Technológia vyhodnocovania opotrebovania-Odolné spevnenie a bezproblémové dovybavenie spojov rybích platní
Aké sú hlavné typy opotrebovania spojov a mechanizmy ovplyvňujúce komfort jazdy?
Medzi hlavné typy opotrebovania spojov rybieho plechu patria tri hlavné kategórie: opotrebenie-koľajnice nárazom, opotrebenie trením a opotrebenie koróziou. Opotrebenie kolesa-koľajnice nastáva, keď vlak prejde cez spoj, čo spôsobí náraz dvojkolesia na koľajnicu a príložku v spoji, čo má za následok odlupovanie kovu z povrchu koľajnice s hĺbkou opotrebenia dosahujúcou 1-2 mm. Na kontaktnom povrchu medzi pripojovacou doskou a koľajnicou dochádza k opotrebeniu oterom, kde dochádza k miernemu relatívnemu kĺzaniu pri zaťažení vlaku, čo vedie k oxidačnému opotrebovaniu kovu kontaktného povrchu a hromadeniu úlomkov opotrebovania. Korózne opotrebovanie je spôsobené elektrochemickou koróziou v dôsledku nahromadenia vody a vlhkosti v spoji; korózne jamy urýchľujú proces opotrebovania a zvyšujú rýchlosť opotrebovania spoja viac ako dvojnásobne. Mechanizmus ovplyvňujúci jazdný komfort spočíva v tom, že opotrebovanie kĺbov vedie k nerovnému povrchu koľajnice, čo vytvára „krokový“ efekt. Keď vlak prejde, generuje vertikálne nárazové vibrácie so zrýchlením presahujúcim 0,5 g, čo ďaleko presahuje štandard 0,1 g pre jazdný komfort pre vysokorýchlostnú-koľajnicu. Nárazové vibrácie zhoršujú dynamickú interakciu medzi kolesom a koľajnicou, zvyšujú hluk koleso-koľajnica, znižujú pohodlie cestujúcich a urýchľujú únavové zlyhanie komponentov koľaje.
Aké sú procesy povrchového vytvrdzovania a zlepšenia odolnosti proti opotrebeniu pri ťažkých{0}}závitových spojoch?
Ťažké-závitové spoje využívajú proces vytvrdzovania kompozitného povrchu laserovým kalením a plazmovým nástrekom. Laserové kalenie využíva 10kW vláknový laser s rýchlosťou skenovania 5 mm/s, pričom vytvára 2 mm hlbokú kaliacu vrstvu na povrchu koľajnice, dosahuje tvrdosť HRC58-62 a trojnásobne zlepšuje odolnosť proti opotrebeniu. Plazmové striekanie používa zliatinový prášok na báze železa{16}} s 3 mm hrubou striekanou vrstvou, ktorá sa metalurgicky spája so substrátom rybieho plátu, čím sa dosahuje pevnosť spojenia 30 MPa alebo rovná 30 MPa a vynikajúca odolnosť proti nárazu a opotrebovaniu. Po procese zloženia má spoj rybina drsnosť povrchu Ra menšiu alebo rovnú 1,6 μm a odchýlku rovinnosti povrchu koľajnice menšiu alebo rovnajúcu sa 0,1 mm, čo zaisťuje hladký prechod s povrchom koľajnice a eliminuje „krokový“ efekt. Testy odolnosti proti opotrebeniu ukázali, že po 1 milióne nárazových testov-koľajnice bola hĺbka opotrebovania spoja iba 0,2 mm, čo je 1/5 hĺbky tradičných podložiek, čo plne spĺňa prevádzkové požiadavky 10 000-tonových vlakov na ťažkú dopravu. Po aplikovaní zosilneného spoja rybieho plechu na trate na ťažkú dopravu sa zrýchlenie vibrácií vlaku znížilo o 40 %, čím sa výrazne zlepšila plynulosť jazdy.
Aké sú hlavné procesy a body kontroly kvality pre bezproblémovú úpravu spojov vysokorýchlostných koľajníc{0}?
