Технология выбора материала рельсовых шипов и схемы адаптации анкеровки для разных типов шпал
Каковы стандарты выбора материала для шипов, адаптированных к бетонным шпалам?
Основой выбора материала для шипов, адаптированных к бетонным шпалам, является баланс между прочностью и коррозионной стойкостью. Во-первых, выбирается углеродистая сталь 45 #, которая имеет предел прочности на разрыв не менее 600 МПа и предел текучести не менее 355 МПа после закалки и отпуска, что соответствует требованиям к напряжению при креплении бетонных шпал. Поверхность шипа подвергается горячему-оцинкованию погружением и пассивации с толщиной слоя цинка более или равной 100 мкм и толщиной пассивирующей пленки более или равной 1 мкм, что повышает коррозионную стойкость шипа и адаптируется к влажной среде вокруг бетонных шпал, с временем коррозионной стойкости при испытании на коррозионную стойкость в солевом тумане не менее 1000 часов. Спецификация резьбы шипа составляет M24 × 180 мм с точностью резьбы класса 6g, что обеспечивает точное совпадение с крепежной гайкой, а угол профиля резьбы составляет 60 градусов для увеличения площади опоры резьбы. Кроме того, головка шипа имеет потайную конструкцию с глубиной потайной головки 5 мм, которая находится на одном уровне с поверхностью анкерного отверстия бетонной шпалы, что позволяет избежать выступания головки шипа, влияющего на плоскостность укладки рельса. Наконец, на стержне шипа расположены два кольцевых ребра высотой 3 мм, которые могут улучшить сцепление шипа с анкерным раствором, предотвратить расшатывание шипа при длительных-нагрузках и улучшить общую устойчивость анкерной системы.
Каковы меры по выбору материала и оптимизации крепления шипов, адаптированных к деревянным шпалам?
При выборе материала шипов, адаптированных к деревянным шпалам, необходимо сосредоточиться на коррозионной стойкости и предотвращении раскалывания древесины. Во-первых, выбирается низко-углеродистая сталь с содержанием углерода, контролируемым на уровне 0,15 %-0,25 %. Этот материал обладает превосходной прочностью, его нелегко сломать при установке молотком, и он позволяет избежать раскалывания древесины, вызванного чрезмерной твердостью высоко-углеродистой стали. Поверхность шипа обработана анти-коррозионной обработкой методом горячего-оцинкования и двойной защитой масляным покрытием, с толщиной слоя цинка более или равной 80 мкм и толщиной масляного покрытия более или равной 5 мкм, что предотвращает ржавчину шипа и гниение древесины. Что касается мер по оптимизации крепления, кончик шипа имеет коническую форму с углом конуса 30 градусов, что облегчает вбивание шипа в деревянную шпалу и снижает вероятность раскалывания древесины. Стержень шипа оснащен кольцевыми противоскользящими линиями с интервалом 10 мм и глубиной 1 мм, увеличивающими трение между шипом и древесиной, улучшающими прочность крепления, а сила крепления должна быть больше или равна 30 кН. Кроме того, при монтаже в деревянной шпале необходимо сначала просверлить отверстие диаметром на 2 мм меньше диаметра шипа, а затем вкрутить шип, а не забивать его молотком, что еще больше снижает риск раскола деревянной шпалы и обеспечивает равномерную глубину крепления шипа.
Каковы особые требования к материалам для шипов, адаптированных к композитным шпалам?
Особое требование к материалу для шипов, адаптированных к композитным шпалам, заключается в том, чтобы они соответствовали модулю упругости композитного материала, чтобы избежать растрескивания шпал, вызванного разницей в жесткости. Во-первых, выбирается нержавеющая сталь марки 304, модуль упругости которой близок к модулю упругости композитных шпал, что позволяет снизить концентрацию напряжений в анкерной части. Шип из нержавеющей стали имеет предел прочности на разрыв не менее 520 МПа и предел текучести не менее 205 МПа, что соответствует требованиям к напряжению при анкеровке и обладает превосходной коррозионной стойкостью без дополнительной анти-коррозионной обработки. Шип имеет конструкцию дюбеля, а распорная втулка изготовлена из нейлонового материала, который хорошо совместим с композитными шпалами. Степень расширения расширительной втулки контролируется на уровне 5–8 %, что обеспечивает прочность крепления и позволяет избежать растрескивания шпалы. Кроме того, момент завинчивания шипа должен строго контролироваться на уровне 25-30 Н·м; чрезмерный крутящий момент приведет к растрескиванию вокруг анкерного отверстия шпалы, а недостаточный крутящий момент приведет к недостаточной анкерной силе. Испытание на силу крепления шипа должно быть больше или равно 45 кН, чтобы соответствовать требованиям к креплению композитных шпал, а испытание на усталость также должно проводиться с числом усталостных циклов, большим или равным 1×10⁶ раз при моделируемых нагрузках.
