Что означает сила зажима для зажима
Усилие зажима, или нагрузка на пятку, представляет собой вертикальную силу, с которой зажим прижимает подошву рельса к подушке и шпале. Это рабочий параметр системы крепления: он удерживает рельс по толщине, обеспечивает продольное и поперечное удержание, препятствующее ползучести и короблению рельса, а также поддерживает жесткость системы на уровне, предусмотренном конструкцией пути. Для эластичных систем крепления нагрузка на пятку обычно находится в диапазоне от 7 до 12 кН на зажим, устанавливается по чертежу системы и проверяется на испытательном стенде; метод испытания усилия зажима определен в серии EN 13146, а требования к производительности комплексных систем на бетонных шпалах приведены в EN 13481-1 и EN 13481-2. Поскольку нагрузку на сцепление невозможно увидеть во время эксплуатации, техническое обслуживание контролирует ее путем проверки крутящего момента для систем с регулировкой крутящего момента, проверки отклонения или зазора для систем с зажимами, а также периодического измерения нагрузки на сцепление с помощью калиброванного манометра.
Закон затухания: три фазы
Усилие зажима спадает в три этапа. Первая фаза — это фаза стабилизации, которая длится от одного до трех месяцев после установки или после замены стропы: колодка принимает постоянную установку, спальное место устанавливается, а рабочая точка зажима перемещается, поэтому нагрузка на носок в этот период падает быстрее всего, обычно на 10–20 процентов от первоначального значения. Вторая фаза — это фаза стабильного обслуживания: колодка стабилизируется, а оставшиеся потери происходят из-за медленного расслабления напряжений пружинной стали, фрикционного износа в месте контакта с рельсом зажима-и коррозии поверхности, что создает плавную тенденцию к снижению, которую можно контролировать с помощью периодических проверок. Третья фаза – фаза деградации: зажим теряет настолько большую рабочую прогиб, что нагрузка на носок падает ниже системного минимума, рельс начинает двигаться под нагрузкой, а крепление все больше ведет себя как жесткая система, ускоряя износ накладки и подошвы рельса. Форма кривой одинакова для каждой упругой системы; что меняется, так это временной масштаб, который зависит от трафика, серьезности поворотов и окружающей среды.
Почему кривые и градиенты быстрее теряют прижимную силу
Затухание неравномерно по всей линии. На поворотах колесо оказывает сильную боковую силу на головку рельса, зажим работает с более сложной траекторией нагрузки, а контактные поверхности подвергаются истиранию и износу, которых никогда не бывает на прямом участке, поэтому нагрузка на схождение внешнего рельса на повороте спадает заметно быстрее, чем на прямом участке пути. На уклонах продольные тяговые и тормозные силы выше, а на стыковых участках удар по стыку добавляет динамическую нагрузку на соседние обоймы. Практическим следствием является разница: после того же времени обслуживания зажимы на поворотах и уклонах могут иметь на 10–20 процентов меньшую нагрузку на схождение, чем их соседи на прямом пути, поэтому при планировании проверок выборка кривых и уклонов происходит с большей частотой и почему кампании по повторному натяжению начинаются на внешнем рельсе поворотов.
Разработка цикла повторной-затяжки
Цикл повторной-затяжки следует кривой затухания. После открытия или продления линии запланируйте первое повторное-затягивание через один-три месяца, когда этап урегулирования в основном завершится; этот одиночный проход восстанавливает большую часть первоначальной нагрузки на опорную поверхность и является наиболее экономичным-техническим мероприятием за весь срок службы системы. После этого цикл задается коэффициентом затухания участка: на высокоскоростных-скоростных и тяжеловесных-магистральных линиях, а также на поворотах проверяйте нагрузку на схождение или крутящий момент ежеквартально; на обычных прямых участках обычная практика – два раза в год; и всегда устраивайте проверку перед зимой и после жаркого сезона, ведь перепады температур нагружают крепление в противоположных направлениях. Вместо фиксированного календаря современный подход основан-на условиях: отбирайте репрезентативное количество клипов на километр, стройте график тренда нагрузки-нагрузки и повторно-затягивайте или заменяйте, когда среднее значение выборки приближается к системному минимуму, поэтому цикл сужается на быстро-затухающих участках и ослабляется на стабильных.
Полевая практика по повторной-затяжке и замене
Качество повторной-затяжки зависит от деталей. Используйте калиброванный динамометрический ключ или датчик нагрузки-на носок, указанный в системе, и повторно-затяните до значения, указанного на чертеже, но не более: чрезмерный-прогиб создает нагрузку на пружинную сталь и сокращает ее усталостный срок службы. Очистите контактную поверхность зажима-с рельсом перед повторной-затяжкой, поскольку попавшая пыль, ржавчина и частицы балласта изменяют измеренное значение и ускоряют будущий износ. Осмотрите зажим при обращении с ним: зажим с видимой трещиной, постоянной схваткой, коррозией или следом инструмента в рабочей зоне заменяется, не-затягивается повторно, и то же самое относится к зажиму, поврежденному подбивочным оборудованием. После прохода проверьте однородность сечения: зажимы на одной и той же направляющей должны показывать постоянную нагрузку на схождение, а зажим, выделяющийся среди соседних, указывает на проблему с колодкой или шпалой, которую крутящий момент не устранит. Записывайте значения для каждой клипсы или для каждой группы образцов, поскольку именно тенденция на протяжении многих лет, а не отдельные показания, сообщает техническому обслуживанию, является ли цикл правильным.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Какова типичная нагрузка на пальцы ног при использовании эластичного зажима?
Обычно от 7 до 12 кН на зажим, в зависимости от системы и сечения рельса. Значение зафиксировано на чертеже системы и проверено в ходе испытания на усилие зажима по стандарту EN 13146-7 на соответствие системным требованиям стандарта EN 13481-1.
Вопрос 2: Почему сила зажима падает быстрее всего в первые месяцы?
Потому что подушка принимает постоянную установку и спальное место оседает, перемещая рабочую точку зажима. Эти потери при расчете обычно составляют от 10 до 20 процентов от первоначальной стоимости и компенсируются при первой повторной-затяжке.
Вопрос 3. Как часто следует-подтягивать зажимы?
Сначала проходите через один-три месяца после открытия, затем по норме ослабления: ежеквартально на скоростных-скоростных, тяжеловесных-магистральных и криволинейных участках, два раза в год на обычных прямых путях, всегда перед зимой и после жаркого сезона.
Вопрос 4: Почему зажимы на поворотах теряют силу быстрее?
Кривые добавляют боковые силы на колеса, усложняют нагрузку на зажимы и истирают контактные поверхности. На внешних рельсах поворотов обычно наблюдается на 10–20 процентов меньшая нагрузка на схождение, чем на прямых участках, после того же срока службы.
Вопрос 5. Следует ли повторно-затянуть деформированный зажим?
Нет. Зажим с несъемными трещинами или выбоинами заменяется. Повторная-затяжка деформированного зажима приводит к превышению расчетной нагрузки на него и риску усталостного разрушения при эксплуатации.
В6: Что произойдет, если сила зажима упадет ниже минимального значения?
Рельс теряет фиксацию-: продольное сопротивление падает, рельс начинает проскальзывать, ширина колеи расширяется, а колодка быстро изнашивается. Это фаза деградации, и правильным действием будет повторная-затяжка или замена до появления дефектов геометрии.