Načelo usklađivanja između performansi protiv-opuštanja klina gusjenice i frekvencije vibracija gusjenice
Učestalost vibracija gradskog željezničkog prijevoza veća je nego kod običnih-brzih pruga. Zašto su zahtjevi za učinak protiv-opuštanja vijaka viši?
Većina gradskih željezničkih tranzitnih linija su podzemne tunelske linije s velikom gustoćom rada vlakova, a frekvencija vibracija može doseći više od 100 Hz, mnogo više od 50 Hz uobičajenih -brzih linija. Vibracije visoke-frekventnosti uzrokovat će lagano relativno klizanje na kontaktnoj površini s navojem vijka, što je glavni razlog za opuštanje sile pred{5}}zatezanja vijka. Što je viša frekvencija vibracija, to je češće klizanje i brži je gubitak sile pred-zatezanja. Niskofrekventne-vibracije običnih-brzinskih vodova rezultiraju malim klizanjem vijaka i sporim-gubitkom sile prethodnog zatezanja, tako da obični vijci mogu ispuniti zahtjeve. Međutim, visokofrekventne-vibracije gradskog željezničkog prometa uzrokovat će da obični vijci izgube svoju-silu prethodnog zatezanja u kratkom vremenu, što dovodi do labavljenja tračnica. Stoga gradski željeznički prijevoz mora odabrati vijke visoke-čvrstoće tretirane toplinskom obradom protiv-opuštanja kako bi se oduprlo opuštanju uzrokovanom visoko-klizanjem frekvencije.
Pro-proces toplinske obrade svornjaka gusjenice protiv opuštanja uglavnom uključuje dva temeljna koraka. Što su oni i koje uloge igraju?
Pro-proces toplinske obrade svornjaka tračnica protiv opuštanja uglavnom uključuje dva temeljna koraka: "kaljenje-na visokoj temperaturi" i "ublažavanje naprezanja". Kaljenje na visokoj-temperaturi je zagrijavanje vijka na 500-600 stupnjeva, držanje na toplom određeno vrijeme, a zatim polako hlađenje. Može osloboditi zaostalo naprezanje unutar vijka, pročistiti zrna i poboljšati žilavost vijka. Nakon poboljšanja žilavosti, vijak se može bolje prilagoditi vibracijskom opterećenju i izbjeći opuštanje uzrokovano krtim lomom. Korak smanjenja naprezanja je ponovno izvođenje zagrijavanja na niskoj{10}}temperaturi nakon što je vijak zategnut kako bi se eliminirao dodatni stres nastao tijekom procesa zatezanja. Dodatno naprezanje ubrzat će opuštanje vijka, a njegovo uklanjanje može učiniti silu pred{12}}zatezanja vijka stabilnijom. Kombinacija ova dva koraka može poboljšati učinak protiv-opuštanja vijka za više od 50%, ispunjavajući zahtjeve za visokofrekventne vibracijske vodove.
Koji ima bolje performanse protiv-opuštanja, vijci s dvo-glavom ili vijci sa šesterokutnom glavom, i zašto su oni prikladniji za područja skretanja?
Vijci s dvo-glavom imaju bolju učinkovitost protiv-opuštanja od vijaka sa šesterokutnom glavom. Glavni razlog je taj -što vijci s dvostrukom glavom imaju dužu duljinu navoja i više zubaca zahvataju maticu. Što je više zubaca u zahvatu, to je veći otpor klizanju između vijka i matice, što može učinkovito smanjiti relativno klizanje uzrokovano vibracijama i odgoditi opuštanje sile pred-zatezanja. Struktura kolosijeka u području skretnica je složena, a frekvencija i amplituda vibracija veće su od onih u običnim prugama, što ga čini područjem-česte pojave popuštanja vijaka. Vijci sa šesterokutnom glavom imaju manje zahvatnih zubaca i skloni su opuštanju zbog klizanja u području skretnice, što dovodi do pomicanja komponenti skretnice. Povećanjem broja zubaca u mreži, vijci s dvostrukom{10}}glavom poboljšavaju svoju sposobnost anti{11}}opuštanja. Istovremeno ravnomjernije podnose silu i mogu izdržati složena opterećenja u području skretnice. Stoga sustav pričvršćivanja u području skretnica preferira vijke s dvostrukom{14}}glavom.
Kada -stopa gubitka sile predzatezanja vijka dosegne koju razinu, potrebno ga je ponovno -zategnuti i zašto se to ne može odgoditi?
Kada -stopa gubitka sile predzatezanja vijka za tračnice dosegne 15%, to je kritična vrijednost i potrebno ju je -odmah ponovno zategnuti, što se ne može odgoditi. Nakon što se sila pred{4}}zatezanja izgubi za 15%, učinak pričvršćivanja vijka će se značajno smanjiti i on ne može učinkovito zaključati tračnicu. Tračnica će proizvesti blagi pomak pod vibracijama vlaka. Lagani pomak će pogoršati klizanje između vijka i matice, zbog čega će gubitak sile pred{8}}pritezanja ući u ubrzanu fazu. Potrebno je samo nekoliko tjedana da se gubitak poveća s 15% na 30%. Ako gubitak sile pred{13}}zatezanja premašuje 30%, komponente kao što su riblje ploče i elastične kopče će se olabaviti, uzrokujući odstupanje geometrijskih dimenzija tračnice. Odgađanje pritezanja dovest će do potpunog otkazivanja vijka, pa čak i do loma vijka, uzrokujući teške prometne nesreće. Stoga je potrebno redovito detektirati silu pred{17}}pritezanja na gradilištu i njome se pozabaviti na vrijeme kada stopa gubitka dosegne 15%.
Kako upotreba podloški protiv-olabavljenja pomaže vijcima gusjenice u poboljšanju performansi protiv-opuštanja i prilagođavanju različitim frekvencijama vibracija?
Podloške protiv -olabavljenja pomažu vijcima u poboljšanju performansi protiv-opuštanja povećavajući silu trenja na kontaktnoj površini navoja, a njihov je temeljni princip "zaključna sila trenja". Površina podloške protiv -labavljenja ima nazubljene linije. Nakon ugradnje, nazubljenja će biti ugrađena u površinu vijka i spojnog dijela kako bi se formirala mehanička blokada, sprječavajući relativno klizanje između navoja. Za uobičajene vodove-brzine s niskom frekvencijom vibracija mogu se odabrati obične opružne podloške protiv-labavljenja, a njihova sila trenja može nadoknaditi klizanje niske-frekventnosti. Za gradske željeznice i teške-vučne pruge s visokom frekvencijom vibracija treba odabrati dvo-slojne samo-podloške protiv-otpuštanja, koje mogu generirati dvo-smjernu silu zaključavanja, a sila trenja je tri puta veća od običnih podloški. Odabirom različitih vrsta podloški protiv-olabavljenja, vijak se može prilagoditi različitim frekvencijama vibracija linije i dodatno odgoditi opuštanje sile pred{17}}zatezanja.