Выбор материала накладок и технология совместимости различных рельсовых стыков
Каковы критерии выбора материала накладок для обычных стыков рельсов национального стандарта 60 кг/м?
Накладки для обычных соединений рельсов 60 кг/м национального стандарта предпочтительно должны использовать низко-легированную высоко-сталь Q345B, которая имеет предел прочности на разрыв не менее 510 МПа и предел текучести не менее 345 МПа, что соответствует требованиям к нагрузкам обычных линий. При выборе материалов необходимо ориентироваться на проверку показателя удлинения материала. Удлинение, превышающее или равное 21%, может гарантировать, что накладная пластина не будет склонна к хрупкому разрушению при воздействии ударных нагрузок от поезда. При этом следует обратить внимание на характеристики материала при холодном изгибе. Испытание на холодный изгиб при температуре 180 градусов без трещин является необходимым условием во избежание хрупкого разрушения пластины пластины в условиях низких-температур. Также необходимо проверить содержание серы и фосфора в материале. Содержание серы менее или равное 0,040% и содержание фосфора менее или равное 0,040% могут снизить риск отпускной хрупкости материала. Наконец, необходимо согласовать процесс термической обработки рыбной пластины. Рыбья пластина после нормализующей обработки имеет однородную твердость, а значение HB контролируется в пределах 180-220, что позволяет лучше выдерживать нагрузку вместе с рельсовым соединением.
Каковы особые требования к материалам накладок для изолируемых стыков рельсов иностранных стандартов?
Основным требованием к накладкам для изолируемых стыков рельсов иностранных стандартов является высокая прочность и изоляционные характеристики. Материал должен представлять собой композитный материал на основе эпоксидной смолы, армированный стекловолокном, объемное удельное сопротивление которого больше или равно 10¹²Ом·см, может эффективно блокировать проводимость тока. Предел прочности материала на разрыв должен быть больше или равен 450 МПа, чтобы соответствовать требованиям к нагрузкам, предъявляемым к тяжелым-линиям иностранных стандартов (таким как стандартные линии AREMA). При этом должна быть гарантирована стойкость материала к старению. Под действием ультрафиолетового излучения и циклов температуры-влажности скорость снижения эффективности изоляции составляет менее или равна 5% в год. Также следует обратить внимание на коррозионную стойкость материала. После погружения в среду соляного тумана на 1000 часов на поверхности не остается явных пятен коррозии, что обеспечивает безопасность использования прибрежных линий. Кроме того, коэффициент теплового расширения материала должен быть близок к коэффициенту теплового расширения рельса, чтобы избежать увеличения зазоров стыков, вызванного перепадами температур, и повлиять на плавность линии.
Каковы меры по модификации материала накладок для железнодорожных компенсаторов в альпийских регионах?
Накладки для компенсаторов рельсов в альпийских регионах должны быть изготовлены из стали Q345D и подвергнуты низкотемпературной-обработке для повышения ударной вязкости. Суть модификации заключается в снижении температуры хрупкого перехода материала, чтобы он мог сохранять хорошую ударную вязкость при -40 градусах. Первой мерой модификации является добавление элемента никеля во время плавки, а содержание никеля контролируется на уровне 1,0%-1,5%, что может значительно улучшить ударную вязкость стали при низких-температурах. Во-вторых, применяется процесс термообработки закалки и отпуска с температурой закалки 880 градусов и температурой отпуска 600 градусов, так что низкотемпературная энергия удара материала превышает или равна 34 Дж. В то же время поверхность рыбной пластины должна быть оцинкована, а толщина слоя цинка должна быть больше или равна 80 мкм, чтобы предотвратить коррозию под действием льда, снега и антиобледенительных средств в альпийских регионах. Кроме того, необходимо оптимизировать дугу перехода поперечного сечения пластины-рычага, увеличив радиус перехода с 5 мм до 8 мм, уменьшив коэффициент концентрации напряжений и избежав растрескивания, вызванного концентрацией напряжений при низких температурах.
Как влияет точность обработки накладок на гладкость стыков рельсов?
Точность обработки накладной пластины напрямую определяет гладкость поверхности рельсового стыка, а ее ключевое отклонение размеров должно строго контролироваться в пределах ± 0,2 мм. Если отклонение от плоскостности контактной части поверхности рельса превышает 0,3 мм, при прохождении поезда произойдет очевидный удар колеса-рельса, что усугубит износ колеса-рельса и вибрацию линии. Если отклонение положения болтового отверстия превысит 0,5 мм, накладка не будет плотно прилегать к рельсу, и в месте стыка появятся зазоры, что приведет к неравномерной посадке рельсового стыка. Чрезмерное отклонение толщины накладной пластины приведет к тому, что зубья рельса в стыке будут смещены вверх и вниз, что повлияет на плавность хода поезда. Кроме того, шероховатость поверхности Ra рыбной пластины должна быть меньше или равна 3,2 мкм. Чрезмерно высокая шероховатость увеличит сопротивление трения о рельс, что приведет к неравномерному распределению напряжений в стыке и снижению усталостной долговечности соединения.
Каковы принципы согласования напряжений между накладками и болтами?
Основой согласования напряжений между накладками и болтами является согласование прочности и жесткости. Предел прочности обоих должен быть на одном уровне, чтобы избежать ситуации, когда «сильные части повреждают слабые части». Предел прочности болта должен быть немного выше, чем у пластины-рыбки, с разницей в 50-100МПа, чтобы при перегрузке болт первым подвергался пластической деформации, играя роль защиты от перегрузки. С точки зрения согласования жесткости модуль упругости накладной пластины должен быть близок к модулю упругости болта, чтобы обеспечить координацию их деформации под нагрузкой и избежать концентрации напряжения на определенном компоненте. При этом необходимо контролировать преднатяг болта. Недостаточная предварительная нагрузка приведет к тому, что накладка не будет плотно прилегать к направляющей, а чрезмерная предварительная нагрузка приведет к пластической деформации накладки. Обычно преднатяг контролируется на уровне 60-70% предела текучести болта. Кроме того, количество и расстояние между болтами должно быть адаптировано к длине накладной пластины. 6 болтов, поддерживающих накладку рельса с нагрузкой 60 кг/м, должны быть расположены равномерно с отклонением между ними не более 2 мм, чтобы обеспечить равномерную нагрузку.