Prečo je dôležitá uniformizácia tuhosti
Kĺbový spoj je vždy mäkší ako telo koľajnice: dve podložky sa ohýbajú pod zaťažením kolesa, spoj sa usadí o niečo viac ako susedná koľajnica a prechod späť na plnú tuhosť koľajnice vytvára náraz pri každom prejazde. Na vysoko-rýchlostných a ťažkých-tratiach tieto nárazy spôsobujú-rozbitie koľajníc, uvoľnenie skrutiek, poškodenie podvalov a hluk. Hlavným konštrukčným cieľom uniformizácie tuhosti je udržať vertikálnu a bočnú tuhosť spoja v rozmedzí približne ±10 % tuhosti telesa koľajnice, čím sa eliminuje hnacie otrasy. Nasledujú dva odvodené ciele: odchýlka spoločného sadania musí zostať v rozmedzí 0,1 mm od sadania koľajnice pod prechádzajúcim vlakom a bočná tuhosť musí spĺňať požiadavku proti-laterálnemu-premiestneniu trate, aspoň 80 kN/mm na vysokorýchlostnej-koľajke. Konštrukcia je overená dynamickou simuláciou síl kolesa-koľajnice v rozsahu prevádzkových rýchlostí pred schválením spoja.
Konštrukčné opatrenia pre vysoko{0}}rýchlostné taniere
Vysoko{0}}rýchlostné doštičky používajú rovnakú-pevnosť, v ktorej sa priečny{2}}prierez dosky mení po celej dĺžke, aby zodpovedal ohybu koľajnice. Hrúbka namáhaného úseku sa zväčší na približne 22 mm, čo zodpovedá hrúbke hlavy koľajnice, aby sa zvýšila ohybová tuhosť spoja. Vzor skrutiek je symetrický, s ôsmimi skrutkami rovnomerne rozmiestnenými na oboch stranách spoja, takže sila predbežného utiahnutia sa rovnomerne šíri a koeficient koncentrácie napätia zostáva nízky. Horné a spodné povrchy príchytiek sú brúsené na drsnosť Ra 1,6 alebo lepšiu, pričom držia medzeru na lište na 0,05 mm alebo menej a zlepšujú prenos zaťaženia. Na spoj je umiestnená 3 mm vrstva elastického vankúša s modulom pružnosti prispôsobeným modulu základne koľajnice, aby sa kompenzoval malý zvyškový rozdiel v tuhosti. Nakoniec sa konce príchytky zužujú cez prechodovú dĺžku aspoň 100 mm, takže tuhosť sa mení postupne namiesto stupňovitého.
Materiály pre-odolnosť proti nárazu pri ťahaní
| Komponent | Špecifikácia | Účel |
|---|---|---|
| Rybárska oceľ | Vysokopevná legovaná oceľ U75V-, pevnosť v ťahu 980 MPa alebo väčšia | Odoláva nárazom dlhých ťažkých vlakov |
| Vytvrdzovanie rybieho plátu | Nauhličený a kalený povrch, kalená hĺbka Väčšia alebo rovná 0,5 mm, tvrdosť väčšia alebo rovná 58 HRC | Odolnosť spoja proti opotrebovaniu a únave |
| Skrutky | 12,9-vysoká{2}}pevnosť, predbežný uťahovací moment 800 N·m | Udržuje zovretie kĺbov pri silných{0}}vibráciách |
| Čelá koľajníc | Zem, odchýlka rovinnosti Menšia alebo rovná 0,02 mm | Tesné priliehanie k doštičke, žiadna lokálna koncentrácia zaťaženia |
U75V je vybraný, pretože jeho minimálna pevnosť v ťahu 980 MPa dáva spoju schopnosť absorbovať náraz 10 000- ton vlakov bez trvalej deformácie. Proces tepelného spracovania počas výroby rybieho plechu musí byť prísne kontrolovaný, aby sa zabránilo prehriatiu materiálu, a každá výrobná dávka je pred odoslaním testovaná na mechanické vlastnosti.
