Zašto riblji tanjuri ne mogu biti jednako tvrdi
Riblja ploča povezuje dva kraja tračnice i pričvršćena je vijcima kroz mrežu tračnice. Tijekom rada nosi dva kontradiktorna opterećenja: kontaktna površina trlja se o tračničku mrežu i potrebna joj je visoka tvrdoća kako bi se oduprla trenju, dok je tijelo ploče pogođeno izmjeničnim udarnim naprezanjem od svakog kotača u prolazu i potrebna mu je visoka žilavost. Ukupni dizajn visoke -tvrdoće otporan je na trošenje, ali postaje krt i sklon lomu pod udarom. Ukupna konstrukcija niske -tvrdoće je čvrsta, ali kontaktna površina se brzo troši, spoj se olabavi i geometrija kraja tračnice je uništena. Dizajn gradijenta tvrdoće rješava proturječnost dajući svakoj zoni ploče svojstvo koje joj je zapravo potrebno.
Idealni gradijent tvrdoće: zona po zona
Prihvaćena krivulja gradijenta lagano se spušta od radne površine do jezgre. Donja tablica daje ciljne zone za riblju ploču kaljenu površinskim indukcijskim kaljenjem, s kontroliranom dubinom otvrdnutog sloja na oko 3 mm.
| Zona | Dubina | Tvrdoća | Funkcija |
|---|---|---|---|
| Površinski sloj | 0-0,5 mm | HRC 45-50 | Otpornost na habanje prema tračničkoj mreži; štiti kontaktno lice |
| Prijelazni sloj | 0,5-3 mm | HRC 45 do 35, brzina promjene Manja ili jednaka HRC 5 po mm | tampon zona; izbjegava nagle korake tvrdoće i koncentraciju naprezanja |
| Jezgra | Ispod 3 mm | HRC 28-32 | Udarna žilavost; nosi izmjenično naprezanje savijanja |
Prijelazni sloj kritični je dio dizajna. Omogućuje glatki protok naprezanja od tvrde površine do čvrste jezgre, tako da sučelje ne postane izvor pukotina.
Načini kvarova uzrokovani pogrešnim dizajnom gradijenta
Stvrdnuti sloj preplitak (ispod 1 mm): tvrda površina se brzo troši, otkrivajući meku jezgru i uzrokujući rano labavljenje spojeva.
Očvrsli sloj preduboko (iznad 5 mm): prijelazni sloj nestaje, jezgra postaje pretvrda, žilavost opada i zamorni lom počinje na rupama za vijke.
Pretjerano strm gradijent (bez prijelaznog sloja): površinsko-sučelje jezgre djeluje kao izvor pukotina; pod vibracijama pukotine se šire duž sučelja i uzrokuju lom zbog delaminacije.
Sva tri kvara dolaze iz istog temeljnog uzroka: neravnoteže između otpornosti na trošenje i žilavosti u poprečnom-presjeku.
Kineski u odnosu na međunarodne zahtjeve za testiranje
Kineski standardi za konvencionalne riblje ploče općenito testiraju dvije točke - tvrdoću površine i tvrdoću jezgre - i koriste dubinu očvrslog sloja kao referentni indeks. Međunarodna praksa, koju predstavlja UIC 860, zahtijeva ispitivanje krivulje gradijenta tvrdoće: tvrdoća se mjeri svakih 0,2 mm po poprečnom-presjeku kako bi se nacrtala puna krivulja, a nagle promjene tvrdoće nisu dopuštene. Za-ribolovne ploče, međunarodne specifikacije idu dalje i utvrđuju stopu promjene tvrdoće prijelaznog sloja na najviše HRC 5 po mm i zahtijevaju testove simulacije trošenja kako bi se dokazalo da gradijent zapravo poboljšava otpornost spoja na trošenje.
Ne-destruktivna evaluacija na mjestu
Najpraktičnija terenska metoda je ispitivanje tvrdoće po Leebu u više-točaka. Prvo izmjerite tvrdoću na radnoj (kontaktnoj) površini - trebala bi biti HRC 45-50. Zatim uzmite nekoliko očitanja sa strane ploče od površine prema sredini i promatrajte trend. Razumni gradijent pokazuje dosljednu površinsku tvrdoću između radne površine i bočne površine, s postupnim opadanjem tvrdoće prema jezgri. Ujednačena bočna tvrdoća ili nagli pad ukazuje na problem procesa kaljenja. Za kritične spojeve metalografsko ispitivanje uzorka može vizualno potvrditi strukturu očvrslog i prijelaznog sloja.
Često postavljana pitanja
P1: Zašto jednostavno ne biste cijelu riblju ploču učinili jako tvrdom?
Visoka tvrdoća znači veliku krtost. Jednako tvrda fishplate lomi se pod izmjeničnim udarnim opterećenjem na spojevima, a slomljena fishplate je daleko opasnija od istrošene. Gradijentni dizajn čini površinu tvrdom za habanje, dok jezgra ostaje otporna na udarce.
P2: Što se događa ako je stvrdnuti sloj preplitak?
Ako je očvrsli sloj ispod otprilike 1 mm, tvrda površina se brzo troši tijekom rada, meka jezgra je izložena, spoj se olabavi i krajevi tračnica počinju lupati. Riblja ploča tada se mora zamijeniti mnogo ranije nego što je predviđeno.
P3: Što UIC 860 zahtijeva za ispitivanje gradijenta tvrdoće?
UIC 860 nalaže ispitivanje krivulje gradijenta tvrdoće s očitavanjem svakih 0,2 mm po-presjeku i zabranjuje nagle promjene tvrdoće. Za teške -prijave također ograničava brzinu promjene prijelaznog sloja na manje od ili jednako HRC 5 po mm i zahtijeva testiranje simulacije trošenja.
P4: Kako mogu provjeriti gradijent riblje ploče na licu mjesta, a da je ne uništim?
Upotrijebite Leeb mjerač tvrdoće: izmjerite radnu površinu (očekujte HRC 45-50) i zatim očitajte niz stranu ploče prema sredini. Postupno opadanje ukazuje na razuman gradijent; ujednačen ili naglo padajući bočni profil ukazuje na problem kaljenja.
P5: Koje lokacije staze najviše trebaju gradijent-stvrdnute riblje ploče?
Te-pruge i pruge za velike{1}}brzine, gdje spojevi imaju najveću kombinaciju trošenja i udarnog opterećenja. Ista logika vrijedi i za spojeve mostova i tunela, gdje je pristup za zamjenu otežan, a dulji radni vijek najvažniji.