Взаимосвязь между точностью положения отверстия для болта накладной пластины и распределением напряжения в суставе
Какое влияние оказывает отклонение шага отверстий под болты на пластине, превышающее 0,3 мм, на распределение напряжений в рельсовых стыках?
Когда отклонение шага отверстий превышает 0,3 мм, отверстия под болты накладки и направляющей не могут быть полностью совмещены. После установки болты испытывают дополнительные изгибающие моменты предварительной нагрузки, что приводит к крайне неравномерному распределению напряжения сдвига в соединении. На болты со стороны отклонения приходится 60%-70% общей силы сдвига, а на болты на другой стороне — менее 30%, образуя ситуацию «неравномерного напряжения». Эта эксцентричная нагрузка снижает усталостную долговечность болтов,-напряженных более чем на 40 %. В то же время на краях отверстий под болты накладной пластины возникает очевидная концентрация напряжений, что делает склонным к образованию усталостных трещин. В процессе длительной эксплуатации общая жесткость соединения постепенно снижается, что затрудняет обеспечение толщины и гладкости соединения.
Какой вид разрушения болтов вызван неквалифицированной соосностью отверстий под болты накладной пластины?
Если соосность недопустима (отклонение превышает 0,2 мм), болты после установки находятся в «изогнутом» состоянии, воспринимая комбинированные растягивающие-изгибающие-сдвигающие нагрузки вместо стандартных растягивающих-срезывающих нагрузок. Эта комбинированная нагрузка вызывает сильную концентрацию напряжений на стержне болта, что, скорее всего, приводит к разрушению «изгиба стержня», а не к простому сдвиговому разрушению. Место перелома чаще всего возникает там, где болт проходит через пластину, где изгибающий момент является наибольшим и вероятно возникновение коррозии. Между тем, изогнутые болты увеличивают зазор между накладкой и стенкой рельса, еще больше усугубляя дисбаланс напряжений в соединении и образуя порочный круг.
В каких аспектах отражаются различия в требованиях к точности положения болтовых отверстий между пластинами китайского и международного стандартов?
Требования международного стандарта (UIC/EN/ASTM) к точности расположения отверстий для накладных пластин намного более строгие, чем китайские стандарты: международные стандарты требуют отклонения шага отверстия менее или равного ±0,2 мм, соосности менее или равного 0,1 мм и допуска на диаметр отверстия H7, в то время как китайские стандарты определяют допуск на диаметр отверстия H8. Кроме того, международные стандарты требуют, чтобы округлость отверстий для болтов была меньше или равна 0,05 мм, что четко не указано в китайских стандартах. Это различие связано с тем, что соединения международных стандартов в основном адаптированы для высокоскоростных-скоростных и тяжелых-магистральных линий, где болты выдерживают большие нагрузки и более чувствительны к точности положения отверстий; Китайские стандартные соединения адаптированы к обычным-скоростным линиям, где болты воспринимают относительно меньшие силы и имеют немного более высокий допуск на точность положения отверстий. В то же время рыбные пластины международного стандарта в основном обрабатываются с помощью станков с ЧПУ, в то время как китайские стандарты допускают штамповку, а различия в процессах также определяют класс точности.
Какие практические трудности вызывает неквалифицированная точность положения отверстий под болты накладной пластины при установке-на месте?
Если точность положения отверстия неудовлетворительна, при установке-на месте могут возникнуть такие проблемы, как «болты не могут быть вставлены» или «болты сгибаются после принудительной вставки», что серьезно влияет на эффективность конструкции. Принудительная установка требует использования ударных инструментов или инструментов для развертывания, которые повредят резьбу болтов и поверхностный анти-коррозионный слой, снижая устойчивость болтов к-ослаблению и защите-коррозии. Рассверливание также повредит прочность стенки отверстия накладной пластины, уменьшив несущую способность отверстий под болты на сдвиг более чем на 15%. Кроме того, установленное соединение будет иметь перекос накладок и плохую посадку, что потребует вторичной разборки и регулировки, что значительно увеличивает затраты и сроки строительства.
Как контролировать точность положения болтовых отверстий на пластинах во время производства, чтобы избежать чрезмерных отклонений?
Производственные звенья требуют контроля-специфического процесса: во время штамповки используются высокоточные-формы, зазор между пресс-формами контролируется в пределах 0,05 мм, а позиционирующие штифты пресс-формы регулярно калибруются, чтобы предотвратить отклонение положения отверстий, вызванное износом пресс-формы. Во время обработки с ЧПУ используются пяти-осевые станки с ЧПУ для реализации обработки положений отверстий одним-зажимом, что исключает ошибки зажима. После обработки проводится 100% контроль с использованием специальных калибров (шагов отверстий, стержней для проверки соосности), а выход некачественной продукции с завода строго запрещен. Для -накладных пластин для тяжелых перевозок также требуется полировка стенок отверстий, чтобы обеспечить шероховатость стенок отверстий, не превышающую Ra3,2, что снижает повреждение от трения между болтами и стенками отверстий.