Dizajn optimizacije naprezanja ploče ležaja na gusjenicama i tehnologija prilagođavanja dinamičkog opterećenja-tehnologija za teške-vodove opterećenja
Koje su karakteristike naprezanja i oblici loma gusječnih potisnih ploča u teškim-putevima?
Karakteristike naprezanja gusječnih potisnih ploča u teškim-vodovima za vuču se uglavnom manifestiraju kao naizmjenična bočna opterećenja visoke-, lokalna koncentracija naprezanja i dinamička superpozicija udara. Kada voz prođe, bočne vibracije šine se prenose na potisnu ploču, formirajući naizmjenično opterećenje frekvencije od 10-50Hz, što može uzrokovati oštećenje tlačne ploče od zamora. Dijelovi koncentracije napona tlačne ploče su uglavnom na dijelovima savijanja i oko rupa za vijke, s faktorom koncentracije naprezanja od preko 2,8, mnogo višim od razine naprezanja tijela potisne ploče, što je glavno područje gdje nastaju pukotine. Dinamička superpozicija udarca je tipična karakteristika teških{12}}puteva. Kada prođe voz s osovinskim opterećenjem od 30t ili više, on će stvoriti trenutno udarno opterećenje na potisnoj ploči, s vršnom vrijednošću više od 3 puta više od statičkog opterećenja, što će pogoršati plastičnu deformaciju potisne ploče. Oblici kvara potisnih ploča kolosijeka u linijama za teške transporte uglavnom uključuju tri tipa: lom zbog zamora na dijelovima savijanja, deformacija habanja oko rupa za vijke i ukupna plastična deformacija potisne ploče. Zamorni lom se najčešće javlja 1-2 godine nakon puštanja tlačne ploče u rad, a pukotine se protežu od dijelova savijanja do tijela; deformacija habanja oko rupa za vijke uzrokovana je relativnim klizanjem između potisne ploče i vijaka, a kada količina habanja prelazi 2 mm, efekat pričvršćivanja će se smanjiti; ukupna plastična deformacija se manifestuje kao odvajanje pritisne površine potisne ploče od bočne strane šine, što ne može ograničiti bočni pomak šine i direktno ugrožava bezbednost vožnje.
Koja je osnovna shema dizajna za optimizaciju naprezanja strukture tlačne ploče kolosijeka?
Osnovna shema dizajna za optimizaciju naprezanja strukture potisne ploče kolosijeka je dizajn disperzije napona, promjenjivo podudaranje poprečnog-poprečnog presjeka i povećanje kontaktne površine. Dizajn disperzije napona mijenja savijanje pod pravim uglom -pritiske ploče na prijelaz luka od R15-R20mm, smanjujući faktor koncentracije napona na dijelu savijanja sa 2,8 na ispod 1,3 i eliminišući izvor koncentracije napona. Promjenjivo podudaranje poprečnog-poprečnog presjeka prilagođava debljinu-poprečnog presjeka prema raspodjeli naprezanja tlačne ploče. U područjima koncentracije naprezanja kao što su dijelovi za savijanje i oko rupa za vijke,-debljina poprečnog presjeka se povećava sa 12 mm na 18 mm kako bi se poboljšala nosivost{15}}opterećenja; u ravnim područjima sa niskim-naprezanjem,-debljina poprečnog presjeka je smanjena sa 12 mm na 8 mm kako bi se postigao lagani dizajn uz osiguravanje ujednačene raspodjele naprezanja. Dizajn povećanja kontaktne površine mijenja način kontakta između potisne ploče i tračnice od kontakta linije do kontakta površine. Pritisna površina potisne ploče ima lučni dizajn, sa stepenom uklapanja većim ili jednakim 90% sa strane šine, smanjujući kontaktni napon i izbjegavajući lokalno habanje. Osim toga, optimizirajte raspored rupa za vijke na potisnoj ploči, promijenite jednoredne vijke u dvoredni-simetrični raspored, podesite razmak vijaka od 150 mm do 200 mm, tako da je opterećenje ravnomjerno raspoređeno na dva vijka, smanjujući opterećenje naprezanja jednog vijka. Nakon što je optimizacija konstrukcije završena, potrebna je analiza simulacije konačnih elemenata da se potvrdi, simulirajući udarno opterećenje teških vozova kako bi se osiguralo da je vrijednost naprezanja svakog dijela potisne ploče niža od granice zamora materijala.
Koje su mjere poboljšanja performansi materijala za potisne ploče u teškim-vodovima za vuču?
Mjere poboljšanja performansi materijala za potisne ploče u teškim-vodovima za vuču se fokusiraju na tri aspekta: materijal visoke-matrice, tretman površinskog ojačanja i modifikacija protiv-zamora. Materijal matrice koristi Q460 visoko{5}}nisko legirani čelik- umjesto tradicionalnog čelika Q235. Granica tečenja Q460 čelika je veća ili jednaka 460MPa, a vlačna čvrstoća je veća ili jednaka 550MPa, što je više nego dvostruko više od čelika Q235, sa odličnom otpornošću na plastičnu deformaciju. Tretman za površinsko ojačavanje usvaja kompozitni proces laserskog gašenja + brizganje. Ključni dijelovi kao što su dijelovi za savijanje i oko rupa za vijke na potisnoj ploči su podvrgnuti laserskom gašenju, s dubinom gašenja kontroliranom na 1,5-2mm, a površinska tvrdoća može doseći HRC50-55, poboljšavajući otpornost površine na habanje i otpornost na zamor; nakon gašenja, vrši se sačmarenje kako bi se formirao sloj zaostalog tlačnog naprezanja debljine 0,2-0,3mm na površini, sa vrijednošću zaostalog tlačnog naprezanja do -300MPa, neutralizirajući učinak naizmjeničnog vlačnog naprezanja i odgađajući početak zamornih pukotina. Modifikacija protiv zamora postiže se termičkom obradom kaljenja i kaljenja, usvajanjem procesa kaljenja + kaljenja na visokim temperaturama, sa temperaturom gašenja od 880-900 stepeni i temperaturom kaljenja od 600-620 stepeni, tako da materijal dobija strukturu kaljenog sorbita sa udarnom žilavosti većom od 5 ili jednakom žilavosti od 20 stepeni. poboljšanje dinamičke otpornosti materijala na udar. Za tlačne ploče u vodovima za teške transporte u korozivnim sredinama, na površinu se raspršuje fluorokarbonski premaz debljine 30-40 μm, koji ima odličnu otpornost na vremenske uvjete i koroziju, a stupanj adhezije premaza je veći ili jednak 1, čime se osigurava da se tokom dugotrajne upotrebe ne osipa.
