Почему стыки — самое слабое место гусеницы
В сочлененном пути накладка (также называемая соединительной планкой или соединительной планкой) соединяет два конца рельса и передает между ними изгибающий момент, силу сдвига и продольную силу. Поскольку соединение прерывает профиль рельса, оно создает локальное падение жесткости, зазор в рельсе и два неподдерживаемых конца рельса, которые бьются под каждым проходом колеса. Опыт показывает, что дефекты стыков - рельсов-на концах рельсов, трещины в отверстиях под болты, изгиб накладок и расширение колеи - составляют большую долю затрат на техническое обслуживание путей на сочлененных линиях, поэтому технология соединений является прямым рычагом устойчивости сети.
Переход жесткости и конструкция накладки
Жесткость соединения в основном определяется длиной накладки, поперечным-сечением и предварительным натягом болта. Более длинная накладка распределяет изгибающую нагрузку на большее количество шпал и сглаживает переход между рельсом и стыком, уменьшая коэффициент динамического воздействия на концах рельса. Стандартной практикой является согласование длины накладок с секцией рельса: например, рельс весом 60 кг/м обычно соединяется с накладками длиной около 500 мм с шестью отверстиями для болтов, тогда как в более легких рельсах используются более короткие пластины с четырьмя отверстиями. Диаметр болта и зазор между отверстиями определяют, насколько накладка может удерживать стенку рельса; Отверстия слишком большого размера вызывают люфт и ускоряют удлинение отверстия. На линиях со смешанным движением зону стыка следует уплотнять и утрамбовывать чаще, поскольку местные прогибы приводят к осадке балласта.
Анализ режимов отказов железнодорожных стыков
Неисправности соединений анализируются путем разделения возможных причин: дефекты материала (включения, следы качения, плохая термообработка), ошибки монтажа (неправильный момент затяжки, не-шахматные соединения, плохое выравнивание концов рельса-), история технического обслуживания (ослабленные болты, отсутствующие подушки, загрязнение балласта), эксплуатационные нагрузки (тоннаж, скорость, спущенные колеса) и факторы окружающей среды (коррозия, экстремальные температуры). В ходе систематического исследования фиксируются момент затяжки болтов, ширина зазора, износ накладок, глубина залегания концов рельса-и геометрия пути на площадке, а затем сравниваются измерения с пределами, указанными в применимом стандарте. Ремонт может быть эффективным только тогда, когда определена основная причина: повторная -затяжка не устранит стык, который вышел из строя из-за удара по концам рельса,-а шлифовка не устранит стык, который вышел из строя из-за ослабленных болтов.
Контакт фланца колеса и выравнивание соединения
Когда колесо проходит через стык, вертикальный зазор и любая разница в высоте конца рельса- создают удар, а из-за смещения концов рельса фланец ударяется о область соединения вбок. Удержание двух концов рельса на одном уровне (в пределах примерно 1-2 мм) и зазора в пределах сезонного диапазона уменьшает контакт фланца и предотвращает выступание головки рельса. На изогнутых участках соединение часто располагается в шахматном порядке или с меньшим зазором, чтобы ограничить боковые силы. Изолированные соединения требуют особого ухода, поскольку концевая-стойка должна оставаться неповрежденной; поврежденный концевой столб дает утечку тока и нарушает рельсовые цепи, что является неисправностью сигнализации, а также механической.
Промышленные линии с сильной вибрацией
В портах, сталелитейных заводах и горнодобывающих линиях работают локомотивы и вагоны с очень высокими осевыми нагрузками и частыми торможениями, поэтому соединения страдают от ослабления болтов, усталости накладок и растекания концов рельсов.- Практические меры: используйте высокопрочные болты-(класса 10,9), затянутые до расчетного значения, устанавливайте пружинные шайбы или контргайки, еженедельно проверяйте болты на линиях большой-тоннажа и используйте соединительные стержни с более толстой перемычкой для повышения усталостной прочности. Если вибрация сильная, рассмотрите возможность использования клеевых или сварных соединений для постоянной установки и имейте запас предварительно -просверленных сменных накладок для быстрой замены-.
Устойчивость благодаря быстрому ремонту и резервированию
Устойчивая система – это не та, которая никогда не выходит из строя, а та, которая безопасно выходит из строя и быстро восстанавливается. Стандартизируйте соединительное оборудование (одинаковое сверление накладок, одинаковую марку болтов) по всей сети, чтобы ремонтная бригада имела с собой один комплект, использовала схемы с четырьмя-болтами и шестью-болтами, которые позволяют выполнять временную установку болтов с меньшим количеством болтов в чрезвычайной ситуации, и определяла четкие ограничения на случаи, когда накладку следует заменять, а не ремонтировать. Мониторинг непрерывности рельсовой цепи и проведение целенаправленного ультразвукового контроля отверстий под болты позволяют выявить трещины до того, как они распространятся на сломанный рельс. Эти методы превращают совместную технологию из предмета обслуживания в реальный фактор, способствующий устойчивости системы.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Каков правильный момент затяжки болтов накладок?
A: Для болтов M24 на стандартных накладках из углеродистой стали момент затяжки обычно составляет 300-350 Н·м, прикладываемый в диагональной последовательности от центра наружу. Высокопрочные-накладки с болтами М26 требуют 400–450 Н·м. Всегда затягивайте повторно после первых нескольких недель движения, поскольку сустав приживается.
Вопрос: Насколько большим должен быть зазор рельсов на стыке?
О: На прямых шарнирных гусеницах зазор устанавливается примерно на уровне 8–10 мм летом и 12–15 мм зимой, чтобы обеспечить тепловое расширение и сжатие. Кривые стыки используют зазор на 2-3 мм меньше. На непрерывносварных рельсах движение регулируют компенсаторы или специальные концевые стойки.
Вопрос: Почему на поворотах суставы чаще выходят из строя?
О: Изогнутая колея имеет более высокие боковые силы, больший угол контакта колес-с рельсами и более эффективное торможение. Концы рельсов также подвергаются повторяющимся ударам фланцев. Стандартными мерами противодействия являются меньшие зазоры и более частые проверки болтов.
Вопрос: Можно ли приварить накладку для устранения трещин?
О: Небольшие поверхностные трещины можно заварить и зашлифовать, но трещины в области отверстия под болт или трещины длиной более 5 мм обычно требуют замены накладки. Сварка на растянутой поверхности может привести к появлению новых источников напряжения, поэтому ремонт необходимо впоследствии проверить с помощью магнитопорошкового или ультразвукового контроля.
Вопрос: Что такое изолированное соединение и почему оно имеет значение?
A>A: Изолированное соединение разделяет электрическую непрерывность двух рельсов, так что рельсовые цепи могут определять положение поезда. Изолирующая концевая-стойка и втулки должны оставаться сухими и неповрежденными; в случае их выхода из строя сигнализация нарушается, поэтому изолированные соединения проверяются вместе с электрическим испытанием.