Почему важно соответствие оценок и механические различия между оценками
Накладка, также называемая соединительной планкой, прикрепляется болтами к обоим концам рельса в месте соединения и передает изгибающий момент и силу сдвига от одного рельса к другому. Поскольку стык является самым слабым местом пути, накладка должна нести определенную долю нагрузки на рельс, и эта доля напрямую зависит от класса прочности материала накладки. Если класс прочности ниже требуемой нагрузки, накладка пластически деформируется, трескается и в конечном итоге теряет устойчивость на концах рельса, поэтому класс прочности материала накладки должен соответствовать нагрузке-несущей способности рельсового стыка.
Два сорта, наиболее часто используемые для изготовления накладных пластин, различаются по пределу текучести, пределу прочности, твердости и содержанию сплавов. Эти различия определяют нагрузку, которую может выдержать шарнир, и усталостную долговечность накладки при переменных нагрузках на колеса.
| Свойство | 8.8 Оценка | 10.9 Оценка |
|---|---|---|
| Предел текучести | Больше или равно 640 МПа | Больше или равно 900 МПа |
| Предел прочности | Больше или равно 800 МПа | Больше или равно 1000 МПа |
| Твердость по Роквеллу | Больше или равно HRC28 | Больше или равно HRC35 |
| Содержание углерода | 0.25%-0.35% | 0.35%-0.45% |
| Содержание хрома | Не указано | 1.0%-1.5% |
| Типичное применение | Рельсы GB 60 кг/м на обычных линиях | Тяжелые-автоперевозки и внешние стандартные рельсы |
| Несущая способность суставов | Около 80% железной дороги | Около 90% железной дороги |
Согласование уклона с линией и нагрузкой на ось
Класс 8,8 подходит для обычных-скоростных линий, проложенных по рельсам GB 60 кг/м, где несущая способность стыка достигает около 80 % рельса, а транспортная нагрузка остается в пределах упругости материала. Внешние стандартные рельсы для перевозки тяжелых грузов требуют класса 10,9, поскольку предел текучести рельсов составляет не менее 900 МПа, нагрузка на ось составляет 30 тонн или более, а усилие сдвига в стыке примерно в 2,5 раза больше, чем у обычных-скоростных линий. В марке 8,8 с пределом текучести 640 МПа быстро развивается пластическая деформация под действием сдвигающей силы, сцепление между накладкой и рельсом теряется, и концентрация напряжений становится серьезной. Марка 10,9 с пределом текучести примерно в 1,4 раза превышает предел текучести марки 8,8, удерживает амплитуду напряжения в суставе в пределах 70 % от предела текучести и обеспечивает примерно вдвое больший усталостный срок службы, что обеспечивает долгосрочную-стабильность на тяжеловесных-магистральных линиях.
Что происходит, когда накладка слабее рейки
Когда прочность накладки ниже прочности рельса, накладка становится слабым звеном соединения. Напряжение концентрируется на накладке, в то время как напряжение рельса снижается, изменяя предполагаемое распределение нагрузки. Например, если прочность накладки на 20 % ниже, чем у рельса, амплитуда напряжений на накладке может достигать 1,5-кратной прочности у рельса, и рано появляются усталостные трещины. Распространение трещины приводит к разрушению накладки, соединение теряет устойчивость, что приводит к перекосу и смещению. Концентрация напряжений также ускоряет разрушение суставных болтов при сдвиге, что еще больше нарушает целостность соединения. Поэтому прочность накладки должна быть равна или превышать прочность рельса, чтобы распределение напряжений в соединениях оставалось равномерным.
Обнаружение на-классе прочности пластинчатой пластины на месте
Оценка может быть проверена на месте тремя способами. Во-первых, портативный твердомер измеряет твердость по Роквеллу: класс 8,8 показывает как минимум HRC28, а класс 10,9 — как минимум HRC35. Во-вторых, отбираются образцы для испытания на растяжение для измерения предела текучести и прочности на разрыв, а значения сравниваются с пределами марки. В-третьих, спектрометр проверяет состав материала: марка 10,9 имеет содержание углерода 0,35%-0,45% и содержание хрома 1,0%-1,5%, а марка 8,8 имеет содержание углерода 0,25%-0,35% и не содержит указанного хрома. Поверхность правильно поставленной накладной пластины имеет маркировку класса прочности; продукты без маркировки должны пройти полное тестирование перед использованием во избежание неправильного применения.
Баланс между стоимостью и безопасностью при выборе класса
На внутренних-скоростных внутренних линиях с рельсами GB можно использовать класс 8,8, который стоит примерно на 30 % дешевле, чем класс 10,9, и удовлетворяет потребности в подшипниках с лучшим соотношением цены и качества.-Производительность. Высокоскоростные-и тяжеловесные-линии с внешними стандартными рельсами должны иметь класс прочности 10,9; стоимость материалов возрастает примерно на 20 %, но при этом удается избежать поломок соединений и снизить-затраты на долгосрочное обслуживание. Для временных линий может использоваться более низкий уклон в соответствии с фактическим классом нагрузки, тогда как линии, предназначенные для долгосрочной-эксплуатации, должны выбираться с самым высоким уклоном, который они видят. В основе балансировки лежит точное соответствие нагрузке на линию и уклону рельсов, позволяющее избежать как завышенных-спецификаций, которые увеличивают стоимость, так и заниженных-спецификаций, что создает угрозу безопасности.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли использовать накладку класса 8,8- на тросе для тяжелых перевозок?
Нет. Сдвиговое усилие в стыке примерно в 2,5 раза больше, чем у обычных-скоростных линий, а предел прочности рельса класса 8,8 составляет 640 МПа, что значительно ниже предела прочности 900 МПа тяжеловесного-автомобильного рельса. Пластическая деформация и усталостное разрушение последовали бы быстро.
Как осуществляется проверка твердости в полевых условиях?
Портативный твердомер по Роквеллу прижимают к очищенному ровному участку накладки. Показания сравниваются с пределом оценки: не менее 28 HRC для класса 8,8 и не менее 35 HRC для класса 10,9.
Почему марка 10,9 содержит хром?
Хром улучшает прокаливаемость и коррозионную стойкость, а также поддерживает более высокую прочность марки. Показание спектрометра 1,0–1,5% хрома является одной из проверок состава, подтверждающей класс 10,9.
Каковы последствия концентрации напряжений в суставах в слабой накладке?
Напряжение концентрируется на накладке, появляются и распространяются усталостные трещины, накладка разрушается, соединение теряет устойчивость, за этим следует несоосность и разрушение болта при сдвиге. Соединение может внезапно выйти из строя при движении транспорта.
Всегда ли рыбная плита более высокого класса лучше?
Не автоматически. Более высокая марка стоит дороже и может быть менее пластичной, если ее не подвергнуть надлежащей термообработке. Марка должна соответствовать нагрузке на рельс и линию, чтобы обеспечить баланс между стоимостью, прочностью и ударной вязкостью.
Что делать с рыбными пластинами, на которых нет маркировки?
Немаркированные накладки нельзя устанавливать на несущих-сочленениях. Их следует поместить на карантин, подвергнуть испытаниям на твердость, растяжение и состав и вернуть в эксплуатацию только в том случае, если результаты соответствуют требуемому классу.