Модернизация стали и термической обработки рельсовых зажимов

Работа эластичного стержня

Эластичный стержень удерживает подошву рельса на опорной плите с определенной силой зажима и сохраняет эту силу в течение миллионов циклов нагрузки. При прохождении колеса зажим отклоняется и пружинит назад, поэтому его материал должен сочетать высокий предел упругости с усталостной прочностью, а его поверхность должна выдерживать коррозию, не теряя сечения. Два фактора, влияющие на проектирование, которые определяют качество зажима, — это марка стали и термическая обработка, и оба они проявляются в приемочных испытаниях: усилие зажима, постоянная усадка после многократного прогиба, усталостная долговечность и коррозионная стойкость. Покупатели, которые сравнивают только цену зажимов, упускают из виду разницу в стоимости, которая проявляется в треке: зажим, который теряет силу зажима или трескается через три года, вынуждает бригады технического обслуживания заменять его на работающей линии.

60Si2MnA по сравнению с пружинной сталью 55SiCr

Способ термообработки отличается: 55SiCr требует более точного цикла закалки и отпуска для создания мелкоотпущенной микроструктуры, обеспечивающей стабильную силу зажима, тогда как 60Si2MnA более щаден в производстве. При той же геометрии зажим из 55SiCr лучше сохраняет зажимное усилие с течением времени и противостоит коррозии под напряжением во влажной среде. Выбор представляет собой баланс интенсивности работы линии, интервала технического обслуживания и стоимости; на ветке с небольшим трафиком 60Si2MnA часто является экономичным решением.

Варианты защиты поверхности

Черный оксид дешев, но практически не обеспечивает реальной защиты от коррозии. Горячее-оцинкование дает толстый и прочный слой, но может повредить пружинную сталь, если не контролировать температуру ванны. покрытие из цинковых чешуек тонкое, однородное и не меняет эластичность зажима, поэтому оно предназначено для высокоскоростных-скоростных и прибрежных трасс, где коррозия и усталость действуют одновременно. Инфильтрация цинка обеспечивает диффузию цинка в поверхностный слой и является хорошим выбором для оборудования для перевозки тяжелых грузов. Каким бы ни было покрытие, приемочное испытание должно включать в себя толщину покрытия и часы работы в солевом тумане, а покрытие должно выдерживать отклонение зажима без растрескивания.

Безбалластная путевая система WJ-7

На китайских высокоскоростных-безбалластных путях в системе крепления WJ-7 используется арко-эластичный стержень с эластичными рычагами на обоих концах, работающий с перегородками и болтами для фиксации рельса. Его расчетные характеристики иллюстрируют то, что должен обеспечить современный зажим: начальное усилие зажима выше 13 кН с ослаблением усилия зажима в пределах 10 процентов после длительного использования, упругое восстановление, сохраняющее геометрию при высокочастотной вибрации, а также диапазон регулировки высоты от минус 4 до плюс 26 мм за счет замены регулировочных прокладок под направляющей. Зажим изготовлен из пружинной стали 55SiCr, подвергнутой определенной термической обработке, и устанавливается и снимается с помощью специального инструмента для быстрого обслуживания. Система крепится к плите пути винтами в сборные втулки, а вся сборка проверяется приемочными испытаниями стандарта системы крепления. Эти цифры являются приемочными расчетными значениями, и поставляемый сертификат партии должен их подтверждать.

Факторы усталости и оптимизация

Усталостная долговечность зажимов определяется четырьмя группами факторов. Качество материала стоит на первом месте: включения и крупные зерна сокращают усталостную долговечность. На втором месте обработка: трещины, заусенцы и обезуглероживание от горячей штамповки создают точки концентрации напряжений. Установка третья: недостаточный-крутящий момент приводит к ослаблению зажима, а чрезмерный-крутящий момент вызывает чрезмерную нагрузку, а плохое прилегание зажима к перегородке манометра приводит к неравномерному усилию на одной ножке. На четвертом месте находится окружающая среда: влажность и коррозионные вещества ускоряют рост поверхностных трещин. Меры по оптимизации следуют напрямую: выберите чистую пружинную сталь с контролируемой чистотой, используйте прецизионную формовку и контролируемую термообработку, установите указанный момент затяжки с помощью калиброванного ключа, выберите покрытие для места и периодически проверяйте зажимы, чтобы-поврежденные детали заменялись до того, как они выйдут из строя. Управление крутящим моментом само по себе исключает значительную долю преждевременных поломок зажимов.

Требования к зажимам для тяжелых-перевозок

Тяжелые-магистральные линии подвергают зажимы самым большим нагрузкам и наибольшей вибрации, поэтому правила проектирования более строгие: усилие зажима более 15 кН, чтобы рельс не мог смещаться при ударе тяжелого поезда, пружинная сталь, такая как 55SiCr, с гарантированным усталостным сроком службы не менее пяти лет, утолщенные упругие рычаги и оптимизированная кривая дуги для более высокой несущей способности, а также геометрия контакта с рельсом, позволяющая избежать локальной концентрации напряжений. Защита поверхности представляет собой покрытие из чешуек цинка или пропитку цинком, чтобы выдержать суровые условия окружающей среды, а точность размеров выше, поскольку зажим должен точно соответствовать перегородке манометра и опорной пластине. Приемочные испытания зажима для тяжелых-перевозок включают проверку усилия зажима, испытание на усталость при заданном спектре нагрузок и испытание на коррозию.

Когда следует выбирать 60Si2MnA вместо 55SiCr?

Выбирайте 60Si2MnA для обычных скоростных линий, в сухой среде и для проектов,-чувствительных к затратам, где запас прочности и коррозии 55SiCr не требуется. Выбирайте 55SiCr для высокоскоростных-скоростных, тяжелых-магистральных и прибрежных линий, где стабильность зажимного усилия и устойчивость к коррозии определяют стоимость технического обслуживания.

Какое покрытие лучше для прибрежной железной дороги?

покрытие из чешуек цинка обеспечивает самую длительную защиту зажимов из пружинной стали в хлоридной атмосфере со сроком службы более десяти лет в типичных условиях. Он достаточно тонкий, чтобы не влиять на эластичность зажима, и не вызывает риска закалки пружинной стали, как это происходит при обработке горячим-погружением.

Почему сила зажима зажима со временем падает?

Усилие зажима падает из-за упругой релаксации пружинной стали, поверхностной коррозии, уменьшающей эффективное сечение, и постоянной деформации из-за циклов перегрузки. Хорошая термообработка и правильное покрытие замедляют все три, поэтому предел затухания прописан в спецификации системы.

Для чего используется система крепления WJ-7?

WJ-7 — безбалластная система крепления путей для высокоскоростных железных дорог Китая. Арочный зажим, перегородки и регулировочные прокладки удерживают рельс на бетонной плите с регулировкой по высоте от минус 4 до плюс 26 мм для корректировки геометрии пути.

Как обнаружить в треке клип,-поврежденный усталостью?

Обратите внимание на линии ржавчины на носке зажима и изгибе арки, которые указывают на развивающуюся трещину, прислушайтесь к свободному скрежету зажима, потерявшего силу зажима, и проверьте зазор между пальцами согласно техническим характеристикам системы. Замените поврежденные зажимы группами в соответствующем крепежном комплекте.