Què fa la placa de subjecció
La placa de subjecció subjecta la base del rail contra el travessi o la placa base i resisteix les forces laterals de la marxa, la corba i el canvi del tren. Quan un conjunt de rodes empeny el rail cap als costats, la placa ha de mantenir el peu del rail en posició de manera que el calibre es mantingui constant i el rail no pugui girar. La retenció lateral del sistema de subjecció és un dels paràmetres verificats en la prova d'acceptació del sistema, i la placa de subjecció és el component que porta la major part d'aquesta funció. Una placa plana proporciona la restricció bàsica, però la seva rigidesa a la flexió està limitada per la seva secció rectangular i el seu contacte amb el rail és una línia estreta. En donar forma a la-secció transversal, la placa guanya rigidesa a la flexió i distribueix el contacte sobre una àrea més gran i conforme, per això existeixen els dissenys especials en forma-.
Tipus de-seccions transversals i les seves característiques estructurals
| Secció | Geometria | Ús típic | Guanyar sobre el plat pla |
|---|---|---|---|
| Secció L | Una cama contra la cintura de la barana, una cama fixada al llit | Línies de velocitat ordinària, ferrocarril urbà | Mòdul de secció un 30 per cent més alt |
| Secció de canal | La ranura central s'enganxa a l'espatlla del rail | Línies-d'alta velocitat | Retenció lateral fins al doble de la placa plana |
| Secció d'arc | El contacte còncau envolta l'espatlla del rail | Línies de transport-pesades | Estrès de contacte uniforme, sense sobrecàrrega local |
La secció L augmenta el mòdul de la secció en un 30 per cent sobre una placa plana del mateix material i gruix, de manera que pot tenir una empenta lateral més alta i és una actualització senzilla per a la pista de velocitat normal. La secció del canal afegeix una ranura que niu l'espatlla del rail, augmentant l'ajust i bloquejant la placa al perfil del rail; la seva retenció lateral pot arribar al doble de la d'una placa plana, per això els sistemes d'alta-velocitat l'utilitzen. La secció d'arc coincideix amb la curvatura de l'espatlla del rail, de manera que la tensió de contacte es manté uniforme i la placa no pot doblegar-se localment en una vora afilada; això s'adapta a les càrregues d'impacte fort del trànsit pesat-de transport. Les tres geometries es verifiquen mitjançant anàlisi d'elements finits sota la càrrega lateral màxima, i el criteri de disseny és que la placa no mostri deformació plàstica a aquesta càrrega.
La mecànica de la secció modelada
El guany de rendiment té tres fonts. En primer lloc, la rigidesa a la flexió. La rigidesa a la flexió d'una secció és proporcional al seu moment d'inèrcia, i les seccions formades augmenten el moment d'inèrcia entre un 25 i un 40 per cent sobre una placa plana, de manera que sota la mateixa càrrega lateral la deflexió és menor i la força de retenció es manté estable. En segon lloc, l'estrès de contacte. La superfície de contacte en forma segueix el contorn del carril, distribueix la pressió i redueix el factor de concentració d'estrès d'uns 2,0 en una placa plana a menys d'1,2, de manera que el risc d'iniciació d'esquerdes a la vora de contacte disminueix bruscament. En tercer lloc, la direcció de la força. La geometria de la placa està orientada de manera que la força lateral actua al llarg de l'eix fort de la secció, fent un ús total de la resistència del material en lloc de doblegar-la al voltant d'un eix feble. En conjunt, aquests efectes eviten el desplaçament lateral i el bolcat del carril sense afegir gruix o pes de la placa.
Adaptació als perfils de ferrocarril
La placa ha de coincidir amb el perfil del carril en dos aspectes: el contorn de la-secció transversal i les posicions dels forats de muntatge. Per a un rail GB de 60 kg/m, la secció de canal és l'opció estàndard, amb una amplada de ranura d'uns 80 mm i una profunditat d'uns 20 mm per adaptar-se a l'espatlla del rail, i una distància entre els forats de muntatge d'uns 150 mm. Per a un carril GB de 50 kg/m, la secció L és típica, amb una cara d'encaix d'uns 60 mm d'ample i 12 mm de gruix i una distància entre forats d'uns 120 mm. Per al perfil 54E1, la secció d'arc coincideix amb el radi de l'espatlla d'uns 15 mm i les posicions dels forats segueixen el dibuix del sistema de subjecció amb un espai d'uns 140 mm. Per al perfil nord-americà 136RE, el disseny ample de l'espatlla necessita una placa personalitzada; la secció s'ha de traçar contra el perfil real del carril i la retenció lateral verificada mitjançant assaig. Aquests són paràmetres típics de disseny, i els valors definitius sempre provenen del dibuix del sistema de fixació del projecte.
