Конструкция зубчатого зацепления Fishplate и технология согласования жесткости рельсовых соединений
Каковы различия в шарнирном соединении между зубчатой конструкцией прикуса и плоской конструкцией рыбных пластин?
Основные различия между конструкцией зубчатого прикуса и конструкцией рыбных пластин с плоским соединением отражаются в трех аспектах: способ соединения, передача жесткости и способность противостоять-смещению. Зубчатая конструкция существенно повышает устойчивость соединения рельсовых стыков. Накладка с плоским шарниром соединяется с рельсом посредством плоского крепления, опираясь только на силу трения, создаваемую усилием предварительной-затяжки болта. Поверхность стыковки склонна к скольжению из-за вибрации, что приводит к поперечному и продольному смещению рельсового стыка и влияет на плавность хода. Конструкция зубчатого прикуса обрабатывает трапециевидные зубья на стыковочной поверхности пластины и рельса, при этом шаг зубьев и глубина зубьев точно соответствуют размеру поперечного- сечения в стыке рельса. После установки зубья сцепляются между собой, образуя двойное соединение механического прикуса + силы трения, полностью исключающее смещение рельса. С точки зрения передачи жесткости, жесткость соединения плоского соединения составляет всего 60%-70% от материала основания рельса, и при прохождении поезда может произойти осадка соединения. В то время как конструкция зубчатого захвата обеспечивает непрерывную передачу жесткости через жесткое соединение зубьев, благодаря чему жесткость соединения достигает более 90% жесткости основного материала рельса и снижает мутацию напряжения в соединении. Кроме того, площадь контакта посадочной поверхности конструкции с зубчатым соединением на 30% больше, чем у конструкции с плоским соединением, эффект силы предварительной затяжки болта более равномерен, что позволяет избежать деформации рельсового соединения, вызванной чрезмерным местным давлением, в то время как конструкция с плоским соединением имеет небольшую площадь контакта и склонна к износу поверхности посадки.
Каковы основные структурные параметры зубчатого прикуса пластинок рыбы?
Основные структурные параметры конструкции зубчатого прикуса рыбных пластин включают в себя:тип зуба, шаг зуба, глубина зуба и шероховатость посадочной поверхности.. Эти четыре параметра совместно определяют эффект прикуса и жесткость соединения и должны строго соответствовать типу рельса. В качестве типа зуба выбран трапециевидный зуб. По сравнению с треугольными зубьями и дугообразными зубьями поверхность прикуса трапециевидных зубьев представляет собой плоскость, обладающую более высоким сопротивлением сдвигу и не склонную к деформации зуба, адаптирующуюся к характеристикам напряжения рельсовых стыков и являющуюся наиболее широко используемым типом зубьев в настоящее время. Шаг зубьев регулируется в зависимости от типа рельса: 8-10 мм для рельса 60 кг/м и 6–8 мм для рельса 50 кг/м. Чрезмерно большой шаг зубьев приводит к недостаточному количеству точек прикуса и плохой стабильности соединения, тогда как чрезмерно малый шаг зубьев увеличивает сложность обработки и склонен к сколам зубьев. Глубину зуба контролируют на уровне 2-3 мм, принимая верхний предел 3 мм для рельса 60 кг/м и нижний предел 2 мм для рельса 50 кг/м. Чрезмерно глубокие зубья ослабят прочность поперечного сечения пластины и направляющей, а чрезмерно мелкие зубья не смогут сформировать эффективный прикус и не смогут предотвратить смещение. Шероховатость поверхности фитинга должна контролироваться на уровне Ra1,6–Ra3,2 мкм. Чрезмерно высокая шероховатость приводит к неплотному прилеганию зубов и зазорам, снижая эффект прикуса; чрезмерно низкая шероховатость снижает трение и влияет на эффект вспомогательного соединения, который должен быть гарантирован прецизионным шлифованием. Кроме того, угол наклона зубов составляет 45 градусов, чтобы обеспечить равномерное напряжение во время прикуса и избежать односторонней концентрации напряжения.
Каковы требования по согласованию жесткости накладок для рельсов 60 кг/м и 50 кг/м?
Сутью согласования жесткости накладок для рельсов 60 кг/м и 50 кг/м является регулировка толщины пластины, количества отверстий для болтов и прочности материала накладок, чтобы обеспечить соответствие жесткости соединения жесткости материала основания рельса и избежать концентрации напряжений, вызванной мутацией жесткости. Материал основания рельса плотностью 60 кг/м обладает высокой жесткостью и в основном используется на высокоскоростных-скоростных и тяжеловесных-магистральных линиях, где предъявляются более высокие требования к жесткости соединений. Адаптированная накладка изготовлена из высокопрочной-стали Q345B толщиной 16-18 мм, что на 2-3 мм толще, чем у рельса плотностью 50 кг/м. Само-жесткость повышается за счет увеличения толщины пластины, а количество отверстий для болтов равно 8, равномерно распределенных по обеим сторонам корпуса пластины, что расширяет диапазон усилия предварительной-затяжки, благодаря чему жесткость соединения достигает более 95% от основного материала рельса и соответствует требованиям передачи жесткости на высокоскоростных-скоростных и тяжелых-магистральных линиях. Материал основания рельса плотностью 50 кг/м имеет умеренную жесткость и в основном используется на обычных-скоростных и станционных линиях. Адаптированная накладка изготовлена из стали Q235B толщиной 14-16 мм и имеет 6 отверстий для болтов, а жесткость соединения контролируется на уровне 90–95% от материала основания рельса, что снижает затраты на обработку и материалы за счет обеспечения стабильности соединения. Оба типа накладных пластин должны обеспечивать «градиент жесткости», корпус пластины имеет небольшой градиент толщины от обоих концов к середине, среднее соединение является самым толстым и постепенно утончается к обоим концам, что обеспечивает плавный переход жесткости соединения от накладной пластины к материалу основания рельса без явных мутаций. Кроме того, усилие предварительной затяжки болта накладки для рельса 60 кг/м должно контролироваться на уровне 450-500 Н·м, а для рельса 50 кг/м - 350-400 Н·м. Сила предварительного затягивания соответствует толщине и жесткости пластины, чтобы избежать деформации накладки или рельса, вызванной чрезмерной силой предварительного затягивания.
