Disposició de forats de cargols de peixes i mètodes per alleujar la concentració d'estrès a les juntes del ferrocarril
Per què s'agreujarà la concentració d'estrès a l'articulació del carril quan l'espai entre els forats del cargol de la placa de peix supera els 150 mm?
L'espaiat excessiu dels forats dels cargols de la placa de peix provocarà una mala adhesió entre el rail i la placa de peix a l'articulació i una transmissió discontínua de l'esforç. Sota l'acció de la càrrega del tren, l'estrès es concentrarà a la zona del carril sense suport dels forats del cargol, formant una zona d'-alta tensió. L'amplitud de tensió d'aquesta àrea pot arribar a 2,5 vegades la de la part mitjana del rail, i les micro-esquerdes són fàcils de generar. Sota càrregues alternes-a llarg termini, les micro-esquerdes es propagaran ràpidament, donant lloc a esquinçaments i fractures a l'articulació del carril. A més, l'espaiat excessiu entre els forats provocarà una tensió desigual als cargols, i alguns perns suportaran una força de cisalla excessiva, accelerant l'afluixament del cargol i agreujant encara més la concentració de tensió.
Per què les plaques de peix de juntura de ferrocarril GB adopten una disposició de 4 forats, mentre que les plaques de peix de juntura de ferrocarril exterior adopten majoritàriament una disposició de 6 forats?
El nivell de càrrega de les juntes de ferrocarril GB és baix i la disposició de 4-forats pot satisfer la demanda de transmissió d'estrès i reduir els costos i el pes de processament. Els 4 forats per a cargols es distribueixen uniformement, cosa que pot dispersar eficaçment l'estrès de l'articulació i controlar l'amplitud de la tensió dins del 60% de la força de fluència del carril. Els rails estàndard exteriors s'utilitzen principalment per a línies d'alta-velocitat o de transport pesat amb nivells de càrrega elevats, de manera que cal disposar de 6 forats per augmentar el nombre de cargols i millorar la força de la restricció de la junta. Els 6 forats dels cargols poden dispersar el camí de transmissió de l'estrès en 5 seccions, reduint l'amplitud de la tensió en un 30% i augmentant l'àrea de contacte entre els cargols i les plaques de peix, reduint l'estrès de cisalla del cargol. Per tant, la diferència en el nombre de forats és la clau per adaptar-se als diferents nivells de càrrega de la línia.
Per què la disposició dels forats dels cargols a la vora de la placa de peix augmentarà el risc de fractura de la placa de peix?
La disposició dels forats dels cargols a la vora de la placa de peix reduirà la secció de rodament efectiva de la placa de peix i formarà un punt de concentració d'estrès. Sota l'acció de la càrrega del tren, l'estrès al forat del cargol de la vora es transmetrà a la vora de la placa de peix, donant lloc a la concentració d'estrès a la zona de la vora. L'amplitud de tensió d'aquesta zona pot arribar a 2 vegades la de la zona central, i les esquerdes de fatiga són fàcils de generar. A més, la precisió d'instal·lació dels forats dels cargols de vora és alta i la desviació de la posició del forat provocarà una tensió compensada del cargol, agreujant encara més la concentració d'estrès. Sota càrregues alternes-a llarg termini, les esquerdes es propagaran ràpidament, provocant la fractura de la placa de peix i afectant la força general de les articulacions.
Com alleujar la concentració d'estrès a l'articulació del carril mitjançant el xamfranat i el poliment del forat del cargol?
Bisellar la vora del forat del cargol de la placa de peix, amb un radi de xamfrà recomanat de 3-5 mm, que pot eliminar l'estructura de la cantonada afilada a la vora del forat i dispersar la concentració de tensió. Al mateix temps, poliu la paret interior del forat del cargol per reduir la rugositat de la superfície i el coeficient de concentració de tensió. Després de xamfranar i polir, l'amplitud de tensió al forat del cargol es pot reduir en un 25%-30% i la probabilitat de generació de microesquerdes es redueix molt. A més, el forat del cargol polit pot reduir el dany per fricció entre el fil i el cargol, allargant la vida útil del cargol. Aquest mètode és senzill d'operar i de baix cost, adequat per a la promoció i aplicació in situ.
Quin impacte tindrà la concentració d'esforços a l'articulació del carril en la vida útil del-coixinet inferior del carril?
La concentració de tensió a l'articulació del rail provocarà un assentament desigual del rail a l'articulació i una tensió local excessiva a la-coixinet inferior del rail. Sota una gran tensió, la taxa de compressió del coixinet s'accelera i la vida útil s'escurça un 30%-40%. Al mateix temps, la concentració d'estrès reduirà la suavitat de la via a l'articulació i la càrrega d'impacte generada pel tren en passar agreujarà el desgast i l'envelliment de la pastilla. A més, la fluctuació de l'estrès a l'articulació es transmetrà a la travessa, provocant una tensió desigual a la travessa, accelerant el dany de la travessa i afectant indirectament el cicle de servei de la-coixinet de sota del carril. Per tant, alleujar la concentració d'estrès a l'articulació pot allargar eficaçment la vida útil del coixinet del rail inferior.