Bezproblémová modernizácia bežných spojov
Premena obyčajného spoja doska na bezšvíkový zváraný spoj prebieha v piatich krokoch. Najprv odstráňte pôvodné podložky a skrutky a očistite hrdzu a olej z čelných plôch koľajníc, aby boli povrchy zbavené nečistôt. Po druhé, predhrejte spoj na zváranie na 200 až 300 stupňov v zóne 100 mm na oboch stranách, aby ste zabránili vzniku trhlín za studena. Po tretie, zvarte spoj aluminotermickým procesom s použitím zodpovedajúcej triedy taviva, reguláciou výstuže zvaru na 0 až 2 mm, aby sa pevnosť zvaru zhodovala s telom koľajnice. Po štvrté, zbrúste zvar v jednej rovine s povrchom koľajnice na drsnosť Ra 3,2 alebo lepšiu, čím sa eliminuje náraz-koľajnice. Po piate, nainštalujte novú elastickú doštičku ako pomocnú výstuž na zvýšenie odolnosti proti únave dodatočne namontovaného spoja. Po konverzii je zvar podrobený ultrazvukovej skúške, aby sa potvrdilo, že je bez defektov predtým, ako sa linka vráti do prevádzky.
Kontrola a odstraňovanie porúch
V prevádzke sa spoje rybieho taniera kontrolujú v pevnom cykle. Ultrazvukové testovanie sa vykonáva mesačne, aby sa zistili praskliny vo zvare alebo okolo otvorov pre skrutky, a každá trhlina 3 mm alebo väčšia sa okamžite ošetrí. Vizuálna kontrola kontroluje deformáciu a koróziu príchytky: príchytka zdeformovaná o 2 mm alebo viac alebo s hrdzou pokrývajúcou 20 % alebo viac svojej plochy sa musí vymeniť. Krútiaci moment skrutiek sa štvrťročne testuje a ak sa krútiaci moment zníži o 10 % alebo viac, skrutky sa dotiahnu; skrutky, ktoré po opätovnom utiahnutí nedokážu udržať štandard, sa vymenia. Pravidelne sa meria opotrebovanie povrchu koľajnice v spoji; opotrebenie hlbšie ako 1 mm sa opraví brúsením a silne opotrebované koľajnice sa vymenia. Pri dodatočne namontovaných bezšvíkových spojoch sa každoročne vykonáva metalografické testovanie, aby sa pozorovali zmeny štruktúry zvaru a zabránilo sa degradácii pevnosti v dôsledku starnutia zvaru. Ošetrenie porúch sa vždy riadi princípom ochrany prevádzky ako prvého a opravy až potom, aby sa malá chyba nikdy nerozšírila do zlyhania{11}}bežnej linky.
Často kladené otázky
Q1: Ako sa meria odchýlka tuhosti spoja?
Vertikálna a bočná tuhosť spoja sa meria zaťažovacími skúškami na paneli koľaje a výsledky sa porovnávajú s tuhosťou telesa koľajnice. Odchýlka v rozmedzí ±10 % spĺňa cieľ uniformizácie.
Otázka 2: Prečo sa na vysokorýchlostných-doštičkách používa osem skrutiek?
Osem skrutiek rozprestiera silu predbežného utiahnutia rovnomerne pozdĺž spoja, znižuje koncentráciu napätia v každom otvore a pri vysokofrekvenčnom zaťažení- drží podložku pevne pritlačenú ku koľajnici.
Otázka 3: Kedy je bezproblémová dodatočná montáž lepšia ako výmena spoja?
Retrofit sa volí vtedy, keď je samotná koľajnica zdravá a problémom je diskontinuita spoja. Ak cesta na konci koľajníc už zmenšila prierez, konce koľajníc by sa mali pred zváraním orezať alebo koľajnica vymeniť.
Q4: Aká je funkcia vrstvy elastického vankúša v spoji?
3 mm vankúš kompenzuje malý zostávajúci rozdiel tuhosti medzi spojom a telesom koľajnice, zmäkčuje prechod a chráni zvar pred únavou z ohybu.
Otázka 5: Prečo sa každoročne robí metalografické testovanie dodatočne namontovaných zvarov?
Zvarové spoje v prevádzke starnú: štruktúra zvaru môže zdrsniť alebo vytvoriť mikro-defekty. Ročný metalografický odber vzoriek zisťuje tieto zmeny včas, takže spoj môže byť opravený alebo vymenený skôr, ako pevnosť klesne pod požadovanú úroveň.