Zašto Fishplate zglobovi otkazuju
Spojevi ribljih ploča otkazuju na tri karakteristična načina. Najčešća je pukotina oko rupa za vijke: faktor koncentracije naprezanja kod obrađene rupe za vijke može doseći oko 3,0, a pod naizmjeničnim opterećenjem kotača pukotine od zamora počinju na rubu rupe i rastu prema van. Drugi način je trošenje kontaktne površine između riblje ploče i tračnice, uzrokovano malim relativnim klizanjem koje nastaje kada se spoj savija ispod svake osovine; kada dubina habanja prijeđe oko 0,5 mm, spoj spoja popušta i cijeli sklop počinje s radom. Treći način je fraktura tijela, gdje pukotina raste do kritične dužine i riblja ploča se iznenada lomi; ovo se najčešće viđa na teškim-putevima i predstavlja kvar koji dovodi zglob iz upotrebe bez upozorenja. Kvalitet ugradnje kontroliše stopu oštećenja: vijci koji su pod{7}}zategnuti ostavljaju otvoreni zazor i pojačavaju koncentraciju naprezanja, dok preko-zatezanje plastično deformiše riblju ploču i smanjuje njenu otpornost na zamor. Korozija na obalnim linijama ubrzava rast pukotina, a niske temperature smanjuju žilavost, tako da su spojevi s hladnom{10}}klimom potrebni materijali provjereni za nisku{11}energiju udara.
Gradijentno jačanje: jedan dio, dvije mikrostrukture
Gradijentno ojačanje kombinuje kaljenje matrice sa površinskim očvršćavanjem u jednoj komponenti. Riblja ploča je prvo kaljena i temperirana: zagrijana na 860-880 stepeni, kaljena, zatim kaljena na 580-600 stepeni, čime se dobija kaljena sorbitna matriksa visoke žilavosti, verifikovana Charpyjevom udarnom energijom od najmanje 50 J na -20 stepeni (testirano na 2 ISO / 14 GB/148). Površina se zatim očvršćava indukcijom, koja lokalno zagrijava kontaktnu površinu i zonu oko otvora za vijke na 900-920 stepeni nakon čega slijedi brzo hlađenje, formirajući kaljeni martenzitni sloj debljine 2-3 mm na 55-60 HRC. Prijelazni sloj između tvrde površine i žilave matrice je kontroliran na 1-2 mm tako da je promjena svojstva postepena; nagla promjena bi stvorila vlastitu koncentraciju stresa. Gotova riblja ploča je tvrda tamo gdje klizi i haba, i čvrsta gdje mora apsorbirati udar.
-Procesi otpornosti na habanje za kontaktno lice
| Proces | Layer Thickness | Tvrdoća | Best Fit |
|---|---|---|---|
| Indukcijsko kaljenje | 2-3 mm | Veći ili jednak 55 HRC | Standard lines; wear resistance >3x neliječeno |
| Zavarivanje plazma sprejom | 3-4 mm | 60-65 HRC | Teške vučne linije; preklop od legure na bazi gvožđa |
| Gasno nitriranje | 0,3-0,5 mm | 900-1000 HV | Obalna/korozivna okruženja |
Indukcijsko kaljenje je najčešće korišteni put: brz je, lokalni i ponovljiv. Zavarivanje plazma raspršivanjem nanosi sloj legure na bazi željeza-4 mm debljine 60-65 HRC, otprilike udvostručujući vijek trajanja induktivno-otvrdnute površine, a specificirano je za teške-teške ploče za izvlačenje. Gasnim nitriranjem na 520-540 stepeni formira se tanak, vrlo tvrd i otporan na koroziju sloj pogodan za priobalne usluge. Bez obzira na proces, kontaktna površina mora biti očišćena od kamenca i defekata do Ra manjeg ili jednakog 1,6 µm prije tretmana, a ravnost i točnost dimenzija gotove površine mora se ponovo provjeriti kako bi spoj pravilno pristajao na šinu.
