Zašto je važna uniformizacija krutosti
Spoj riblje ploče uvijek je mekši od tijela tračnice: dvije riblje ploče se savijaju pod opterećenjem kotača, spoj se slegne malo više od susjedne tračnice, a prijelaz natrag na punu krutost tračnice stvara udar pri svakom prolazu. Na velikim-brzinama i teškim-prugama ovi udari uzrokuju udar-kraja tračnica, olabavljenje vijaka, oštećenje pragova i buku. Osnovni cilj dizajna ujednačavanja krutosti je održati okomitu i bočnu krutost spoja unutar oko ±10% krutosti tijela tračnice, eliminirajući trzaj pri vožnji. Slijede dva izvedena cilja: odstupanje slijeganja zgloba mora ostati unutar 0,1 mm slijeganja tračnice ispod vlaka u prolazu, a bočna krutost mora zadovoljiti zahtjeve pruge protiv-bočnog-pomaka, najmanje 80 kN/mm na-kolosijeku velike brzine. Dizajn se provjerava dinamičkom simulacijom sila kotača-tračnice u cijelom rasponu radnih brzina prije nego što se spoj odobri.
Projektne mjere za-brzinske ploče za ribu
Brzi-ribaste ploče koriste dizajn jednake-čvrstoće u kojem-presjek riblje ploče varira duž svoje duljine kako bi pratio ponašanje tračnice pri savijanju. Debljina opterećenog dijela povećana je na oko 22 mm, što odgovara debljini glave tračnice, kako bi se povećala krutost spoja na savijanje. Uzorak vijaka je simetričan, s osam vijaka ravnomjerno raspoređenih na obje strane spoja, tako da se sila pred{6}}zatezanja ravnomjerno širi, a koeficijent koncentracije naprezanja ostaje nizak. Gornje i donje površine ribljih ploča su brušene do hrapavosti od Ra 1,6 ili bolje, održavajući pristajanje između tračnice na 0,05 mm ili manje i poboljšavajući prijenos opterećenja. Sloj elastičnog jastuka od 3 mm postavljen je na spoj, s modulom elastičnosti usklađenim s modulom baze tračnice, kako bi se kompenzirala mala zaostala razlika u krutosti. Na kraju, krajevi riblje ploče se sužavaju preko prijelazne duljine od najmanje 100 mm tako da se krutost mijenja postupno umjesto u koracima.
Materijali za otpornost na-teški udar
| komponenta | Specifikacija | Svrha |
|---|---|---|
| Riblji čelik | U75V visoko{1}}čvrsti legirani čelik, vlačna čvrstoća veća ili jednaka 980 MPa | Otporan na udar dugih teških vlakova |
| Stvrdnjavanje riblje ploče | Karburizirana i kaljena površina, kaljena dubina veća ili jednaka 0,5 mm, tvrdoća veća ili jednaka 58 HRC | Otpornost spoja na trošenje i zamor |
| Vijci | 12.9-razred visoke-čvrstoće, moment prethodnog zatezanja 800 N·m | Održava stezanje spojeva pod jakim-vibracijama |
| Čelne strane tračnica | Odstupanje od tla, ravnosti Manje od ili jednako 0,02 mm | Čvrsto prianjanje s ribljom pločom, bez lokalne koncentracije opterećenja |
U75V je odabran jer njegova minimalna vlačna čvrstoća od 980 MPa daje spoju sposobnost da apsorbira udar vlakova od 10.000-tona bez trajne deformacije. Proces toplinske obrade tijekom proizvodnje ribljih pločica mora biti strogo kontroliran kako bi se izbjeglo pregrijavanje materijala, a svaka se proizvodna serija testira na uzorku mehaničkih svojstava prije otpreme.
