Дизайн за оптимизиране на напрежението на носещата плоча и технология за-адаптиране на лагерите при динамично натоварване за тежкотоварни-линии
Какви са характеристиките на напрежението и формите на повреда на притискащите плочи на коловоза в тежкотоварни-тръби?
Характеристиките на напрежението на притискащите плочи на коловоза в-тръбопроводите за тежкотоварни превози се проявяват главно като високо-променливи странични натоварвания, локална концентрация на напрежение и суперпозиция на динамично въздействие. Когато влакът преминава, страничната вибрация на релсата се предава на притискащата плоча, образувайки променливо натоварване с честота 10-50Hz, което е вероятно да причини повреда от умора на притискащата плоча. Частите с концентрация на напрежението на притискащата плоча са главно при огъващите се части и около отворите на болтовете, с коефициент на концентрация на напрежение над 2,8, много по-висок от нивото на напрежение на тялото на притискащата плоча, което е основната зона, където започват пукнатини. Динамичното наслагване на удар е типична характеристика на въжетата за-тежки превози. Когато преминава влак с натоварване на ос от 30 t или повече, той ще генерира моментално ударно натоварване върху притискащата плоча с пикова стойност над 3 пъти статичното натоварване, което утежнява пластичната деформация на притискащата плоча. Формите на повреда на притискащите плочи на коловоза в линиите за тежкотоварни превози включват главно три типа: счупване от умора при огъване на части, деформация на износване около отворите на болтовете и цялостна пластична деформация на притискащата плоча. Счупването от умора настъпва най-често 1-2 години след пускането на притискащата плоча в експлоатация, с пукнатини, простиращи се от огъващите се части до тялото; деформацията на износване около отворите на болтовете се причинява от относителното плъзгане между притискащата плоча и болтовете и когато степента на износване надвиши 2 mm, ефектът на закрепване ще бъде намален; общата пластична деформация се проявява като отделяне на притискащата повърхност на притискащата плоча от страната на релсата, което не може да ограничи страничното изместване на релсата и директно застрашава безопасността на движение.
Каква е основната проектна схема за оптимизиране на напрежението на структурата на притискащата плоча на коловоза?
Основната проектна схема за оптимизиране на напрежението на структурата на притискащата плоча на коловоза е проектиране на дисперсия на напрежението, съвпадение на променливо напречно-сечение и разширяване на контактната площ. Дизайнът на дисперсията на напрежението променя десния-ъгъл на огъване на притискащата плоча до дъгов преход от R15-R20 mm, намалявайки фактора на концентрация на напрежението в огъващата част от 2,8 до под 1,3 и елиминирайки източника на концентрация на напрежението. Променливото съвпадение на напречното-сечение регулира дебелината на напречното-сечение според разпределението на напрежението на притискащата плоча. В зоните на концентрация на напрежение, като огъващи се части и около отворите за болтове, дебелината на напречното-сечение се увеличава от 12 мм на 18 мм, за да се подобри-носещият капацитет; в правите зони с ниско{16}}напрежение, дебелината на напречното-сечение е намалена от 12 mm на 8 mm, за да се постигне лек дизайн, като същевременно се гарантира равномерно разпределение на напрежението. Дизайнът на увеличаващата се контактна площ променя режима на контакт между притискащата плоча и релсата от линейния контакт към повърхностния контакт. Притискащата повърхност на притискащата плоча приема дъгообразен дизайн със степен на прилягане по-голяма или равна на 90% със страната на релсата, намалявайки контактното напрежение и избягвайки локалното износване. Освен това оптимизирайте разположението на отворите за болтове на притискащата плоча, променете едно-редовите болтове на дву-редово симетрично разположение, регулирайте разстоянието между болтовете от 150 mm до 200 mm, така че натоварването да е равномерно разпределено върху двата болта, намалявайки напрежението на единичен болт. След приключване на структурната оптимизация е необходим симулационен анализ с крайни елементи, за да се провери, симулирайки натоварването от удар на тежкотоварни влакове, за да се гарантира, че стойността на напрежението на всяка част от притискащата плоча е по-ниска от границата на умора на материала.
Какви са мерките за подобряване на производителността на материала за притискащите плочи в-тръбопроводите за тежки превози?
Мерките за надграждане на производителността на материала за притискащите плочи в-тръбопроводи за тежки превози се фокусират върху три аспекта: матричен материал с висока-якост, обработка за укрепване на повърхността и модификация против-умора. Матричният материал използва ниско{6}}легирана стомана с висока -якост Q460 вместо традиционната стомана Q235. Границата на провлачане на стомана Q460 е по-голяма или равна на 460MPa, а якостта на опън е по-голяма или равна на 550MPa, което е повече от два пъти по-голямо от стоманата Q235, с отлична устойчивост на пластична деформация. Обработката за укрепване на повърхността възприема комбиниран процес на лазерно закаляване + ударно уплътняване. Ключови части, като огъващи се части и около отворите за болтове на притискащата плоча, се подлагат на лазерно охлаждане с дълбочина на охлаждане, контролирана на 1,5-2 mm, а твърдостта на повърхността може да достигне HRC50-55, подобрявайки повърхностната устойчивост на износване и устойчивост на умора; след закаляване се извършва ударно уплътняване, за да се образува остатъчен слой на напрежение на натиск с дебелина 0,2-0,3 mm на повърхността, със стойност на остатъчно напрежение на натиск до -300MPa, компенсиращ ефекта от променливото напрежение на опън и забавяне на започването на пукнатини от умора. Модификацията против умора се постига чрез закаляване и темперираща топлинна обработка, като се използва процес на охлаждане + високотемпературно темпериране, с температура на охлаждане от 880-900 градуса и температура на темпериране от 600-620 градуса, така че материалът да получи темперирана сорбитова структура с ударна якост по-голяма или равна на 50J (-20 градуса), значително подобряване на динамичната устойчивост на удар на материала. За притискащи плочи в линии за тежкотоварни превози в корозивна среда върху повърхността се напръсква флуоровъглеродно покритие с дебелина 30-40 μm, което има отлична устойчивост на атмосферни влияния и устойчивост на корозия, а степента на адхезия на покритието е по-голяма или равна на 1, което гарантира липса на разпадане по време на дългосрочна експлоатация.