Dizajn rupa za vijke zbog zamora
Rupe za vijke su mjesta gdje spojevi umiru, tako da se projektantski rad fokusira tamo. Izduživanje rupe u smjeru glavnog napona, eliptične rupe čija je duga os je u ravnini s putanjom opterećenja, smanjuje faktor koncentracije napona sa oko 3,0 na ispod 1,5 i naglo smanjuje vjerojatnost nastanka pukotine. Gdje je oblik rupe fiksiran standardnim crtežom, periferija rupe se hladno-valja kako bi se ostavio preostali kompresivni sloj debljine 0,2-0,3 mm na -300 do -400 MPa; tlačno zaostalo naprezanje kompenzira naizmjenična vlačna naprezanja i usporava rast pukotina. Lasersko gašenje je alternativa, stvrdnjavanje prstena širine 5-8 mm oko rupe do iznad 55 HRC. Sam zavrtanj je opremljen prelaznim spojem i razmakom od 0,05-0,1 mm, dovoljno čvrsto da se izbjegne udar i olabavljenje, dovoljno labav da izbjegne prethodno opterećenje ivice rupe. Nakon primjene procesa, prototipovi spojeva se testiraju na zamor kako bi se dokazalo da rupe preživljavaju potreban broj naizmjeničnih ciklusa opterećenja bez pukotina.
Ispitivanje prihvatanja zamora zglobova
Kvalifikaciono testiranje obuhvata tri indikatora. Vijek trajanja zamora je provjeren na spojnoj platformi koja primjenjuje simulirana opterećenja kotača: spojevi za velike-pruge moraju proći 5 miliona ciklusa bez oštećenja, teški-zglobovi za vuču 3 miliona, a konvencionalni-zglobovi za velike brzine 2 miliona. Napon oko rupa za vijke mjeri se mjeračima naprezanja tijekom ispitivanja i mora ostati ispod granice zamora materijala s faktorom koncentracije naprezanja ne većim od 1,5. Istrošenost kontaktnog- lica se mjeri profilometrom nakon ispitivanja i ne smije prelaziti 0,2 mm. Prijem serije dodatno provjerava točnost dimenzija i distribuciju tvrdoće; serija prođe kada svi indikatori zadovolje specifikaciju i stopa kvalifikacije serije je najmanje 98%, sa ne-neusklađenim dijelovima prerađenim ili rashodovanim. Sam šinski materijal pokriven je GB/T 2585-2021, sa zajedničkom praksom projektovanja prema AREMA poglavlju 4 za sjevernoameričke projekte.
Često postavljana pitanja
Zašto pukotine počinju na rupama za vijke, a ne na razmaku šine?
Rupa za vijke prekida protok naprezanja i množi lokalno naprezanje za faktor od oko 3, tako da čak i umjerena opterećenja savijanja proizvode lokalna naprezanja dovoljno visoka da započnu zamorne pukotine; sam jaz uglavnom kontroliše habanje i udar.
Kojim momentom treba zategnuti vijke riblje ploče?
Moment je postavljen veličinom zavrtnja i standardom pričvršćivanja za liniju; glavno pravilo je postizanje specificiranog prednaprezanja bez prekomjernog-zatezanja, jer pod-momentom otvaraju otvor zgloba, a preko-moment plastično deformiše riblju ploču.
Mogu li se nitrirane riblje ploče ponovno{0}}brušiti nakon trošenja?
Samo unutar dubine sloja nitrida od 0,3-0,5 mm. Kada se brušenjem ukloni sloj, gube se zaštita od korozije i habanja i dio se mora zamijeniti ili ponovo obraditi.
Da li su eliptične rupe za vijke dozvoljene po svim standardima?
Ne. Standardne riblje ploče imaju kružne rupe na glavnom crtežu; eliptični dizajn je inženjerska mjera za posebne-fuge sa velikim opterećenjem i zahtijeva odobrenje projekta. Kada se oblik rupe ne može promijeniti, umjesto toga se koristi valjanje ili laserska obrada periferije.
Koliko dugo traje grajent{0}}ojačana riblja ploča?
Vijek trajanja ovisi o tonaži, osovinskom opterećenju i okruženju, ali kombinacija čvrste matrice, tvrdog kontaktnog lica i obrađenih rupa za vijke obično produžava vijek trajanja spoja daleko od običnih kaljenih-i-kaljenih ribljih ploča, zbog čega je standard za teška-prevoz i održavanje velikih-brzina spojeva.