Cilindros hidráulicos en el transporte ferroviario: aplicaciones y especificaciones

Dónde caben los cilindros hidráulicos en el transporte ferroviario

Cilindros hidráulicos en el transporte ferroviario manejan el trabajo mecánico pesado y preciso que los actuadores eléctricos generalmente no pueden realizar al mismo costo: subir y bajar pantógrafos, operar mecanismos de inclinación en trenes de alta velocidad, accionar puertas de andén y alimentar equipos de mantenimiento como tornos de ruedas y gatos elevadores de rieles. La razón principal por la que los sistemas ferroviarios dependen del sistema hidráulico es la densidad de fuerza. — un cilindro compacto puede generar decenas de toneladas de fuerza en una fracción del espacio que necesitaría un sistema eléctrico o neumático equivalente, lo que importa cuando cada componente compite por un espacio limitado debajo de un vagón o en equipos de mantenimiento de vías.

Aplicaciones de riel común y rangos de carga

Las aplicaciones ferroviarias abarcan una amplia gama de requisitos de fuerza y carrera, y hacer coincidir el cilindro con el ciclo de trabajo es la primera decisión que da forma a todo lo demás en la hoja de especificaciones.

• Mecanismos de tren basculantes, que circulan continuamente durante un viaje y normalmente requieren cilindros clasificados para millones de ciclos durante una vida útil
• Sistemas de descarga y volcado de vagones de mercancías, que necesitan cilindros de carrera corta y de gran fuerza capaces de manejar cargas de más de 50 toneladas.
• Equipos de soldadura y enderezamiento de rieles, donde el posicionamiento preciso importa más que la fuerza bruta
• Maquinaria de mantenimiento de vías, como pisones, reguladores de lastre y gatos elevadores de rieles, que operan al aire libre en condiciones variables de temperatura y contaminación.
• Puertas mosquiteras de plataforma y placas de puente de nivelación, que priorizan un funcionamiento suave y silencioso sobre la fuerza bruta.

Por qué los ciclos de trabajo ferroviarios exigen una ingeniería diferente

Carga de vibración y choque.

Los vehículos ferroviarios y los equipos de vía experimentan vibraciones continuas de baja amplitud combinadas con cargas de choque ocasionales provenientes de juntas de vía, desvíos y eventos de frenado. Los cilindros construidos para uso industrial general a menudo fallan prematuramente en este ambiente porque sus sellos de vástago y bandas de rodamiento no están clasificados para carga lateral. Los cilindros tipo riel generalmente usan bandas de cojinete de pistón extendidas y diseños de prensaestopas reforzados para resistir la fuerzas de carga lateral esa vibración introduce con el tiempo.

Exposición a la temperatura y la contaminación.

Los equipos ferroviarios al aire libre deben funcionar de manera confiable desde condiciones invernales bajo cero hasta calor de verano cerca del balasto de la vía, a menudo en un rango de -40°C a 70°C. Los compuestos de sellado seleccionados para esta gama, junto con las varillas cromadas o recubiertas de cerámica, resisten la corrosión y el polvo abrasivo comunes en los patios ferroviarios y las secciones de vías abiertas.

Selección del cilindro correcto para una aplicación de riel

Elegir un cilindro para servicio ferroviario significa trabajar con más que el tamaño del diámetro y la longitud de la carrera. Una secuencia de selección práctica se ve así:

1. Defina el ciclo de trabajo en ciclos por día y la vida útil esperada en años, ya que esto determina si se necesitan paquetes de sellos estándar o de servicio pesado.
2. Calcule los requisitos de fuerza máxima, incluidas las cargas dinámicas de aceleración y frenado, no solo el peso estático.
3. Confirme la geometría de montaje y la tolerancia de carga lateral según cómo está fijado el cilindro o montado en el muñón en el bastidor del vehículo o equipo.
4. Haga coincidir el material del sello y el revestimiento de la varilla con el rango de temperatura de funcionamiento y el nivel de contaminación esperado en servicio.
5. Verificar el cumplimiento de los estándares relevantes de la industria ferroviaria cuando la aplicación sea crítica para la seguridad, como sistemas de frenado o inclinación.

Comparación de tipos de cilindros por caso de uso de rieles

Las diferentes aplicaciones de rieles favorecen diferentes configuraciones de cilindros, como se resume a continuación.

Intervalos de mantenimiento que previenen fallas en el campo

Operadores ferroviarios que programan inspecciones preventivas de sellos cada 12-18 meses , en lugar de esperar a que se produzcan fugas visibles, informen sistemáticamente menos fallos de equipos no planificados durante las temporadas de mayor actividad operativa. Las comprobaciones clave incluyen el estado de la superficie de la varilla para detectar picaduras o rayaduras, el desgaste del sello según los límites de tolerancia del fabricante y las pruebas de contaminación del fluido hidráulico, ya que la contaminación por partículas es una de las principales causas de desgaste prematuro del sello en los equipos de vía expuestos al polvo de lastre. Los cilindros de sistemas críticos para la seguridad, como los mecanismos de inclinación o frenado, generalmente requieren intervalos de inspección más cortos que los de maquinaria de mantenimiento general.