Mecanisme d'acoblament de fatiga i desgast per desgast dels clips de rail elàstic sota càrregues dinàmiques d'alta-freqüència als trens
P1: Què hi ha entre el clip i la superfície de contacte del rail, i en quines condicions es produeix més fàcilment?
A1: El fretting es refereix al moviment relatiu alternatiu amb una amplitud extremadament petita (generalment nivell de micres a mil·límetres) entre dos components fermament connectats sota vibració externa. Per als clips elàstics, la vibració vertical i lateral d'alta freqüència generada pels trens d'alta-velocitat provoca un lleuger lliscament al punt de contacte entre el rail i el clip. Quan el clip no pot proporcionar una restricció rígida completa, el fretting es produeix contínuament. És especialment significatiu en seccions amb força de subjecció insuficient, alta elasticitat del coixinet i forta vibració lateral en seccions corbes, provocant una fricció i extrusió contínues entre les superfícies de contacte i un dany persistent per fregament.
P2: Com fa que el desgast del fretting fa malbé gradualment la superfície de treball del clip?
A2: Durant el fretting, es produeixen deformacions plàstiques repetides, adherència i cisalla a la superfície metàl·lica de l'àrea de contacte, donant lloc a un enduriment i esquinçament del treball, formant restes fines de desgast. La majoria d'aquests residus són òxid de ferro amb una duresa elevada, que forma un desgast abrasiu de tres-cossos dins de la superfície de contacte i talla encara més les superfícies de la base del clip i del rail. A la llarga, apareixen ranures de desgast evidents, trituració superficial i pèrdua de material a la superfície de treball del clip, destruint l'estat d'ajust i canviant el punt de tensió contínuament, provocant una disminució contínua de la força de subjecció efectiva.
P3: Quina diferència hi ha entre la fatiga per angoixa i la fatiga ordinària, i per què és més perjudicial?
A3: La fatiga ordinària és causada principalment per esforços de flexió alterns externs, amb esquerdes que s'inicien des de zones internes o de concentració d'estrès; La fatiga per traspàs resulta de la combinació de desgast per traspàs i tensió alterna. El fretting forma un gran nombre de micro-esgarrapades, forats i capes de treball-endurides a la superfície, que són fonts naturals d'esquerdes. Al mateix nivell d'estrès, les esquerdes de fatiga per fretting s'inicien diverses vegades més ràpidament que la fatiga ordinària, amb camins de propagació més complexes, sovint mostrant el desenvolupament simultani de múltiples esquerdes. Per tant, la fatiga per fricció pot provocar esquerdes o fractures sobtades dels clips abans d'arribar a la vida útil del disseny, amb un fort ocultament i perill.
P4: Quines condicions de la pista agreugen significativament els danys per fatiga del fretting dels clips?
A4: en primer lloc, els ferrocarrils d'alta-velocitat i interurbans amb alta velocitat i freqüència de vibració intensifiquen el fregament. En segon lloc, les corbes de -radi petit i les corbes de transició amb forces laterals complexes augmenten l'amplitud de lliscament. En tercer lloc, les seccions amb ondulació del carril i irregularitats d'unió milloren la vibració d'impacte i augmenten bruscament els cicles de fretting. En quart lloc, les seccions amb una força de subjecció baixa-a llarg termini i una nova tensió intempestiva ofereixen un espai de fregament més gran. A més, els entorns de sorra i pols del vent-introdueixen abrasius externs, que acceleren tant el desgast com els danys per fatiga.
P5: Com suprimir la fatiga del fretting des dels aspectes de disseny, material i operació i manteniment?
A5: En disseny, optimitzeu el perfil del clip i l'arc de contacte per millorar la forma física i reduir l'espai de fretting; augmentar adequadament la força de subjecció del disseny per millorar la restricció de la interfície. En material, seleccioneu acer de molla amb millor resistència al fregament, combinat amb granallat, cementació i altres processos d'enfortiment de la superfície per millorar la duresa de la superfície i l'esforç de compressió, retardant l'inici de micro-esquerdes. En funcionament, implementeu estrictament el reajustament del parell per evitar l'atenuació de la força de subjecció; irregularitats oportunes del carril per reduir l'impacte de la vibració; Inspeccioneu regularment el desgast de la superfície del clip i substituïu els clips desgastats amb antelació per evitar la propagació de les esquerdes a nivells perillosos.