Кои са ключовите точки на проектирането на съвместна адаптация между релсите, релсите и болтовете?
Дизайнът за съвместна адаптация между притискащите плочи на коловоза, релсите и болтовете трябва да постигне три цели: координация на напрежението, съвпадение на размера и съвместимост с корозия. По отношение на координацията на напрежението, твърдостта на притискащата плоча трябва да съответства на твърдостта на релсата. Твърдостта на притискащата плоча за тежко-тръбни линии се контролира на 120-150kN/mm, за да се гарантира, че притискащата плоча и релсата се деформират синхронно при ударното натоварване на влака, като се избягва концентрацията на напрежение, причинена от разликите в твърдостта. По отношение на съответствието на размера, дъгата на притискащата повърхност на притискащата плоча трябва да съответства на дъгата на страната на релсата. Дъгата на притискащата плоча, адаптирана към националните стандартни релси, е R130 mm, а дъгата на чуждестранните стандартни релси трябва да се регулира според съответните стандарти; диаметърът на отвора на болта на притискащата плоча трябва да образува преходно прилягане с диаметъра на болта, с междина на прилягане, контролирана на 0,05-0,1 mm, за да се избегне повреда при предаване на товара, причинена от прекомерни празнини. По отношение на корозионната съвместимост, повърхностните покрития на притискащата плоча, релсата и болта трябва да приемат материали със същия потенциал, като покритие Dacromet, за да се избегне електрохимична корозия, причинена от потенциални разлики; изолиращо уплътнение с дебелина 2 mm е положено върху контактната повърхност между притискащата плоча и релсата, което може не само да буферира вибрациите, но и да предотврати корозията, причинена от директния контакт между двата метала. Дизайнът за съвместна адаптация също трябва да вземе предвид процеса на инсталиране. Монтажният въртящ момент на притискащата плоча трябва да съответства на степента на въртящия момент на болта. Монтажният въртящ момент на притискащата плоча за тежкотоварни линии се контролира на 800-900 N·m, за да се гарантира, че силата на притискане на притискащата плоча върху релсата се поддържа стабилно при 25-30 kN, постигайки надеждно ограничение.
Какви са показателите за изпитване на производителност и стандартите за приемане на притискащите плочи в-тръбопроводи за тежки превози?
Индикаторите за изпитване на ефективността на притискащите плочи в-тръбопроводите за тежки превози включват три категории: показатели за механична ефективност, показатели за ефективност на умора и индикатори за адаптиране на инсталацията. Индикаторите за механични характеристики тестват границата на провлачване, якостта на опън и ударната якост на материала. Границата на провлачване на стоманените плочи под налягане Q460 е по-голяма или равна на 460MPa, якост на опън по-голяма или равна на 550MPa и -20 градуса якост на удар по-голяма или равна на 50J; твърдостта на повърхността се тества с помощта на тестер за твърдост на Rockwell и твърдостта на закалените части е по-голяма или равна на HRC50. Индикаторите за ефективност на умора се тестват чрез стенд за изпитване на умора, като се прилага променливо натоварване с честота 30Hz и амплитуда на натоварване 20-30kN. Притискащата плоча трябва да премине 2 милиона цикъла на натоварване без пукнатини, а животът на умора е повече от два пъти по-голям от този на традиционните притискащи плочи. Индикаторите за адаптиране на монтажа тестват точността на размерите и монтажа на притискащата плоча. Отклонението на дебелината на притискащата плоча По-малко или равно на ±0,5 mm, отклонение на ширината По-малко или равно на ±1 mm; степента на прилягане към релсата е по-голяма или равна на 90%, а вертикалното отклонение на притискащата плоча след монтажа е по-малко или равно на 1 градус; отклонението на степента на позицията на отвора за болт По-малко или равно на ±0,5 mm, за да се осигури точен монтаж на болта. Стандартът за приемане е, че всички тестови индикатори отговарят на стандартите и степента на квалификация на една и съща партида притискащи плочи е по-голяма или равна на 99%; монтираните притискащи плочи трябва да бъдат подложени на -тест за натоварване на място и когато преминават тежки-влакове, максималното напрежение на притискащата плоча е по-малко или равно на допустимото напрежение на материала; годишният процент на щетите по време на експлоатация По-малък или равен на 0,5%, отговарящ на изискванията за дългосрочна експлоатация на тежкотоварните линии. Неквалифицираните притискащи плочи трябва да бъдат напълно бракувани и им е строго забранено да влизат на строителната площадка.