Рабочий цикл крепления горнодобывающей железной дороги
Горнодобывающие железные дороги отличаются от магистральных пассажирских железных дорог тремя аспектами, которые доминируют в конструкции крепления: осевые нагрузки, окружающая среда и доступ для технического обслуживания. Поезда с рудой и углем обычно ездят с нагрузкой 30 тонн и более на ось, а это означает, что каждая скоба, болт и опорная плита нагружены близко к пределу выносливости. Гусеница окружена абразивной пылью - угольной мелочью, концентратом железной руды или вскрышными породами -, которая проникает в резьбу, зажимы и изоляторы, подобно притирочной массе. А поскольку линия проходит через ямы и складские помещения, окна для технического обслуживания короткие и доступ к ним затруднен. Поэтому система крепления для горнодобывающих работ выбирается и конфигурируется иначе, чем стандартная магистральная система, и операторы, которые обращаются с ней таким же образом, платят за это отказами компонентов и риском схода с рельсов.
-Расчет тяжелых нагрузок: болты увеличенного размера и усиленные зажимы
Основой конструкции горнодобывающего крепления является набор болтов-и-зажимов. Диаметры болтов начинаются с M24 и увеличиваются, поскольку сила зажима должна удерживать рельс как от вертикальной нагрузки от колеса, так и от боковых сил, возникающих при сильном изгибе. Пружинные зажимы изготовлены из термообработанной- пружинной стали, поэтому они сохраняют прижимную силу после многократных циклов отклонения; зажим, который принимает постоянный набор, теряет нагрузку на носок, которая удерживает подошву рельса прижатой. Опорные плиты утолщены, а иногда и ребристы, чтобы распределить сосредоточенную нагрузку на шпалу, а подкладка рельса под подошвой изготовлена из -высокого класса нагрузки, например, из ТПЭЭ или ПЭВП, а не из мягкой резины. В результате получается система, которая выдерживает воздействие перегруженных или-спущенных колес вагонов без немедленного выхода из строя крепления.
Пылестойкость: уплотнение зажимного механизма
Абразивная пыль разрушает крепления двумя способами: она заклинивает резьбу и седла зажимов, в результате чего сила зажима падает, а также стирает антикоррозионное-защитное покрытие, подвергая сталь ржавчине. Поэтому крепления для горнодобывающей промышленности проектируются с герметичными соединениями - гнездо зажима и гнезда для болтов закрыты или экранированы, чтобы пыль не попадала на рабочие поверхности -, а также с покрытиями, устойчивыми к истиранию, обычно это горячее-оцинкование или более толстая система на основе цинка-на зажиме и болте. Регулярная очистка сжатым воздухом является частью режима технического обслуживания: пыль, скапливающаяся вокруг ножки зажима, ослабляет зажим и ускоряет износ. При наличии химического воздействия - противообледенительные соли зимой или коррозийная рудная пыль - компоненты из нержавеющей стали или цинка-с никелевым покрытием, дренажные каналы, смывающие соли, и ежегодные проверки покрытия.
Наклон рельса и поведение при изгибе
На поворотах система крепления поддерживает наклон рельса - при боковом наклоне рельса, обычно от 1:40 до 1:20 -, с помощью клиновидных-подушек или регулируемых опорных пластин. Правильный наклон удерживает пятно контакта колеса-с рельсом по центру головки рельса, что напрямую снижает износ фланцев и усталость зажимов. Бант устанавливается при установке и повторно-проверяется во время технического обслуживания, а крепление позволяет осуществлять точную регулировку, чтобы компенсировать осадку пути и сползание балласта. Ослабленное или неправильно установленное крепление изменяет эффективный наклон, увеличивает риск контакта фланца и, в худшем случае, способствует сходу с рельсов на крутых горных поворотах, поэтому на криволинейных участках проверки крутящего момента и наклона являются обязательными.
Композитные и стальные компоненты
Композитные крепежные компоненты - армированные волокном-пластмассовые опорные плиты и изоляторы - примерно на 40 % легче стали, полностью устойчивы к коррозии и обладают электроизоляционными свойствами, что важно на электрифицированных участках, где необходимо контролировать блуждающий ток. Их более низкая грузоподъемность ограничивает их работу на легкорельсовом транспорте и в городском транспорте. Сталь остается выбором для горнодобывающей промышленности и грузовых перевозок, поскольку только сталь выдерживает нагрузку на ось более 30 тонн с достаточным усталостным сроком службы, а ее более высокая первоначальная стоимость окупается в течение длительного срока службы в умеренном климате. На практике в горнодобывающих системах сталь используется в качестве пути нагрузки, а композиты — только для изоляции и не-ненесущих частей.
Планирование замены
Поскольку износ в условиях горнодобывающей промышленности неизбежен, операторам следует планировать цикл замены креплений продолжительностью 5-7 лет на участках с экстремальным-износом по сравнению с 10-20 годами на обычных магистральных путях. Цикл сокращается на крутых поворотах, в переходах и там, где проникновение пыли наихудшее. Практическая стратегия закупок состоит в том, чтобы иметь на складе определенный комплект - зажимы, болты, подушки и изоляторы, подходящие по размеру для конкретного участка рельса, - чтобы изношенное крепление можно было заменить комплектом, а не по частям, сохраняя при этом равномерное усилие зажима вдоль рельса.
Часто задаваемые вопросы
Какой размер болтов используется в системах крепления для горнодобывающей промышленности?
Стандарт конструкции для тяжелых условий горнодобывающей промышленности — M24 и выше, при этом шаг и класс резьбы соответствуют усилию зажима, необходимому для нагрузки на ось. Болты меньшего размера используются только на путях легкой промышленности.
Почему крепления для горнодобывающей промышленности нуждаются в герметичных соединениях?
Налипание пыли на гнездо зажима или резьбу болта снижает усилие зажима и действует как абразив на покрытие. Герметичные соединения сохраняют рабочие поверхности чистыми, поэтому усилие зажима остается на расчетном значении.
Как часто следует чистить шахтные крепления?
Очистка сжатым-воздухом планируется в зависимости от пылевой нагрузки - на линиях по добыче угля и руды, обычно при каждом цикле трамбовки или проверки. Цель состоит в том, чтобы предотвратить скопление пыли-вокруг ножки зажима и гнезд для болтов.
Могут ли композитные крепления выдерживать нагрузки на ось горнодобывающей промышленности?
Нет. Композитные опорные плиты не способны выдерживать нагрузку на ось более 30 т и предназначены только для легкорельсового транспорта и городского транспорта. В горнодобывающих линиях используются стальные нагрузочные пути с композитными деталями только для изоляции.
Каков типичный срок службы комплекта крепления для горнодобывающей промышленности?
Для секций с экстремальным-износом реалистичным планируемым показателем является 5–7 лет. Фактический срок службы зависит от нагрузки на ось, радиуса поворота, степени запыленности и дисциплины технического обслуживания и должен отслеживаться в протоколах осмотров.