Kompatibilnost odabira materijala za šiljke tračnica s metodama sidrenja pragova
Koje su osnovne razlike u izvedbi između željezničkih šiljaka od ugljičnog čelika i legiranog čelika?
Šiljci od ugljičnog čelika izrađeni su od čelika Q235 ili 45. Njihove osnovne karakteristike performansi su umjerena čvrstoća, dobra žilavost i niska cijena. Njihova vlačna čvrstoća je veća ili jednaka 450MPa, tvrdoća manja ili jednaka HB200, i imaju izvrsnu obradivost, što ih čini prikladnima za masovnu proizvodnju. Šiljci od legiranog čelika, s druge strane, imaju dodane legirajuće elemente kao što su krom, mangan i vanadij. Nakon toplinske obrade, njihova vlačna čvrstoća je veća ili jednaka 800MPa, a njihova tvrdoća može doseći HB280-320. Njihova čvrstoća i otpornost na zamor daleko su superiorniji od šiljaka od ugljičnog čelika. Šiljci od legiranog čelika također imaju veću otpornost na trošenje, otporni su na trošenje navoja uzrokovano dugotrajnim-vibracijama. Oba imaju relativno slabu otpornost na koroziju, što zahtijeva površinsku obradu kako bi se poboljšale njihove zaštitne sposobnosti. Šiljci od ugljičnog čelika prikladni su za konvencionalne brze pruge i kolosijeke; šiljci od legiranog čelika prikladni su za velike-brzine, vodove s teškim opterećenjem i mogu izdržati veće udare opterećenja.
Za koje posebne strune su prikladni šiljci od nehrđajućeg čelika i zašto se rjeđe koriste u običnim strunama?
Šiljci od nehrđajućeg čelika (obično izrađeni od nehrđajućeg čelika 304 ili 316) imaju izvrsnu otpornost na koroziju i uglavnom su prikladni za vodove u obalnim područjima s prskanjem soli, kemijski zagađenim područjima i vlažnim okruženjima kao što su tuneli. Ova područja imaju oštra korozivna okruženja, a čak i uz površinsku obradu, šiljci gusjenica od ugljičnog čelika i legiranog čelika skloni su hrđanju, što dovodi do smanjenja čvrstoće sidrenja. Šiljci gusjenica od nehrđajućeg čelika, s druge strane, nude-bez održavanja, dugoročnu-zaštitu od korozije. Glavni razlog za ograničenu upotrebu šiljaka od nehrđajućeg čelika na običnim prugama je njihova visoka cijena; koštaju 5-8 puta više od šiljaka gusjenica od ugljičnog čelika, što značajno povećava troškove izgradnje. Nadalje, šiljci za gusjenice od nehrđajućeg čelika imaju manju tvrdoću i čvrstoću navoja u usporedbi s šiljcima za gusjenice od legiranog čelika, što ih čini sklonima skidanju navoja na konopcima s velikim-opterećenjima. Stoga su prikladni samo za vodove s malim opterećenjem u posebnim korozivnim okruženjima.
Zašto je šiljak tračnice od ugljičnog čelika poželjniji od šiljaka tračnice od legiranog čelika kod sidrenja sa sumporom?
Sumporno sidrenje učvršćuje šiljke tračnica zahvaljujući veznoj sili sumpornog morta. Šiljci za gusjenice od ugljičnog čelika preferiraju se prvenstveno jer je njihova površinska hrapavost umjerena, što rezultira boljim prianjanjem na sumpornu žbuku. Oksidna naslaga i mikro-hrapavost šiljaka tračnica od ugljičnog čelika povećavaju mehaničku silu vezivanja između šiljaka i sumporne žbuke, što rezultira stabilnijim sidrenjem. Šiljci za tračnice od legiranog čelika, obično topli-obrađeni, imaju glatke površine i visoku tvrdoću, što dovodi do slabijeg prianjanja na sumpornu žbuku i sklonosti labavljenju zbog vibracija nakon sidrenja. Sumpor-usidrene pruge uglavnom su konvencionalne brze pruge ili kolodvorske pruge s relativno malim opterećenjem; čvrstoća šiljaka za gusjenice od ugljičnog čelika dovoljna je za njihove zahtjeve, eliminirajući potrebu za -šiljcima od legiranog čelika visoke čvrstoće. Nadalje, koeficijent toplinskog rastezanja šiljaka ugljičnog čelika bliži je koeficijentu sumpornog morta, uzrokujući sinkroniziranu deformaciju tijekom temperaturnih promjena i smanjujući vjerojatnost raslojavanja.
