Cykl pracy mocowania kolei górniczej
Koleje górnicze różnią się od głównych kolei pasażerskich pod trzema względami, które dominują w projektowaniu przytwierdzeń: naciski osi, środowisko i dostęp do konserwacji. Pociągi do przewozu rudy i węgla rutynowo kursują z obciążeniem 30 i więcej ton na oś, co oznacza, że każdy zacisk, śruba i płyta podstawy są obciążone niemal do granic wytrzymałości zmęczeniowej. Tor jest otoczony pyłem ściernym - miałami węgla, koncentratem rudy żelaza lub nadkładem -, który przedostaje się do gwintów, zacisków i izolatorów niczym masa docierająca. A ponieważ linia przebiega przez doły i składowiska, okresy konserwacyjne są krótkie, a dostęp do nich utrudniony. Dlatego też system mocowania do zastosowań górniczych jest wybierany i konfigurowany inaczej niż standardowy system magistrali, a operatorzy, którzy traktują go w ten sam sposób, płacą za niego w przypadku awarii podzespołów i ryzyka wykolejenia.
Konstrukcja-o dużym obciążeniu: powiększone śruby i wzmocnione zaciski
Rdzeń konstrukcyjny mocowania górniczego stanowi zestaw śrub-i-zacisków. Średnice śrub zaczynają się od M24 i rosną, ponieważ siła docisku musi utrzymać szynę zarówno przed pionowym obciążeniem koła, jak i siłami bocznymi generowanymi przez silne zakrzywianie. Zaciski sprężynowe są wykonane ze-obrobionej cieplnie stali sprężynowej, dzięki czemu zachowują siłę zacisku nawet po wielokrotnych cyklach ugięcia; klips, który wymaga stałego zestawu, traci obciążenie palców, które utrzymuje stopę szyny wciśniętą. Płyty podstawy są pogrubione i czasami żebrowane, aby rozłożyć skoncentrowane obciążenie na podkład, a podkładka pod szynę pod stopą jest wykonana z materiału-o wysokim stopniu obciążenia, np. TPEE lub HDPE, a nie z miękkiej gumowej podkładki. W rezultacie powstał system, który wytrzymuje uderzenie przeciążonego-lub spłaszczonego koła bez natychmiastowej awarii mocowania.
Odporność na kurz: Uszczelnienie mechanizmu zaciskowego
Pył ścierny niszczy mocowania na dwa sposoby: blokuje gwinty i gniazda zacisków, powodując spadek siły zaciskania, oraz ściera-powłokę antykorozyjną, narażając stal na rdzę. Dlatego też mocowania górnicze są projektowane z uszczelnionymi złączami - gniazdo zacisku i kieszenie na śruby są zamknięte lub osłonięte, aby pył nie mógł gromadzić się w powierzchniach roboczych - oraz z powłokami odpornymi na ścieranie, zazwyczaj-cynkowaniem ogniowym lub systemem zacisku i śruby na bazie grubszego cynku-. Regularne czyszczenie sprężonym powietrzem jest częścią programu konserwacji: pył gromadzący się wokół stopki zacisku rozluźnia zacisk i przyspiesza jego zużycie. W przypadku narażenia chemicznego wymagane są - sole odladzające-zimą lub korozyjny pył rudy - elementy ze stali nierdzewnej lub cynku-powlekane niklem, wymagane są kanały drenażowe wypłukujące sól oraz coroczne kontrole powłoki.
Przechylenie szyny i zachowanie na zakrętach
Na zakrętach system mocowania utrzymuje przechylenie szyny - nachylenie boczne szyny, zwykle w zakresie od 1:40 do 1:20 -, za pomocą podkładek-w kształcie klina lub regulowanych płyt podstawy. Prawidłowe nachylenie utrzymuje miejsce styku-szyny koła na środku główki szyny, co bezpośrednio zmniejsza zużycie kołnierza i zmęczenie zacisku. Przechyłka jest ustawiana podczas montażu i-ponownie weryfikowana podczas konserwacji, a mocowanie umożliwia precyzyjną regulację w celu kompensacji osiadania toru i pełzania podsypki. Luźne lub nieprawidłowo ustawione mocowanie zmienia efektywne przechylenie, zwiększa ryzyko kontaktu kołnierza, a w najgorszym przypadku przyczynia się do wykolejenia na ciasnych zakrętach górniczych, dlatego na zakrętach obowiązkowe są kontrole momentu obrotowego i przechyłu.
