する応力。 15,000 PSI (約 103 MPa) などの値は材料の限界を表しますが、重量輸送パッドでの使用応力は、通常の負荷がかかったトラックでは 7 MPa (70 bar) 程度であり、衝撃下ではより高いピークになります。{4}}
したがって、パッドは、圧縮永久ひずみによって設計上の剛性が取り除かれているため、材料の破損にはほど遠いにもかかわらず、機能的にはまだ磨耗している可能性があります。両方の値を指定し、強度余裕ではなく剛性とセットで寿命を判断してください。
設置とメンテナンスの実践
取り付けとメンテナンスが間違っていると、最良のパッドでも早期に故障します。
最初の交通通過後に締め付けを再度締めます。パッドが安定し、クランプ力が低下し、パッドの歪みとセットが増加します。-
パッドの薄化、硬化、亀裂、反発力の低下を定期的に検査してください。留め具の設計上の剛性が失われる前に交換してください。
過酷な環境のラインでは、クリップやボルトと同じ検査サイクルにパッドの状態を含め、厚さの測定値を記録して傾向を可視化します。
交換する場合は、元の厚さとグレードを使用してください。パッドが厚いとレールのレベルとプリロードが変わり、硬度が異なると全体の締結剛性が変わります。
よくある質問
レールパッドが時間の経過とともに平らになるのはなぜですか?
すべてのエラストマーは、持続的な圧縮と温度サイクルによりある程度の弾性を失います。この速度は、配合物の品質、使用温度、交通負荷、オゾンまたは化学物質の存在によって異なります。圧縮永久歪みが低い高品質のコンパウンドはゆっくりと平らになります。-リサイクルされたコンパウンドや過剰充填されたコンパウンドはすぐに平らになってしまうため、本線トラックでは使用しないでください。
圧縮永久歪みとは何ですか?
圧縮永久歪みは、試験片を規定の温度で規定の時間圧縮し、その後解放した後に残る永久変形です。 ISO 815 などの規格に従って測定され、元のたわみのパーセンテージとして示されます。値が低いほど、パッドの厚さと剛性が長く維持されることを意味します。
交換用パッドの厚さはどれくらいがよいですか?
レールシートの締結図に記載されている厚さそのままです。厚いパッドはレールを持ち上げてプリロードを変更します。パッドが薄いとクランプ力が低下し、枕木にかかる衝撃荷重が増加します。交換品を注文する前に、古いパッドを測定し、図面を確認してください。
再生ゴムパッドは本線軌道に使用できますか?
お勧めしません。リサイクルされたコンパウンドは、硬度がばらつき、老化が早く、圧縮永久歪みがあり、故障モード - サイレントな剛性損失 - は、まさに使用中に発見するのが最も困難なモードです。リサイクルされた材料は、幹線鉄道の下ではなく、重要ではない用途に属します。-
パッドを交換する必要がある時期をどのように判断すればよいですか?
測定された厚さの損失が維持限界を超えた場合、表面に亀裂、硬化、または層間剥離が生じた場合、または締め付けが正しいトルクで指定された締め付け力に達しない場合には、パッドを交換してください。定期的な厚さ測定により、交換は緊急ではなくスケジュールされたタスクになります。