Bezproblémová modifikácia vysokorýchlostných{0}}spojov koľajníc využíva hlavný proces aluminotermického zvárania + brúsenia a konečnej úpravy. Tavivo používané pri aluminotermickom zváraní je špeciálna kvalita pre vysokorýchlostné koľajnice-a chemické zloženie zvarového kovu je v súlade s chemickým zložením koľajnice, čo zabezpečuje, že sila zvaru zodpovedá telesu koľajnice. Pred zváraním je potrebné spoj koľajnice predhriať, pričom teplota predhrievania je regulovaná na 300-350 stupňov a rozsah predhrievania je 100 mm na každej strane spoja, aby sa predišlo praskaniu za studena počas zvárania. Počas procesu zvárania je teplota spaľovania taviva prísne kontrolovaná. Keď teplota dosiahne 2500 stupňov, roztavený kov vyplní spojovaciu medzeru a vytvorí úplný zvar. Po zváraní je zvar hotový pomocou CNC brúsky. Po brúsení je odchýlka rovinnosti povrchu koľajnice menšia alebo rovná 0,05 mm a drsnosť Ra je menšia alebo rovná 1,6 μm, čo zaisťuje bezproblémové spojenie s povrchom koľajnice. Medzi kľúčové body kontroly kvality patrí detekcia chýb zvaru. Na kontrolu vnútorných defektov zvaru sa používa ultrazvukový defektoskop. Chyby s dĺžkou väčšou alebo rovnou 3 mm sa považujú za neprijateľné a vyžadujú si opätovné zváranie. Súčasne sa kontroluje gradient tvrdosti zvaru, aby sa zabezpečilo, že hodnota tvrdosti je v súlade s telesom koľajnice, čím sa zabráni koncentrácii napätia spôsobenej náhlymi zmenami tvrdosti.
Aké sú základné rozmery a hodnotiace ukazovatele pre dodatočnú montáž bezšvíkového spoja?
Základné rozmery pre bezšvíkové dovybavenie spoja zahŕňajú tri hlavné kategórie: mechanický výkon, jazdný komfort a životnosť. Hodnotiace ukazovatele pre rozmer mechanického výkonu zahŕňajú pevnosť zvaru v ťahu, medzu klzu a rázovú húževnatosť. Požiadavky sú pevnosť zvaru v ťahu väčšia alebo rovná 980 MPa, medza klzu väčšia alebo rovná 880 MPa a rázová húževnatosť väčšia alebo rovná 30 J/cm², v súlade s výkonom telesa koľajnice. Hodnotiace ukazovatele komfortu jazdy zahŕňajú zrýchlenie vibrácií-koľajnice a nepravidelnosť povrchu koľajníc. Zrýchlenie vibrácií musí byť menšie alebo rovné 0,1 g a nepravidelnosť povrchu koľajnice musí byť menšia alebo rovná 0,05 mm/m, pričom musí spĺňať štandardy{10} na pohodlie pri jazde na vysokorýchlostných koľajniciach. Hodnotiace ukazovatele životnosti zahŕňajú mieru opotrebovania zvaru a únavovú životnosť. Rýchlosť opotrebovania musí byť menšia alebo rovná 0,05 mm/rok a únavová životnosť väčšia alebo rovná 8 miliónom cyklov, čo je trojnásobok v porovnaní s tradičnými spojmi. Okrem toho sa musia vyhodnotiť náklady na údržbu po úprave, čo si vyžaduje predĺžený cyklus údržby na viac ako 5 rokov a 50 % zníženie nákladov na údržbu, čím sa dosiahne rovnováha medzi ekonomickými a sociálnymi výhodami.
Aké sú testovacie metódy a kritériá účinnosti na hodnotenie bezproblémovej modifikácie spojov rybích platní?
Základnou testovacou metódou na vyhodnotenie bezproblémovej modifikácie spojov rybích platní je ultrazvukové testovanie, ktoré zisťuje defekty, ako je pórovitosť, troskové inklúzie a trhliny vo vnútri zvaru. Ekvivalent defektu menší alebo rovný φ2 mm sa považuje za prijateľný. Pomocnou testovacou metódou je dynamické testovanie vozidiel na traťovej kontrole, ktoré zhromažďuje údaje, ako sú nepravidelnosti povrchu koľajníc a zrýchlenie vibrácií kolesa-koľajnice, aby sa vyhodnotil jazdný komfort. Testovanie mechanického výkonu sa uskutočnilo pomocou univerzálneho testovacieho stroja. Ťahové skúšky určili pevnosť zvaru v ťahu, rázové skúšky rázovú húževnatosť a skúšky tvrdosti určili rozdelenie gradientu tvrdosti. Hodnotiace kritériá boli: všetky ukazovatele mechanického výkonu spĺňali normy a zvar nemal žiadne chyby presahujúce normy; plynulosť jazdy spĺňala štandardy-pre vysokorýchlostné koľajnice so zrýchlením vibrácií menším alebo rovným 0,1 g; životnosť spĺňala konštrukčné požiadavky s mierou opotrebovania 0,05 mm/rok alebo menej; a náklady na údržbu sa znížili o viac ako 50 %. Ak niektorý z hodnotiacich ukazovateľov nevyhovel norme, bolo potrebné analyzovať príčinu a vykonať nápravné opatrenia. Napríklad nedostatočná tvrdosť zvaru vyžadovala opätovné ochladzovanie{13} a nerovné povrchy koľajníc si vyžadovali opätovné{14} brúsenie a konečnú úpravu, aby sa zabezpečilo, že efekt úpravy spĺňa konštrukčné požiadavky.