Komponenty kompozytowe a elementy stalowe
Kompozytowe elementy mocujące - wzmocnione włóknem-płyty podstawy i izolatory z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem - są w przybliżeniu o 40% lżejsze od stali, są całkowicie odporne na korozję i izolują elektrycznie, co jest cenne na odcinkach zelektryfikowanych, gdzie należy kontrolować prąd błądzący. Niższa nośność ogranicza je do zadań związanych z koleją lekką i transportem miejskim. Stal pozostaje wyborem dla górnictwa i transportu towarowego, ponieważ tylko stal przenosi nacisk na oś ponad 30 ton przy odpowiedniej trwałości zmęczeniowej, a jej wyższy koszt początkowy zwraca się przez długi okres użytkowania w klimacie umiarkowanym. W praktyce w systemach wydobywczych na ścieżkę obciążenia wykorzystuje się stal, a na izolację i-części niekonstrukcyjne – kompozyty.
Planowanie wymiany
Ponieważ zużycie w środowisku górniczym jest nieuniknione, operatorzy powinni zaplanować cykle wymiany trwające 5-7 lat na odcinkach-ekstremalnie zużywających się w porównaniu z 10-20 latami na zwykłym torze głównym. Cykl skraca się na ostrych zakrętach, na przejściach i wszędzie tam, gdzie wnikanie pyłu jest najgorsze. Praktyczną strategią zakupów jest zaopatrzenie się w określony zestaw – zaciski, śruby, podkładki i izolatory dopasowane do konkretnego odcinka szyny – tak, aby zużyte mocowanie można było wymienić w zestawie, a nie fragmentarycznie, zachowując równomierną siłę docisku wzdłuż szyny.
Często zadawane pytania
Jakiego rozmiaru śruby używają górnicze systemy mocowania?
Standardem konstrukcyjnym do ciężkich zastosowań górniczych jest M24 i więcej, ze skokiem i gatunkiem gwintu dopasowanymi do siły mocowania wymaganej do obciążenia osi. Mniejsze śruby są używane tylko w lekkich szynach przemysłowych.
Dlaczego mocowania górnicze wymagają uszczelnionych połączeń?
Kurz gromadzący się w gnieździe zacisku lub gwincie śruby zmniejsza siłę zaciskania i działa ściernie na powłokę. Uszczelnione złącza utrzymują powierzchnie robocze w czystości, dzięki czemu siła mocowania pozostaje na poziomie wartości projektowej.
Jak często należy czyścić mocowania górnicze?
Planowanie oczyszczania-sprężonego powietrza zależy od obciążenia pyłem - linii węgla i rudy, zazwyczaj przy każdym cyklu ubijania lub kontroli. Celem jest zapobieganie gromadzeniu się kurzu- wokół stopki klipsa i kieszeni na śruby.
Czy mocowania kompozytowe są w stanie wytrzymać obciążenia osi górniczych?
Nie. Kompozytowe płyty podstawy nie są w stanie wytrzymać obciążenia osi powyżej 30 ton i są przeznaczone do stosowania w kolei lekkiej i transporcie miejskim. Linie wydobywcze wykorzystują stalowe ścieżki obciążenia z elementami kompozytowymi wyłącznie do izolacji.
Jaka jest typowa żywotność zestawu przytwierdzeń górniczych?
W przypadku odcinków o skrajnym-zużyciu realistyczny okres planowania to 5–7 lat. Rzeczywista trwałość zależy od nacisku osi, promienia krzywizny, stopnia zapylenia i dyscypliny konserwacji i powinna być monitorowana na podstawie zapisów inspekcji.