Tvrdoća materijala balastne ploče i njen odnos sa mehanizmom za prevenciju rizika od kolapsa spavača
Zašto će tvrdoća materijala tlačne ploče koja prelazi HRC40 povećati rizik od zgnječenja betonskog praga?
Tlačna čvrstoća betonskih pragova je obično C60-C80, što odgovara dozvoljenom tlačnom naprezanju od 30-40MPa. Kada tvrdoća materijala tlačne ploče premaši HRC40, površinska tvrdoća je visoka, površina kontakta sa pragom je mala, a tlačni napon po jedinici površine će se povećati za 25% -30%, premašujući dopušteno tlačno naprezanje praga. Pod dejstvom velikog naprezanja, prag će izazvati lokalno gnječenje, sa naprslinama i lomljenjem. Pod dugotrajnim naizmjeničnim opterećenjima, pukotine će se brzo širiti, što će dovesti do loma praga i utjecati na ukupnu stabilnost kolosijeka. Osim toga, potisne ploče s pretjerano visokom tvrdoćom lako dolaze u čvrst kontakt sa pragom, što pogoršava trošenje praga i dodatno povećava rizik od prignječenja.
Zašto pragovi običnih-brzinskih vodova biraju potisne ploče sa HRC35-38 umjesto onih sa HRC40 ili više?
Tlačna čvrstoća betonskih pragova običnih-brzinskih vodova je C60, a dozvoljeno tlačno naprezanje je 30MPa. Potisne ploče sa HRC35-38 imaju umjerenu površinsku tvrdoću, veliku površinu kontakta sa pragom, a tlačno naprezanje po jedinici površine je kontrolisano unutar 25MPa, niže od dozvoljene vrijednosti. Potisne ploče ove tvrdoće imaju dobru otpornost na habanje, ne deformiraju se lako i mogu efikasno zaštititi spavač od gnječenja. Potisne ploče sa HRC40 ili više imaju previsoku tvrdoću, a jedinično tlačno naprezanje premašuje standard, što je lako uzrokovati drobljenje pragova, što nije prikladno za obične-brzinske vodove. Stoga obične-brzine biraju potisne ploče srednje tvrdoće, balansirajuću silu stezanja i potrebe zaštite praga.
Rizik od prignječenja praga je visok kod teških-puteva. Kako to spriječiti odabirom materijala tlačne ploče?
Teški{0}}vodovi imaju velika osovinska opterećenja, a tlačno naprezanje praga može doseći više od 50 MPa. Potrebno je odabrati tlačne ploče od kaljenog i kaljenog legiranog čelika sa HRC38-42. Tvrdoća ovog materijala je umjerena. Nakon obrade karburiziranjem, otpornost na habanje je poboljšana za 30%, a istovremeno se može smanjiti kontaktno naprezanje sa pragom. Osim toga, kontaktna površina između tlačne ploče i praga može se povećati kako bi se kontroliralo tlačno naprezanje po jedinici površine unutar 35 MPa, niže od dopuštenog tlačnog naprezanja praga. U isto vrijeme, materijali tlačne ploče visoke žilavosti su odabrani kako bi se izbjegla deformacija potisne ploče uzrokovana udarom opterećenja, dodatno smanjujući rizik od prignječenja pragova.
Kakav će uticaj niska tvrdoća materijala potisne ploče imati na ukupne performanse sistema za stezanje šina?
Potisne ploče niske tvrdoće materijala imaju slabu sposobnost otpora na plastičnu deformaciju i sklone su deformaciji savijanja pod djelovanjem opterećenja vlaka. Deformirana tlačna ploča ne može biti blizu osnove šine, a sila stezanja se smanjuje za 20%-30%, što dovodi do bočnog pomaka šine i povećanog odstupanja kolosijeka. U isto vrijeme, deformirana tlačna ploča će formirati praznine s pragom, diskontinuirani prijenos naprezanja, pogoršavajući lokalni stres na pragu i povećavajući rizik od prignječenja. Osim toga, deformacija potisne ploče će uzrokovati neravnomjerno opterećenje na elastičnim obujmicama, ubrzavajući elastični zamor i skraćujući vijek trajanja. Stoga, tvrdoća materijala tlačne ploče mora zadovoljiti zahtjeve dizajna kako bi se izbjegla degradacija performansi sistema zbog nedovoljne tvrdoće.
Kako testirati tvrdoću materijala potisne ploče na-mjestu kako biste bili sigurni da odgovara čvrstoći na pritisak praga?
Tester tvrdoće po Rockwellu se može koristiti za testiranje površinske tvrdoće tlačne ploče na-gradilištu. Za konvencionalne brze vodove, tvrdoća tlačne ploče treba biti kontrolirana unutar HRC35-38, a za vodove s velikim opterećenjem, trebala bi biti HRC38-42. Istovremeno, potrebno ga je kombinirati s ispitivanjem tlačne čvrstoće praga. Ako je prag C60, dozvoljeno tlačno naprezanje je 30MPa, a tvrdoća tlačne ploče ne bi trebala prelaziti HRC38; ako je prag C80, dozvoljeno tlačno naprezanje je 40MPa, a tvrdoća tlačne ploče može se povećati na HRC42. Osim toga, može se provesti ispitivanje prignječenja, primjenom nazivnog opterećenja na potisnu ploču i promatranjem da li se prag prignječi, osiguravajući podudarnost tvrdoće. Tek nakon položenog testa staza se može staviti u upotrebu.