Procés de conformació i fabricació
Les plaques en forma es formen en calent: la placa d'acer s'escalfa a 900 a 950 graus centígrads i s'estampa en una matriu la precisió del qual es manté a més o menys 0,1 mm. El refredament després de l'estampació es controla entre 10 i 15 graus centígrads per minut perquè el material no es torni trencadís. El mecanitzat d'acabat segueix: la cara de contacte es fresa amb una desviació d'ajust de 0,2 mm o menys, i els forats de muntatge es foren en una màquina CNC amb una precisió de posició de més o menys 0,5 mm. A continuació, la placa es granalla a una intensitat de 0,2 a 0,3 A amb una cobertura del 100 per cent, que comprimeix la capa superficial, augmenta la duresa i la resistència al desgast i afegeix resistència a la fatiga. La inspecció dimensional i les proves mecàniques tanquen el procés i les plaques només s'alliberen després de passar les proves.
Parell d'instal·lació i manteniment
La placa de subjecció només és tan bona com la seva precàrrega. El parell del cargol s'estableix per categoria de línia: línies d'alta velocitat-premeu els cargols de la placa a 350 a 400 Nm, línies de transport pesats-de 400 a 450 Nm i línies de velocitat normals a 250 a 300 Nm, utilitzant una clau dinamométrica calibrada. El cicle d'inspecció de les plaques sol ser de tres mesos, amb atenció a les zones de concentració d'esforços, les cantonades de la secció i l'àrea al voltant dels forats de muntatge. Una placa esquerdada o deformada s'ha de substituir immediatament, perquè una placa fallada elimina la restricció lateral del conjunt de fixació i el rail es pot desplaçar sota el següent tren pesat. La precàrrega del cargol es comprova a la mateixa visita i es torna a-estrènyer segons l'especificació, ja que els cargols afluixats són la causa més comuna del moviment de la placa.
Què significa la contenció lateral a la pràctica?
La restricció lateral és la capacitat del sistema de fixació per subjectar el rail contra moviments laterals i rodaments sota les forces laterals de les rodes. La restricció insuficient apareix com l'eixamplament de l'ample a les corbes i el rodatge del rail a la vora de la placa, ambdós defectes rellevants de seguretat-.
Quina{0}}secció transversal s'adapta a un carril de 60 kg/m?
La secció de canal és l'opció estàndard per a carrils de 60 kg/m, amb una ranura que s'enganxa a l'espatlla del carril, d'uns 80 mm d'ample i 20 mm de profunditat, i una distància entre els forats de muntatge d'uns 150 mm segons el dibuix del sistema.
Per què s'utilitza la secció d'arc per a la via de transport pesat-?
Com que la seva cara còncava coincideix amb l'espatlla del rail, repartint la gran càrrega d'impacte per tota l'àrea de contacte. No hi ha cap vora afilada per concentrar l'estrès, de manera que la placa no es deforma localment sota cicles de transport intensos repetits-.
A quin parell s'han d'apretar els cargols de la placa de subjecció?
Per categoria de línia: de 250 a 300 Nm per a línies de velocitat normal, de 350 a 400 Nm per a línies d'alta-velocitat i de 400 a 450 Nm per a línies de transport pesat-. El valor es verifica amb una clau dinamométrica calibrada durant la instal·lació i es torna a-comprovar a la visita de manteniment.
Amb quina freqüència s'han d'inspeccionar les plaques de subjecció?
El cicle típic és de tres mesos, centrat en les zones de concentració d'esforços, les cantonades de la secció i la zona del forat de muntatge. Qualsevol placa esquerdada o deformada es substitueix immediatament i es verifica la precàrrega del cargol en la mateixa visita.
Es pot actualitzar una placa plana a una secció en forma en servei?
Sí, si el dibuix del sistema de subjecció i el perfil del carril ho permeten. La secció en forma és una disminució-en l'actualització a les mateixes posicions dels cargols en molts sistemes, i augmenta la restricció lateral sense canviar la travessa ni el rail.