Какова конструкция анти-коррозионной герметизации накладок и требования к защите-протечек рельсовых стыков?
Суть конструкции анти-коррозионной герметизации накладок заключается в реализации само-защиты накладок от коррозии и предотвращении-протекания рельсового стыка за счет поверхностной анти-коррозионной обработки + структуры уплотнения стыка, что позволяет избежать коррозии стыков, вызванной проникновением воды и агрессивных сред. Для защиты поверхности пластины от -коррозии применяется сложный процесс горячего-цинкования погружением + закрытое покрытие, толщина оцинкованного слоя составляет 80-100 мкм, что защищает корпус пластины за счет эффекта жертвенного анода, а толщина закрытого покрытия составляет 10-15 мкм, изолируя оцинкованный слой от контакта с внешней средой для предотвращения окисления слоя цинка. Испытание на нейтральный солевой туман может достигать более 800 часов без красной ржавчины, что позволяет адаптироваться к различным агрессивным средам, таким как внутренние и прибрежные районы. В конструкции соединения, препятствующей-протеканию, используются специальные уплотнительные резиновые ленты + уплотнительные кольца с отверстиями для болтов. Уплотнительная резиновая лента изготовлена из нитрильного каучука, прикреплена к обеим сторонам посадочной поверхности накладной пластины и направляющей и экструдируется и деформируется после установки, чтобы заполнить зазор посадочной поверхности и предотвратить попадание воды и мусора; Уплотнительное кольцо отверстия для болта представляет собой резиновое кольцо, надетое на болт и плотно прикрепленное к внутренней стенке отверстия для болта и поверхности накладки после установки, чтобы обеспечить герметизацию отверстия для болта и избежать проникновения воды в рельсовое соединение из отверстия для болта. Кроме того, кромки обоих концов пластины имеют дугообразную отбортовку, чтобы предотвратить выдавливание и падение уплотнительной резиновой ленты, а на отбортовку нанесен антикоррозионный герметик для дальнейшего улучшения эффекта уплотнения. На линиях, проходящих в прибрежных районах с высоким содержанием солей и в дождливых районах, на внешней стороне соединения можно установить пластиковую защитную крышку, которая образует двойное уплотнение и полностью предотвращает проникновение агрессивных сред.
Каковы ключевые моменты-установки накладных пластин на объекте и контроля зазоров в швах?
Суть установки-накладных пластин и контроля зазора в стыках на месте — обеспечение точного прикуса зубьев, квалифицированного усилия предварительной-затяжки болтов и равномерного зазора в стыке рельсов во избежание поломки соединения, вызванной неправильной установкой. Перед установкой очистите от ржавчины и мусора стык рельса и посадочную поверхность накладки, проверьте, целы ли зубцы, можно использовать только накладки без деформаций и сколов, и одновременно проверьте прямолинейность стыка рельса, отклонение по высоте и перекос влево-вправо Меньше или равно 0,2 мм, в противном случае рельс необходимо сначала выпрямить. При установке точно совместите зубья накладки с зубцами стыка рельса, чтобы обеспечить полный прикус зубьев без локального виртуального соединения, накладки с обеих сторон должны быть установлены синхронно, чтобы избежать смещения рельса, вызванного односторонним напряжением. При установке болтов применяется метод диагональной затяжки: затяжка осуществляется от середины к обоим концам поочередно, предварительная-затяжка завершается три раза, каждый раз затягиваясь на 1/3 усилия предварительной-затяжки, чтобы избежать деформации пластины, вызванной однократной-затяжкой. Наконец, усилие предварительной-затяжки болта для рельса 60 кг/м достигает 450-500 Н·м, а для рельса 50 кг/м – 350-400 Н·м. Зазор рельсового стыка должен строго контролироваться, зазор составляет 2-4 мм при комнатной температуре (20-25 градусов), принимая верхний предел 4 мм в зонах с высокими температурами и нижний предел 2 мм в зонах с низкими температурами, оставляя место для теплового расширения и сжатия, чтобы избежать деформации стыка, вызванной температурным напряжением рельса, отклонение зазора меньше или равно ± 0,5 мм, обнаруживается специальным щупом. После установки проверьте, плотно ли прикреплена уплотнительная резиновая полоска на стыке, не отваливается и не возникает зазоров, а также установлено ли уплотнительное кольцо отверстия для болта на месте, чтобы обеспечить эффект защиты от просачивания.