Bešavni postupak naknadne ugradnje za obične spojeve
Pretvaranje običnog spoja riblje ploče u bešavni zavareni spoj slijedi pet koraka. Najprije uklonite originalne riblje ploče i vijke te očistite hrđu i ulje s krajeva tračnica tako da na površinama nema nečistoća. Drugo, prethodno zagrijte spoj za zavarivanje na 200 do 300 stupnjeva u zoni od 100 mm s obje strane, sprječavajući hladne pukotine. Treće, zavarite spoj aluminotermičkim postupkom koristeći odgovarajući razred topitelja, kontrolirajući pojačanje zavara na 0 do 2 mm tako da čvrstoća zavara odgovara tijelu tračnice. Četvrto, izbrusite zavar u ravnini s površinom tračnice do hrapavosti od Ra 3.2 ili bolje, eliminirajući udar-tračnice. Peto, postavite novu elastičnu riblju ploču kao pomoćno pojačanje za povećanje otpornosti na zamor naknadno ugrađenog spoja. Nakon pretvorbe, zavar se ultrazvučno testira kako bi se potvrdilo da nema nedostataka prije nego se linija vrati u rad.
Pregled i rješavanje kvarova
Tijekom rada, spojevi ribljih ploča pregledavaju se u fiksnom ciklusu. Ultrazvučno ispitivanje provodi se mjesečno kako bi se otkrile pukotine u zavaru ili oko rupa za vijke, a svaka pukotina od 3 mm ili dulja odmah se tretira. Vizualnim pregledom provjerava se deformacija i korozija riblje ploče: riblja ploča deformirana za 2 mm ili više ili s hrđom koja pokriva 20% ili više površine mora se zamijeniti. Zakretni moment vijka se ponovno ispituje tromjesečno, a ako je zakretni moment opao za 10% ili više, vijci se ponovno zategnu; zamjenjuju se vijci koji ne mogu držati standard nakon ponovnog zatezanja. Istrošenost površine tračnice na spoju se redovito mjeri; istrošenost dublja od 1 mm popravlja se brušenjem, a jako istrošene tračnice se mijenjaju. Za naknadno ugrađene bešavne spojeve metalografsko ispitivanje provodi se svake godine kako bi se uočile promjene strukture zavara i spriječilo smanjenje čvrstoće zbog starenja zavara. Rješavanje kvarova uvijek slijedi načelo da se prvo zaštiti promet, a zatim popravi, tako da mali kvar nikada ne preraste u kvar-linije.
Često postavljana pitanja
P1: Kako se mjeri odstupanje krutosti zgloba?
Vertikalna i bočna krutost spoja mjere se testovima opterećenja na ploči kolosijeka, a rezultati se uspoređuju s krutošću tijela tračnice. Odstupanje unutar ±10% ispunjava cilj uniformizacije.
P2: Zašto se osam vijaka koristi-na brzim ribarskim pločama?
Osam vijaka ravnomjerno raspoređuje silu prethodnog zatezanja duž spoja, smanjuje koncentraciju naprezanja na svakoj rupi i drži ploču čvrsto pritisnutu uz šinu pod visoko-frekventnim opterećenjem.
P3: Kada je bešavna naknadna ugradnja bolja od zamjene zgloba?
Nadgradnja se odabire kada je sama tračnica zdrava, a problem je diskontinuitet spoja. Ako je tijesto na krajevima tračnica već smanjilo presjek, krajeve tračnica treba odrezati ili zamijeniti tračnicu prije zavarivanja.
P4: Koja je funkcija elastičnog sloja jastuka na spoju?
Jastuk od 3 mm kompenzira malu preostalu razliku u krutosti spoja i tijela tračnice, omekšavajući prijelaz i štiteći zavar od zamora savijanjem.
P5: Zašto se metalografsko ispitivanje provodi svake godine na naknadno opremljenim zavarima?
Zavareni spojevi stare tijekom rada: struktura zavara može ogrubjeti ili razviti mikro-defekte. Godišnje metalografsko uzorkovanje rano detektira ove promjene tako da se spoj može popraviti ili zamijeniti prije nego što čvrstoća padne ispod zahtjeva linije.