Накладка и болтовая посадка: ключ к прочности рельсового соединения

Почему посадка определяет силу суставов

Соединение накладок прочно ровно настолько, насколько прочно его направление нагрузки. Концы рельсов удерживаются двумя или четырьмя соединительными стержнями, а нагрузка от колеса передается от одного конца рельса к другому через болты, отверстия в стержнях и поверхности стержней. Если отверстия не совпадают, один болт несет непропорциональную долю нагрузки, соединение ослабевает, концы рельса разрушаются, и в конечном итоге болт устает и ломается. Таким образом, положение посадки - отверстия, диаметр отверстия, класс болта и крутящий момент - не являются подробностями: это конструкция соединения.

Геометрия и допуски отверстий под болты

Отверстия накладок должны точно совпадать с отверстиями в направляющих с допуском положения 0,5 мм или выше. Отклонение в 1 мм повышает нагрузку на наиболее-болт, нагруженный примерно на 20 процентов, а повторное воздействие на несоосное соединение приводит к усталостному разрушению болта; Именно по этой причине были связаны инциденты с разделением рельсов на строительных площадках. Расстояние между отверстиями соответствует профилю рельса: для рельсов плотностью 60 кг/м стандарт устанавливает расстояние между отверстиями для болтов накладок- равным 140 мм. Во время установки диаметр и расстояние между отверстиями необходимо измерять с помощью штангенциркуля и позиционирующих зажимов, которые используются для выравнивания стержней при установке болтов.

Выбор материала накладок

Материал накладок должен соответствовать прочности рельса, к которому они присоединяются. Для тяжелых-нагруженных и высокоскоростных-линий используется высоко-легированная сталь с закалкой-и-отпуском для достижения необходимой прочности соединения на растяжение и усталость. Для обычных линий углеродистая сталь или низколегированная-сталь обеспечивают баланс между производительностью и стоимостью. В каждом случае применяются два дополнительных требования: прочность, чтобы стержень сгибался, а не ломался при ударе, при этом ударная вязкость при низких-температурах подтверждалась для холодных регионов; и защита от коррозии, обычно горячее-оцинкование погружением со слоем цинка толщиной не менее 85 микрометров для влажных и агрессивных сред. Материал и размеры определяются в соответствии с действующим стандартом рельсовых соединений, например TB/T 2347 или сериями UIC и AREMA.

Класс болта: 8,8 против 10,9

Болты класса 8,8 экономично выдерживают нагрузки обычных линий и промышленных подъездных путей. Болты класса 10,9 придают прочность и усталостную устойчивость, необходимые соединениям, работающим при высокой-частоте и-нагружении. Выбор представляет собой полную оценку технических характеристик рельса, нагрузки на путь и рабочей скорости - при-указанном риске отказа соединения, превышение-указания приводит к увеличению затрат без какой-либо выгоды.

Обработка поверхности и защита от-разрыхления

Обработка поверхности болта обеспечивает сохранение работоспособности крепежа на протяжении всего срока его службы. Горячее-оцинкование погружением со слоем цинка толщиной не менее 85 микрометров подходит для влажных, дождливых, снежных и слегка соленых-щелочных сред и может продлить срок службы-без ржавчины более 10 лет. Чернение, химическая оксидная пленка, дешевле, но гораздо слабее и подходит только для сухих помещений или для промышленного применения с коротким-циклом. Там, где коррозия и износ сочетаются с - прибрежными солевыми брызгами, пыльными шахтами, - цинк-чешуйчатое покрытие из алюминия выдерживает более 1000 часов испытаний в солевом тумане и является предпочтительным выбором для высокопрочных-болтовых соединений. Необработанные болты ржавеют в течение одного-двух месяцев на открытом воздухе, заклинивая резьбу и разрушая силу зажима.

Защита от-расшатывания начинается при установке. Болты затягиваются по диагонали поэтапно: предварительно-затягиваются два диагонально противоположных болта, затем последовательно затягиваются остальные, чтобы накладка нагружалась равномерно, а не тянулась в сторону. Момент затяжки должен соответствовать спецификации рельса - для рельсов с нагрузкой 60 кг/м, болты класса 10.9 затягиваются моментом 280-320 Н-м. Слишком малый крутящий момент ослабляет, слишком сильный срывает резьбу. На тяжелых-нагрузочных линиях клей, препятствующий-расшатыванию, нанесенный на резьбу, заполняет зазор и противостоит высокочастотной-вибрации от дорожного движения, а зубчатые противо-шайбы увеличивают трение, которое останавливает болт от обратного вращения при переменной нагрузке. Крутящий момент проверяется регулярно, ежемесячно в течение первых трех месяцев после открытия линии, а затем во время интервалов технического обслуживания линии.

Часто задаваемые вопросы

Почему отверстия под болты должны совпадать с точностью до 0,5 мм?

Потому что несоосное отверстие нагружает один болт непропорционально. Отклонение в 1 мм увеличивает нагрузку на отдельный болт примерно на 20 процентов и приводит к усталостному разрушению болта при движении.

Какая марка болта необходима для рельсов плотностью 60 кг/м?

Класс 10.9 с пределом прочности на растяжение 1040 МПа и пределом текучести 940 МПа является стандартным для рельсов плотностью 60 кг/м и более тяжелых, высокоскоростных-скоростных и тяжелых-грузовых линий. Класс 8,8 подходит для рельсов плотностью 50 кг/м и ниже.

Что означает требование к толщине слоя цинка?

При горячем-цинковании накладок и болтов должно быть нанесено не менее 85 микрометров цинка. Такая толщина создает плотный барьер, который изолирует сталь от воздуха и влаги и обеспечивает-работу без ржавчины более 10 лет во влажных условиях.

С каким моментом следует затягивать болты накладки?

Для болтов класса 10,9 на рельсах 60 кг/м: 280-320 Н-м. Значение должно соответствовать спецификации рельса; крутящий момент прикладывается калиброванным ключом в диагональной пошаговой-последовательности.

Зачем затягивать по диагонали?

Диагональная затяжка нагружает накладку равномерно вокруг соединения. Затяжка по кругу оттягивает планку в сторону и концентрирует напряжение в первых затянутых болтах.

Когда оправдана защита от-расслаивания клея?

На линиях с большой-нагрузкой и высокой-вибрацией, где переменная нагрузка от движения транспорта в противном случае привела бы к ослаблению болтов. Клей заполняет зазор резьбы и удерживает предварительное-натяжение. Для этой же цели можно добавить зубчатые шайбы.