Koje su ključne točke zajedničkog dizajna prilagođavanja između potisnih ploča kolosijeka, šina i vijaka?
Kolaborativni dizajn prilagođavanja između potisnih ploča, šina i vijaka treba da postigne tri cilja: koordinaciju naprezanja, usklađivanje veličine i kompatibilnost sa korozijom. U smislu koordinacije naprezanja, krutost potisne ploče treba da odgovara krutosti šine. Krutost potisne ploče za teške-vodove za vuču kontrolira se na 120-150kN/mm kako bi se osiguralo da se potisna ploča i šina sinhrono deformiraju pod udarnim opterećenjem vlaka, izbjegavajući koncentraciju naprezanja uzrokovanu razlikama u krutosti. U smislu podudaranja veličine, luk površine za pritiskanje potisne ploče treba biti u skladu sa lukom bočne strane šine. Luk potisne ploče prilagođen nacionalnim standardnim šinama je R130mm, a luk stranih standardnih šina je potrebno podesiti prema odgovarajućim standardima; prečnik otvora za vijke na potisnoj ploči treba da formira prelazno uklapanje sa prečnikom zavrtnja, sa zazorom prileganja kontrolisanim na 0,05-0,1 mm kako bi se izbegao kvar prijenosa opterećenja uzrokovan prevelikim zazorima. Što se tiče kompatibilnosti sa korozijom, površinski premazi potisne ploče, šine i vijka trebaju imati materijale sa istim potencijalom, kao što je premaz Dacromet, kako bi se izbjegla elektrohemijska korozija uzrokovana razlikama potencijala; Na kontaktnu površinu između potisne ploče i šine postavljena je izolaciona brtva debljine 2 mm, koja ne samo da može ublažiti vibracije, već i spriječiti koroziju uzrokovanu direktnim kontaktom između dva metala. Kolaborativni dizajn adaptacije također treba uzeti u obzir proces instalacije. Instalacioni moment potisne ploče treba da odgovara stepenu obrtnog momenta zavrtnja. Instalacioni moment potisne ploče za vodove za teške transporte kontroliše se na 800-900N·m kako bi se osiguralo da se sila pritiska potisne ploče na šinu stabilno održava na 25-30kN, postižući pouzdano ograničenje.
Koji su indikatori ispitivanja performansi i standardi prihvatljivosti za potisne ploče u teškim-putevima?
Indikatori ispitivanja performansi potisnih ploča u teškim-vodovima za vuču uključuju tri kategorije: indikatore mehaničkih performansi, indikatore performansi zamora i indikatore prilagođavanja instalacije. Indikatori mehaničkih performansi ispituju granicu tečenja, vlačnu čvrstoću i udarnu žilavost materijala. Granica tečenja čeličnih ploča pod pritiskom Q460 je veća ili jednaka 460MPa, vlačna čvrstoća veća ili jednaka 550MPa, i -žilavost na udar od 20 stepeni veća ili jednaka 50J; površinska tvrdoća se ispituje pomoću Rockwell testera tvrdoće, a tvrdoća kaljenih dijelova je veća ili jednaka HRC50. Indikatori performansi zamora se testiraju na stolu za ispitivanje zamora, primjenom naizmjeničnog opterećenja frekvencije od 30Hz i amplitude opterećenja od 20-30kN. Pritisna ploča mora proći 2 miliona ciklusa opterećenja bez pukotina, a vijek trajanja je više nego dvostruko veći od tradicionalnih tlačnih ploča. Indikatori prilagodbe ugradnje testiraju točnost dimenzioniranja i pristajanje tlačne ploče. Odstupanje debljine potisne ploče manje od ili jednako ±0,5 mm, odstupanje širine manje ili jednako ±1 mm; stepen uklapanja sa šinom veći ili jednak 90%, a odstupanje od vertikalnosti potisne ploče nakon ugradnje manje ili jednako 1 stepen; odstupanje od stepena položaja rupe za vijke Manje ili jednako ±0,5 mm kako bi se osigurala precizna ugradnja vijka. Standard prihvatanja je da svi indikatori ispitivanja ispunjavaju standarde, a stopa kvalifikacije iste serije potisnih ploča je veća ili jednaka 99%; instalirane potisne ploče moraju biti podvrgnute-testiranju opterećenja na gradilištu, a kada prođu teški{26}}vozovi, maksimalno naprezanje potisne ploče je manje ili jednako dozvoljenom naprezanju materijala; godišnja stopa oštećenja tokom servisa Manja ili jednaka 0,5%, zadovoljavajući dugoročne operativne zahtjeve za teške transportne linije. Nekvalifikovane potisne ploče moraju biti potpuno otpadne i strogo im je zabranjen ulazak na gradilište.