1. Strukturna uloga spojne šipke tračnice
Šipka za spoj tračnica, poznata na mnogim tržištima kao riblja ploča ili spojna šipka, par je čeličnih šipki postavljenih s obje strane mreže tračnice i stegnutih ribljim vijcima za spajanje dva susjedna kraja tračnice. U zglobnoj tračnici, spoj je najslabija karika vozne površine: tračnica je ondje diskontinuirana, tako da spojna šipka mora ponovno-uspostaviti mehanički kontinuitet prijenosom momenata savijanja i posmičnih sila kroz spoj s vijcima.
Kada kotač prijeđe preko zgloba, šipka se odupire vertikalnom otklonu, održava dva kraja tračnice poravnanima u okomitoj i vodoravnoj ravnini i sprječava koračanje ili udaranje krajeva. Budući da vijčani spoj ne može postići istu krutost kao zavarena tračnica, spojena tračnica projektirana je s dilatacijskim razmakom od obično 6-10 mm između krajeva tračnica u umjerenim klimatskim uvjetima. Ovaj razmak omogućuje da se tračnice izdužuju i skupljaju s temperaturom dok spojne šipke drže poravnanje. Rupe s prorezima ili ovalne vijke u šipki dopuštaju daljnjih 5-15 mm kontroliranog uzdužnog pomicanja, zbog čega zglobni kolosijek ostaje standardan na sporednim prugama, skretnicama, prilazima mostovima i privremenim popravcima.
2. Materijali i standardi proizvodnje
Spojne šipke obično se proizvode od srednje{0}}ugljičnog čelika kao što je C45 ili C50 (45#/50# u kineskom sustavu označavanja), s tipičnim kemijskim sastavom ugljika 0,42-0,50%, mangana 0,50-0,80%, silicija 0,17-0,37%, kroma koji ne prelazi 0,25% i fosfora i svaki sumpor ograničen na 0,035%. Ovaj sastav uravnotežuje čvrstoću, obradivost i zavarljivost na terenu. Elastične ploče (tipa opruge) koje se koriste u nekim primjenama teških prijevoza izrađene su od čelika za opruge kao što je 60Si2Mn prema GB/T 1222 ili DIN 17221, koji pruža bolju otpornost na zamor pri ponovljenom savijanju.
Važeći standardi razlikuju se ovisno o tržištu: UIC 864 pokriva riblje ploče za Vignole šine u Europi; BS 47-1 specificira riblje ploče i riblje zasune za britanske željezničke dijelove; AREMA priručnik za željezničko inženjerstvo, Poglavlje 4, upravlja spojnim šipkama u Sjevernoj Americi; a kineski nacionalni standardi pokrivaju ekvivalentne profile za tračnice od 8-75 kg/m. Riblji vijci i matice slijede ISO 898-1 klase svojstava 8.8 ili 10.9 i isporučuju se s opružnim podloškama za održavanje predopterećenja pod vibracijama. Površinska zaštita je obično vruće pocinčavanje u skladu s ISO 1461 ili premaz s ljuspicama cinka, s minimalnom masom premaza navedenom za obalna i vlažna okruženja.
3. Značajke dizajna koje određuju performanse zgloba
Tri značajke dizajna dominiraju performansama na terenu:
Uzorak vijaka i duljina šipke: šipke s 4 rupe od 600-630 mm i šipke sa 6 rupa od 800-914 mm su najčešće. Više vijaka znači ravnomjerniju raspodjelu opterećenja preko mreže tračnice i manji kontaktni stres; Šipke sa 6 rupa poželjne su za teže dijelove tračnica i veća osovinska opterećenja.
Geometrija rupa: rupe s prorezima ili izdužene rupe prilagođavaju se puzanju tračnica i temperaturnim promjenama, sprječavajući smicanje vijaka pod uzdužnom silom.
Sučelje trenja: kontaktna površina-na-mrežu, u kombinaciji s prednaprezanjem vijka, prenosi smicanje trenjem. Ispravan zatezni moment vijka je stoga važan kao i sama šipka; za riblje vijke M24, tipični moment ugradnje je u rasponu od 300-400 N·m, a ponovno zatezanje dio je rutinskog održavanja tračnice.