Koje značajke jezgre moraju posjedovati materijali za šiljke prikladni za smolasto sidrenje?
Sidrenje smolom fiksira šiljke staze pomoću sile vezivanja i sidrenja sredstva za sidrenje smole. Prikladni materijali za šiljke moraju imati tri osnovne karakteristike: visoku čvrstoću, visoku tvrdoću i čistu površinu. Sidrenje od smole uglavnom se koristi u-brzinskim,-teškim prugama. Šiljci moraju izdržati ogromne sile izvlačenja-i smicanja; stoga se legirani čelik mora odabrati kako bi se osigurala vlačna čvrstoća veća ili jednaka 800MPa i otpornost na udare opterećenja. Površina šiljaka mora se pjeskariti kako bi se uklonili kamenac oksida i ulje, s površinskom hrapavošću Ra kontroliranom između 6,3-12,5 μm kako bi se povećala površina vezivanja sa smolastim sredstvom za sidrenje i poboljšala sila sidrenja. Tvrdoća šiljaka mora biti veća ili jednaka HB280 kako bi se spriječila plastična deformacija tijekom sidrenja i servisiranja. Nadalje, koeficijent toplinskog širenja materijala za šiljke mora biti blizak koeficijentu sredstva za sidrenje smole kako bi se izbjeglo pucanje sredstva za sidrenje zbog promjena temperature.
Zašto metode mehaničkog sidrenja (kao što su vijčani šiljci) moraju koristiti materijale od legiranog čelika?
Mehaničko sidrenje postiže fiksaciju zahvaćanjem navoja šiljka s prethodno-umetnutim rukavcem u prag. Kao temeljna komponenta mehaničkog sidrenja, vijčani šiljci moraju biti izrađeni od legiranog čelika, što je zahtjev određen njihovim karakteristikama naprezanja. Prvo, mehaničko sidrenje se ne oslanja na ljepila; on u potpunosti prenosi opterećenja kroz mehanički spoj između navoja šiljaka i rukavca. Šiljak mora izdržati ogromnu vučnu silu i moment. Ugljični čelik nema dovoljnu čvrstoću i vrlo je sklon klizanju ili lomljenju niti. Drugo, tračnice bez balasta naširoko se koriste u -brzim željeznicama i putničkim-prugama, koje imaju izuzetno visoke zahtjeve za glatkoću kolosijeka. Nakon kaljenja i kaljenja, šiljci od legiranog čelika nude iznimnu dimenzijsku stabilnost, učinkovito se odupirući plastičnoj deformaciji uzrokovanoj dugotrajnim-trajnim vibracijama. Osim toga, površina šiljaka od legiranog čelika može se obraditi kako bi se postigla veća preciznost navoja, što rezultira minimalnim zazorom zahvata s unaprijed-ugrađenim rukavcima, boljim zadržavanjem predopterećenja i sprječavanjem labavljenja šiljka. Konačno, površinskim obradama kao što je infiltracija cinkom, legirani čelik pokazuje superiornu otpornost na zamor i koroziju u usporedbi s ugljičnim čelikom, osiguravajući da šiljak ne pokvari tijekom radnog vijeka. Stoga,Tehnički uvjeti za željezničke-brze tračnice bez balastaizričito propisuje da se vijčani šiljci moraju proizvoditi od 40Cr ili legiranog čelika jednake čvrstoće.