Издръжливост на умора на пружинните скоби и тяхната съвместимост с честотата на вибрациите на веригата
Какъв е основният процес на теста за издръжливост на умора на релсови скоби?
Тестът за издръжливост на умора на релсовите скоби първо изисква инсталиране на релсовата скоба върху тестово приспособление, симулиращо траверса, и прилагане на същото предварително натоварване като действителната линия, за да се възстанови реалното работно състояние. За теста се използва-машина за изпитване на вибрации с висока честота, като честотата на вибрациите е зададена на 10-50Hz, за да се симулират вибрационните условия на различни линии, а амплитудата на натоварването се контролира при ±15% от проектната сила на затягане. По време на теста отслабването на силата на затягане на скобата на релсата трябва да се наблюдава в реално време и данните се записват на всеки 1 милион вибрации. Ако отслабването на силата на затягане надвишава 10%, то се оценява като невалидно. Когато скобата на релсата се напука или счупи, тестът се спира и броят на вибрациите се записва, което е действителният живот на умора. След теста трябва да се извърши металографски анализ на неуспешната скоба на релсата, за да се проучи причината за възникване на пукнатини и да се осигури поддръжка на данни за оптимизиране на продукта.
Как високочестотните-вибрации на градските железопътни линии влияят върху живота на умора на релсовите скоби?
Градските железопътни линии имат кратки интервали на тръгване на влаковете и честотата на вибрациите може да достигне 30-50Hz, много по-висока от 10-20Hz на конвенционалните скоростни железници, което значително ще съкрати живота на умората на релсовите скоби. Високочестотната-вибрация ще ускори образуването на микро-пукнатини вътре в скобата на релсата. За обикновени релсови скоби при градски железопътни-високочестотни условия на работа, времето, когато се появят пукнатини, ще се удължи с 50%. Високо{16}}честотните вибрации водят до повишено износване на контактните части между скобата на релсата и желязната седалка, което води до концентрация на напрежението и допълнително ускоряване на повредата от умора. Високочестотната вибрация на градската релса също ще накара силата на затягане на скобата на релсата да отслабне бързо. Релсовата скоба с първоначален живот от 20 милиона пъти може да достигне само 8 милиона пъти при работни условия на градски железопътен транспорт и трябва да се сменя често. В допълнение, високочестотните вибрации ще предизвикат резонанс на скобата на релсата и амплитудата на напрежението при резонанс ще се удвои, а увреждането на живота на умора ще се увеличи експоненциално.
Какви са насоките за оптимизиране на материалите на чуждестранните стандартни релсови скоби с висока-устойчивост-издръжливост?
Чуждестранните стандартни релсови скоби с висок-издръжливост-за първи път са оптимизирани по отношение на състава на материала, използвайки легирана стомана 60Si2CrVA. В сравнение с националния стандарт 60Si2MnA, добавянето на елементи от хром и ванадий може да подобри зърната и да подобри здравината и издръжливостта на материала. Процесът на топене във вакуум се използва в производствения етап, за да се намали съдържанието на примеси в разтопената стомана и да се намали източникът на възникване на пукнатини от умора. Процесът на топлинна обработка на скобата на релсата е подобрен и процесът на изотермично охлаждане е приет за получаване на бейнитна структура, чиято якост на умора е с 20% по-висока от тази на темперираната сорбитна структура, обработена чрез национално стандартно охлаждане и темпериране. Концентрираните-напрежения части на скобата на релсата са локално подсилени, като ударно набиване в основата на еластичното рамо, за да се образува слой от остатъчен натиск, който забавя разпространението на пукнатината. Освен това повърхността на скобата на релсата е покрита с анти{13}}корозионно и-устойчиво на износване покритие, за да се намали влиянието на корозията и износването върху издръжливостта на умора, реализирайки двойна оптимизация на материала и процеса.
Каква е връзката между големия товар на тежкотоварните-въжета и живота на умората на релсовите скоби?
Тежкото осово натоварване на тежките-въжета ще увеличи амплитудата на натоварването на силата на затягане, поемано от скобата на релсата. Диапазонът на колебание на натоварването на обикновените релсови скоби се разширява от ±15% до ±25%, нивото на напрежение се увеличава и животът на умора ще бъде съкратен с 30%-40%. Големите натоварвания ще влошат пластичната деформация на скобата на релсата. Скобата на релсата в състояние на високо{10}}натоварване за дълго време има намалена еластична способност за възстановяване и степента на затихване на силата на затягане се ускорява, навлизайки предварително в етап на повреда. Голямото натоварване на тежкотоварните линии също ще увеличи контактното напрежение между релсовата скоба и релсата, а контактните части са склонни към износване и смачкване, образувайки нови точки на концентрация на напрежението и причинявайки пукнатини от умора. Вибрационната реакция на скобата на релсата е по-тежка при големи натоварвания и рискът от резонанс се увеличава. След като възникне резонанс, животът на умора ще спадне рязко. В същото време големите натоварвания ще ускорят загубата на предварително натоварване при монтаж на скобата на релсата, допълнително намалявайки нейната устойчивост на умора и образувайки порочен кръг.
Как да подобрим действителния живот на умора на релсовите скоби чрез технология за монтаж?
Първо, предварителното натоварване трябва да се контролира точно по време на монтажа и трябва да се използва калибриран динамометричен ключ, за да се гарантира, че предварителното натоварване е в рамките на проектния диапазон, като се избягва прекомерното първоначално напрежение на скобата на релсата поради прекалено-затягане или вибрационно износване поради недостатъчно-затягане. Преди монтаж контактните повърхности на скобата на релсата и желязната седалка трябва да бъдат почистени, за да се отстранят петна от ръжда и масло, за да се осигури добър контакт и да се намали концентрацията на напрежение. Съответстващата междина между скобата на релсата и желязната седалка трябва да се контролира на 0,2-0,3 mm. Прекомерната междина ще доведе до разклащане на скобата на релсата, а твърде малката междина ще ограничи еластичната деформация, като и двете ще намалят живота на умора. По време на монтажа ъгълът на монтаж на скобата на релсата трябва да съответства на проекта, с отклонение, по-малко или равно на ±1 градус, за да се избегне неравномерна сила поради отклонение на ъгъла. Освен това трябва да се извърши пред{10}}обработка с вибрации след монтажа и остатъчното напрежение при монтажа на скобата на релсата се елиминира чрез ръчно почукване или нискочестотни вибрации, за да се подобри действителната му устойчивост на умора при експлоатация.