4. Vrste spojnih šipki i tipične primjene
| Tip | Tipična primjena |
|---|---|
| Standardna (obična) spojna šipka | Spajanje identičnih tračničkih dijelova u ravni spojeni kolosijek; Verzije s 4 ili 6 rupa |
| Izolirana spojna šipka | Dijelovi strujnog kruga-za signalizaciju i prugu; čelične šipke s kompozitnim krajnjim stupovima ili potpunom epoksidnom izolacijom, električni otpor iznad 10⁸ Ω |
| Kompromisna spojna šipka | Spajanje dva različita profila tračnica, npr. UIC 54 na UIC 60; svaka je strana strojno obrađena da odgovara svom dijelu tračnice |
| Jogled (ispupčena) spojna šipka | Privremeni popravak slomljenih ili napuknutih tračnica; udubljeni dio održava trčnu površinu kontinuiranom |
| Ljepljena izolirana spojna šipka | -Izolirani spojevi visoke čvrstoće zalijepljeni strukturnim ljepilom za veći promet |
5. Točke odabira i instalacije za kupce
Prilikom određivanja spojnih šipki za projekt, timovi za nabavu trebaju provjeriti četiri točke. Prvo, usklađivanje profila: šipka mora biti obrađena za točan presjek tračnice (UIC 60, AREMA 115RE, BS 75R, 50 kg/m ili 60 kg/m nacionalne tračnice), uključujući debljinu rebra i položaj rupa. Drugo, materijal i toplinska obrada: potvrdite certifikate o kemijskom sastavu i, za elastične šipke, tvrdoću od 42-47 HRC i otpornost na zamor od najmanje 5 milijuna ciklusa. Treće, površinska zaštita: odredite pocinčavanje ili premaz s ljuspicama cinka za obalne zone, zone tunela i odleđivanje. Četvrto, pribor: riblji vijci, matice, opružne podloške i izolacijske komponente moraju dolaziti iz iste standardne obitelji kako bi se jamčilo poravnanje rupa i ponašanje zakretnog momenta.
Na licu mjesta, vijke treba postupno zatezati od središnjeg para prema van, provjeriti nakon prvog prolaska vlaka i uključiti u redovni ciklus pregleda. Šipku spoja koja pokazuje razmak ispod glave tračnice, tragove hrđe na rupama za vijke ili stepenicu između krajeva tračnice treba odmah zamijeniti; istrošeni riblji vijak sa smanjenim prednaprezanjem čest je uzrok udarca zgloba i kasnijeg oštećenja kraja tračnice.
6. Uobičajene zablude o spojenoj stazi
Česta je pretpostavka da je kontinuirano zavarena tračnica učinila spojne šipke zastarjelima. U stvarnosti, vijčani spojevi i dalje su potrebni na skretnicama, izolirani spojevi, krajevi mostova i privremeni popravci, a veliki dijelovi sekundarne mreže i dalje rade kao spojeni kolosijeci. Druga zabluda je da je deblja šipka uvijek bolja; šipka mora odgovarati geometriji tračnice, a prevelike šipke koncentriraju naprezanje na pogrešnim točkama. Naposljetku, kupci ponekad tretiraju šipke spojeva kao robne artikle, ali kombinacija kvalitete čelika, toplinske obrade, geometrije rupa i površinskog premaza određuje hoće li spoj trajati pet ili dvadeset godina. Specifikacija prema UIC 864, BS 47-1 ili AREMA Poglavlje 4, s certificiranim materijalima, pouzdan je put.
FAQ
P1: Koja je razlika između riblje ploče, spojne šipke i spojne šipke?
To su različiti nazivi za istu komponentu: čelična šipka pričvršćena vijcima preko dva susjedna kraja tračnica kako bi ih spojila.
P2: Koliko toplinsko širenje može podnijeti spoj obložen ribom?
Dilatacijski razmak između krajeva tračnica je obično 6-10 mm u umjerenim klimatskim uvjetima, a rupe za vijke s prorezima dopuštaju daljnjih 5-15 mm uzdužnog pomicanja.
P3: Koji se dijelovi tračnica mogu spojiti standardnim spojnim šipkama?
Standardne šipke pokrivaju UIC 54/60, AREMA 115RE i 132-136RE, BS 75R/80A/90A/100A i nacionalne tračnice od 8 kg/m lake željeznice do 75 kg/m teške željeznice.
P4: Kada vijčane spojeve treba zamijeniti zavarenim spojevima?
Na-glavnim prugama s velikim-brzinama i gustim{1}}prometom, poželjno je sučeono-zavarivanje plamenom ili termitom jer eliminira spoj kao diskretnu slabu točku; vijčani spojevi se zadržavaju tamo gdje je zavarivanje nepraktično, kao što su izolirani spojevi, skretnice i privremeni popravci.
P5: Koliko često treba zatezati riblje vijke?
Obično u redovitom intervalu održavanja - tromjesečno na sekundarnim prugama ili prema standardu pruge operatera - nakon prvog prolaska vlaka nakon ugradnje i odmah kada pregled pokaže smanjeno predopterećenje.