Dos termes, dos significats
El cargol d'alta-tracció és una declaració de material: vol dir que l'acer del cargol té una alta resistència a la separació, quantificada per la resistència a la tracció en MPa. El cargol d'alta -resistència és una declaració de disseny: vol dir que el cargol està pensat per suportar càrrega amb força en tensió, cisalla i flexió, i en enginyeria estructural significa específicament un cargol estret en una connexió d'adherència de fricció-on la càrrega es transfereix per fricció entre les plaques subjectades en comptes de suportar la tija del cargol. Com que tots els cargols d'alta-tracció també són forts en el sentit del disseny i molts-perns d'alta resistència estan fets d'acer d'alta-tracció, els termes es superposen a la pràctica. La confusió és important per a un comprador de ferrocarril perquè un cargol de peix especificat com a -alta resistència es pot lliurar com a cargol d'adherència de fricció-estructural amb diferents dimensions, o un cargol demanat com a alta-tensió es pot lliurar sense cap marca de classe de propietat. L'especificació correcta sempre indica la classe de propietat o el requisit mecànic exacte, mai només l'adjectiu.
Classes de propietat segons ISO 898-1
Les propietats mecàniques dels cargols d'acer mètric es fixen mitjançant les marques de classe de propietat segons la norma ISO 898-1. El primer dígit és una desena part de la resistència a la tracció mínima en MPa, el segon dígit és una desena part de la relació entre el rendiment i la resistència a la tracció. Per tant, un cargol de classe 8.8 té una resistència a la tracció mínima de 800 MPa i una resistència elàstica d'almenys 640 MPa; la classe 10.9 dóna 1040 MPa de tracció i 940 MPa de rendiment. A la taula següent s'enumeren les classes que apareixen en els treballs de pistes i ponts.
| Classe de propietat | Mínima tracció Rm | Tensió de rendiment o prova | Ús típic del ferrocarril |
|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 MPa | 320 MPa | Cargols lleugers, fixació general |
| 5.6 | 500 MPa | 300 MPa | Parabolts de peix en línies convencionals |
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | Cargols, cargols en T-, cargols d'ancoratge |
| 10.9 | 1040 MPa | 940 MPa | Cargols de tracció-pesats, cargols d'adherència de fricció estructural- |
| 12.9 | 1220 MPa | 1100 MPa | Juntes especialitzades-d'alta càrrega, rarament a la via |
La classe està marcada al cap del cargol i a la femella per als cargols superiors a 5,8, de manera que el grau es pot verificar en el lliurament sense proves de laboratori. Un parabolt sense marca de cap s'ha de rebutjar per a un ús-crític de la via de seguretat. La duresa també és un bon control de lliurament: la classe 8.8 sol ser de 22 a 32 HRC i la classe 10.9 d'entre 32 i 39 HRC, i un desajust entre el marcatge i la duresa indica material falsificat o barrejat.
Quins components del ferrocarril utilitzen quin grau
El maquinari de fixació del ferrocarril s'assigna a les classes de la següent manera. Els cargols de peix, també anomenats perns d'articulació, uneixen dos extrems del rail a través de la peixera; a les línies convencionals solen ser de 4,8 a 5,6 graus, mentre que les juntes temporals d'-transport pesat i d'alta-velocitat utilitzen 8,8 o més. Els cargols T-i els cargols d'ancoratge dels sistemes de fixació elàstic porten la precàrrega del sistema i solen ser 8,8, amb 10,9 especificat en sistemes de transport pesat-. Les puntes de cargol són una família de components diferent: s'enrosquen directament al tac de fusta o plàstic de la travessa i el seu poder de subjecció prové de l'enganxament de la rosca amb el substrat, no d'una cara de femella, de manera que s'especifiquen per l'estàndard de puntes i el material de la travessa en lloc de la classe de propietat del cargol. Els cargols estructurals d'alta resistència-apareixen als ponts i viaductes d'acer, on la connexió de la presa de fricció-es dissenya i es precarrega segons el codi estructural i la classe de propietat del cargol forma part del càlcul de la connexió.