Каковы ключевые моменты выбора низкотемпературного-материала для шипов, адаптированных для шпал в альпийских регионах?
Основой выбора низкотемпературного-материала для шипов, приспособленных для шпал в альпийских регионах, является повышение ударной вязкости при низких-температурах и предотвращение хрупкого разрушения при низких-температурах. Во-первых, выбирается низкотемпературная сталь Q355D, энергия удара которой превышает или равна 34 Дж при -40 градусах, превосходная вязкость при низких-температурах и ее нелегко сломать. Поверхность шипа подвергается инфильтрационной обработке цинком с толщиной слоя инфильтрации цинка, превышающей или равной 60 мкм, что обеспечивает лучшую коррозионную стойкость и низкую -температурную стабильность, чем слой горячего-оцинкования погружением, и может противостоять коррозии льдом, снегом и противообледенительными агентами в альпийских регионах. Резьбовая часть шипа обработана низкотемпературной-смазкой и покрыта низкотемпературной-смазкой с температурой замерзания менее или равной -50 градусов, что обеспечивает плавную установку и демонтаж шипа в условиях низких-температурных условий и позволяет избежать заедания резьбы. Кроме того, радиус переходной дуги между головкой и стержнем шипа увеличен до 10 мм, что снижает концентрацию напряжений в условиях низких-температур и повышает усталостную прочность шипа. Испытание шипа на усталость при низкой-температуре следует проводить при -40 градусах с числом усталостных циклов, превышающим или равным 1×10⁶ раз, чтобы обеспечить стабильность эксплуатации в альпийских регионах, а также следует проводить циклическое испытание на замораживание-оттаивание со степенью ослабления анкерной силы, меньшей или равной 5 % после 50 циклов замораживания-оттаивания.
Каковы показатели обнаружения и стандарты приемки совместимости материалов шипов и шпал?
Показатели обнаружения совместимости между материалами шипов и шпал в основном включают четыре аспекта: прочность на разрыв, коррозионную стойкость, силу крепления и низко-температурную вязкость. Прочность на растяжение определяется с помощью машины для испытания на растяжение: шипы для бетонных шпал должны быть больше или равны 600 МПа, для деревянных шпал - больше или равны 400 МПа, а для композитных шпал - больше или равны 520 МПа; коррозионная стойкость определяется испытанием в солевом тумане: шипы, оцинкованные методом горячего-погружения, имеют время коррозионной стойкости, превышающее или равное 1000 часам, а шипы из нержавеющей стали не нуждаются в испытаниях; сила анкеровки определяется с помощью испытательной машины -на вытягивание: шипы для бетонных шпал должны быть больше или равны 60 кН, для деревянных шпал - больше или равны 30 кН, а для композитных шпал - больше или равны 45 кН; ударная вязкость при низких-температурах определяется с помощью ударной машины: шипы для альпийских регионов имеют энергию удара, превышающую или равную 34 Дж при -40 градусах. Нормативы приемки делятся по типам шпал: все показатели шипов для бетонных шпал должны соответствовать нормам на 100%, от каждой партии отбирается 20 шипов, а при неквалифицированности 1 шипа требуется двойной отбор проб; коэффициент ослабления силы крепления шипов для деревянных шпал должен быть меньше или равен 5%, а коррозионная стойкость должна быть больше или равна 800 часам; степень расширения шипов композитных шпал должна контролироваться на уровне 5–8%, а отклонение крутящего момента должно быть меньше или равно ±2 Н·м; степень ослабления силы крепления шипов для альпийских регионов после испытания на цикл замораживания-оттаивания должна быть меньше или равна 5%. После прохождения приемки адаптированный тип шпалы и тестовая партия должны быть промаркированы на поверхности шипа, чтобы облегчить последующее отслеживание качества.