Методи за подобряване на якостта на умора на релсови болтове
Максималният радиус на заобляне на основната резба на релсовия болт се определя от геометрията на резбата, която не може да бъде увеличена произволно. За да увеличим радиуса на филето и да подобрим якостта му на умора, трябва да променим структурата на болта и гайката. Но поради огромното количество употреба на релсови болтове и гайки, отнасящи се до промяна на техните структури, трябва да вземем предвид по-високите разходи за производство и конструкция.
3.1 За промяна на малкия радиус на болта на релсата
Максималният радиус на общия триъгълен профил на долната резба е 0.14433753375P, в предпоставката да запазим основния профил на резбата непроменен, ако искаме допълнително да увеличим максималния радиус, можем да го постигнем чрез малък радиус на фиксирания болт, който е, за увеличаване на малкия радиус на външната резба.
3.2 Профилите на резбата на болта и гайката приемат формата на кръгова дъга
При предпоставката за запазване на профила на резбата на гайката непроменен, увеличаването на радиуса на филето на профила на резбата на корена на болта все още е ограничено. За да намалим допълнително концентрацията на напрежение в основата и да подобрим якостта на умора на релсовия болт, можем да го направим чрез промяна на структурата на болтовата връзка, като например използването на гайка за опъване, гайка с прорези и вътрешна наклонена гайка, за да променим разпределението на натоварването на резбата. Но промените в структурата ще доведат до повишаване на производствените разходи и потреблението на релсов болт и гайка е многобройно, така че този метод рядко се приема.
След увеличаване на дълбочината на рязане в позицията на малкия радиус на корена, радиусът на филето също се увеличава. Ако профилът на резбата на неговата гайка бъде променен едновременно и съгласуван с болта, който също е променен във формата на кръгла дъга, това допълнително ще увеличи радиуса на филетата, но производствените разходи на гайката също не се увеличават. Съгласно това максималният радиус трябва да бъде Rmax=5Pcos30 градуса /16 =0.2706329P. Когато стъпката P=3mm, Rmax=0.8113 8988mm.
С увеличаването на малкия радиус на болта, радиусът на филето на корена на болта очевидно се увеличава. Според този радиус коефициентът на концентрация на напрежението се изчислява на 3,14, а разликата е 0.67, в сравнение с увеличението на болта (R=0.5 mm), относителното намаление е около 17,59%. Коефициентът на концентрация на напрежението е очевидно намален и концентрацията на напрежение в основата на корена на болта се облекчава значително.
Като се има предвид, че коефициентът на концентрация на напрежението на обикновения болт е R=5.98mm, а факторът на концентрация на напрежението е 3,14 при едновременна промяна на профилите на резбата на болта и гайката, разликата между два фактора е 2,84, а относителното намаление е 47,49%. Така че промяната на структурата значително подобри якостта на умора и експлоатационния живот на релсовия болт.