Enganxament del fil i alçada de la femella
Un error d'especificació comú és exigir una longitud excessiva d'enganxament del fil en la creença que més contacte amb el fil impedeix el despreniment. La regla d'enginyeria és diferent: una femella estàndard d'alçada 0,8 vegades el diàmetre del cargol desenvolupa la capacitat de tracció total del cargol i un enganxament més llarg no afegeix res a la força perquè la tija del cargol, no la rosca, es converteix en el punt feble. El que en realitat impedeix el desmuntatge és l'ajust correcte de la rosca a les toleràncies ISO 965, la duresa adequada de la femella en relació amb el cargol i les rosques netes i lubricades a l'estrènyer. Per a un cargol de 20 mm, l'alçada-de la femella de tota resistència és d'uns 16 mm i especificar un enganxament de rosca d'1,5 vegades el diàmetre, com de vegades apareix a les especificacions d'aficionats, no és necessari i fins i tot pot causar problemes fent que la junta sigui sensible a l'apilament de tolerància. L'enfocament correcte és seguir l'estàndard del component: l'alçada de la femella, la tolerància de la rosca i la prova de càrrega de prova es defineixen allà, i un fil pelat després d'apretar és un símptoma d'ajust incorrecte, duresa incorrecta o parell excessiu, no d'enganxament insuficient.
Baixa temperatura i fragilització de l'hidrogen
Dos punts de selecció addicionals són importants per als cargols de la pista. A les regions fredes per sota d'uns -40 ºC, els cargols d'acer al carboni perden duresa i l'especificació hauria d'afegir un requisit d'impacte o passar a un grau de baixa-temperatura, ja que un cargol trencadís sota precàrrega pot fallar sense previ avís. En la direcció oposada, els perns-d'alta resistència de classe 10.9 i superior, o amb una duresa superior a uns 390 HV, són susceptibles a la fragilitat per hidrogen si estan galvanitzats: l'hidrogen introduït durant el revestiment pot provocar una fractura retardada després de la instal·lació. La regla pràctica és evitar la galvanoplastia en cargols endurits i utilitzar un recobriment de escates de zinc o galvanització en calent-i exigir una cocció de-fragilització si la galvanització és inevitable, seguint la pràctica ISO 4042. Per tant, un comprador que especifiqui perns de peix de classe 10.9 per a una línia costanera de transport pesat hauria d'especificar el procés de recobriment així com la classe de propietat, perquè tots dos decideixen si el cargol sobreviu al primer hivern.
Preguntes freqüents
P1: Un cargol-alta tensió és el mateix que un pern-alta resistència?
No exactament. Alta-tensió descriu el material, una resistència a la tracció de 800 MPa o més, classe 8.8 i superior. Alta-resistència descriu la funció de disseny, incloses les connexions de fricció precarregades. A la pràctica, els termes es superposen, així que especifiqueu sempre la classe de propietat per escrit.
P2: Què significa 8.8 en un cap de cargol?
És la classe de propietat ISO 898-1: resistència a la tracció mínima 800 MPa i límit elàstic 640 MPa. El marcatge és una desena part de la resistència a la tracció seguida d'una desena part de la relació de rendiment-a tracció.
P3: Quin grau haurien de ser els cargols de peix?
La via articulada convencional utilitza habitualment de 4,8 a 5,6, mentre que les línies de trànsit pesat i-de gran trànsit especifiquen 8,8 o més. El grau ha de coincidir amb el disseny de la peixera i l'especificació del parell de manteniment de la línia.
P4: Per què els cargols endurits s'esquerden després de la instal·lació?
La fractura retardada de classe 10.9 i superior sol ser una fragilitat per hidrogen per galvanoplastia. La solució és utilitzar escates de zinc o recobriments d'immersió-calents que no introdueixin hidrogen, o coure les peces segons ISO 4042 després de la placa.
P5: Quant d'enganxament de fil es necessita per a una força total?
Al voltant de 0,8 vegades el diàmetre del cargol, que és l'alçada estàndard de la femella. Un compromís més llarg no augmenta la capacitat de tracció; L'ajust i la duresa correctes són els que impedeixen el desmuntatge.
P6: Com puc verificar el grau dels cargols lliurats?
Comproveu el marcatge del capçal amb la classe de propietat, comproveu la duresa amb un provador portàtil i sol·liciteu el certificat del molí amb els resultats de la prova mecànica. Els parabolts no marcats s'han de rebutjar per a un ús-crític de seguretat de les vies.