El cicle de treball d'una fixació de ferrocarril miner
Els ferrocarrils miners es diferencien dels ferrocarrils de viatgers de la línia principal en tres aspectes que dominen el disseny de la subjecció: càrregues per eixos, medi ambient i accés de manteniment. Els trens de mineral i carbó funcionen habitualment a 30 tones o més per eix, el que significa que cada clip, cargol i placa base es carreguen prop del seu límit de fatiga. La pista està envoltada de pols abrasiu - fins de carbó, concentrat de mineral de ferro o sobrecàrrega - que s'obre pas en fils, clips i aïllants com el compost de solapa. I com que la línia passa per fosses i zones d'emmagatzematge, les finestres de manteniment són curtes i l'accés és deficient. Per tant, un sistema de fixació per al servei de mineria es selecciona i es configura de manera diferent a un sistema de línia principal estàndard, i els operadors que el tracten de la mateixa manera ho paguen en fallades de components i risc de descarrilament.
Disseny de càrrega pesada-: cargols de gran mida i clips reforçats
El nucli estructural d'una fixació de mineria és el conjunt de cargols-i-clips. Els diàmetres dels cargols comencen a M24 i augmenten, perquè la força de tancament ha de subjectar el rail tant contra la càrrega vertical de la roda com contra les forces laterals generades per corbaments pesats. Els clips de molla estan fets d'acer de molla-tractat tèrmicament, de manera que mantenen la seva força de subjecció després de cicles de deflexió repetits; un clip que pren un conjunt permanent perd la càrrega de puntera que manté el peu del rail pressionat cap avall. Les plaques de base s'engrossixen i, de vegades, són nervades per repartir la càrrega concentrada a la travessa, i el coixinet del rail sota el peu és d'un grau de càrrega alt-com ara TPEE o HDPE en lloc d'un coixinet de goma suau. El resultat és un sistema que accepta l'impacte dels vagons sobrecarregats o de rodes-aplanades sense que s'hagi produït un error de subjecció immediata.
Resistència a la pols: segellat del mecanisme de subjecció
La pols abrasiva destrueix les fixacions de dues maneres: encalla els fils i els seients dels clips de manera que la força de subjecció disminueixi, i elimina el recobriment de protecció contra la corrosió-, exposant l'acer a l'òxid. Per tant, les fixacions de mineria estan dissenyades amb juntes segellades - el seient del clip i les butxaques dels cargols estan tancats o protegits perquè la pols no s'acumuli a les superfícies de treball - i amb recobriments que toleren l'abrasió, normalment galvanització per immersió en calent- o un sistema més gruixut de zinc- al clip i el cargol. La neteja regular amb aire comprimit forma part del règim de manteniment: la pols que es deixa acumular al voltant del peu de clip afluixa la pinça i accelera el desgast. Quan hi ha exposició química - -sals de gel a l'hivern o pols de mineral corrosiu - components recoberts d'acer inoxidable o zinc-níquel, canals de drenatge que eliminen les sals i inspeccions anuals de recobriment.
Cant del carril i comportament de corba
A les corbes, el sistema de fixació manté el rail inclinat - la inclinació lateral del rail, normalment entre 1:40 i 1:20 - mitjançant coixinets en forma de falca-o plaques de base ajustables. La inclinació correcta manté el pegat de contacte de la roda-centrat al capçal del rail, la qual cosa redueix directament el desgast de la brida i la fatiga del clip. La inclinació s'estableix a la instal·lació i es torna a-verificar durant el manteniment, i la fixació permet un ajustament fi per compensar l'assentament de la via i la fluïdesa del llast. Una fixació solta o col·locada de manera incorrecta canvia el cant efectiu, augmenta el risc de contacte amb brides i, en el pitjor dels casos, contribueix al descarrilament en corbes de mineria estretes, per això és obligatori la comprovació de parell i inclinació en els trams de corba.
Components compostos vs acer
Els components de fixació compostos - les plaques base i els aïllants de plàstic reforçats amb fibra-- són aproximadament un 40% més lleugers que l'acer, resisteixen completament la corrosió i són aïllants elèctricament, cosa que és valuosa en seccions electrificades on s'ha de controlar el corrent dispers. La seva menor capacitat de càrrega els limita a les tasques de tren lleuger i de trànsit urbà. L'acer segueix sent l'opció per a la mineria i el transport de mercaderies perquè només l'acer suporta càrregues d'eix de més de 30 t amb una vida a fatiga adequada, i el seu major cost inicial es recupera durant una llarga vida útil en climes moderats. A la pràctica, els sistemes de mineria utilitzen acer per a la ruta de càrrega i compostos només per a l'aïllament i les peces no-estructurals.
Planificació de la substitució
Com que el desgast en un entorn miner és inevitable, els operadors haurien de planificar cicles de substitució de subjecció de 5-7 anys a les seccions de desgast-extrem, en comparació amb els 10-20 anys a les vies de la línia principal. El cicle s'escurça en corbes pronunciades, en transicions i allà on l'entrada de pols és pitjor. Una estratègia d'adquisició pràctica és emmagatzemar un kit definit (clips, cargols, coixinets i aïllants de la mida de la secció específica del carril) de manera que una fixació desgastada es pugui substituir com un conjunt en lloc de fragmentar-se, mantenint la força de subjecció uniforme al llarg del carril.
Preguntes freqüents
Quina mida de cargol fan servir els sistemes de fixació de mineria?
L'estàndard de disseny per a treballs miners pesats és M24 i superior, amb el pas i el grau de la rosca adaptats a la força de subjecció necessària per a la càrrega de l'eix. Els cargols més petits només s'utilitzen en vies industrials lleugeres.
Per què les fixacions mineres necessiten juntes segellades?
L'embalatge de pols al seient del clip o a la rosca del cargol redueix la força de subjecció i actua com a abrasiu sobre el recobriment. Les juntes segellades mantenen netes les superfícies de treball perquè la força de subjecció es mantingui al valor de disseny.
Amb quina freqüència s'han de netejar les fixacions de mineria?
La neteja d'-aire comprimit es programa d'acord amb la càrrega de pols - a les línies de carbó i mineral, normalment amb cada cicle d'aixafament o inspecció. L'objectiu és evitar l'acumulació de pols-al voltant del peu del clip i les butxaques dels cargols.
Les fixacions compostes poden suportar les càrregues de l'eix de la mineria?
No. Les plaques base compostes no tenen la capacitat de càrrega per a càrregues d'eix de més de 30 t i es limiten al tren lleuger i al trànsit urbà. Les línies mineres utilitzen camins de càrrega d'acer amb peces compostes només per a l'aïllament.
Quina és la vida útil típica d'un conjunt de fixació de mineria?
En seccions de desgast-extrem, 5-7 anys és la xifra de planificació realista. La vida real depèn de la càrrega de l'eix, el radi de la corba, la gravetat de la pols i la disciplina de manteniment, i s'ha de fer un seguiment dels registres d'inspecció.