Do czego służy płyta mocująca
Płyta zaciskowa utrzymuje podstawę szyny na podkładie lub płycie podstawy i wytrzymuje siły boczne powstające podczas jazdy, zakrętów i przełączania pociągu. Kiedy zestaw kołowy popycha szynę na boki, płyta musi utrzymywać stopę szyny w odpowiednim położeniu, tak aby rozstaw kół pozostał stały i szyna nie mogła się przewrócić. Utwierdzenie boczne systemu mocowania jest jednym z parametrów sprawdzanych w teście odbiorczym systemu, a płytka dociskowa jest elementem, który przejmuje większość tego zadania. Podstawowe utwierdzenie zapewnia płaska płyta, ale jej sztywność na zginanie jest ograniczona przez jej przekrój prostokątny, a kontakt z szyną stanowi wąska linia. Kształtując-przekrój poprzeczny, płyta zyskuje sztywność na zginanie i rozkłada styk na większym, dopasowującym się obszarze, dlatego też istnieją konstrukcje o specjalnych-kształtach.
{0}Typy przekrojów poprzecznych i ich cechy konstrukcyjne
| Sekcja | Geometria | Typowe zastosowanie | Zyskaj na płaskiej płycie |
|---|---|---|---|
| Sekcja L | Jedna noga oparta o pas szyny, druga noga przymocowana do podkładu | Linie zwykłej prędkości, kolej miejska | O około 30 procent wyższy współczynnik przekroju |
| Sekcja kanału | Środkowy rowek łączy się z kołnierzem szyny | Linie-dużej prędkości | Utwierdzenie boczne aż do dwukrotności płaskiej płyty |
| Sekcja łukowa | Wklęsły styk otacza występ szyny | Ciężkie-linie transportowe | Równomierne naprężenie stykowe, brak miejscowego przeciążenia |
Sekcja L zwiększa moduł przekroju o około 30 procent w porównaniu z płaską płytą z tego samego materiału i tej samej grubości, dzięki czemu może wytrzymać większy nacisk boczny i stanowi proste ulepszenie zwykłego toru szybkiego ruchu. Sekcja ceowa dodaje rowek, który zagnieżdża występ szyny, zwiększając dopasowanie i mocując płytkę do profilu szyny; jego utwierdzenie boczne może osiągnąć dwukrotnie większą siłę niż w przypadku płaskiej płyty, dlatego-wykorzystują je systemy o dużej prędkości. Przekrój łuku odpowiada krzywiźnie obrzeża szyny, dzięki czemu naprężenia stykowe pozostają równomierne, a płyta nie może się lokalnie wygiąć przy ostrej krawędzi; odpowiada to dużym obciążeniom udarowym-ciężkiego ruchu transportowego. Wszystkie trzy geometrie są weryfikowane za pomocą analizy elementów skończonych pod maksymalnym obciążeniem bocznym, a kryterium projektowym jest to, że płyta nie wykazuje odkształcenia plastycznego przy tym obciążeniu.
Mechanika przekroju kształtowego
Wzrost wydajności ma trzy źródła. Po pierwsze, sztywność zginania. Sztywność zginania przekroju jest proporcjonalna do jego momentu bezwładności, a ukształtowane sekcje zwiększają moment bezwładności o 25 do 40 procent w porównaniu z płaską płytą, więc przy tym samym obciążeniu bocznym ugięcie jest mniejsze, a siła utwierdzająca pozostaje stabilna. Po drugie, stres kontaktowy. Ukształtowana powierzchnia styku dopasowuje się do konturu szyny, rozkładając nacisk i zmniejszając współczynnik koncentracji naprężeń z około 2,0 na płaskiej płycie do poniżej 1,2, dzięki czemu ryzyko zainicjowania pęknięcia na krawędzi styku gwałtownie spada. Po trzecie, kierunek siły. Geometria płyty jest zorientowana w taki sposób, że siła boczna działa wzdłuż mocnej osi przekroju, w pełni wykorzystując wytrzymałość materiału, zamiast zginać go wokół słabej osi. Łącznie te efekty zapobiegają przemieszczeniom bocznym i przewróceniu się szyn bez zwiększania grubości i ciężaru płyty.
Dostosowanie do profili szynowych
Płyta musi pasować do profilu szyny pod dwoma względami:-konturem przekroju poprzecznego i położeniem otworów montażowych. W przypadku szyny GB o ciężarze 60 kg/m standardowym wyborem jest ceownik z szerokością rowka około 80 mm i głębokością około 20 mm, aby dopasować się do kołnierza szyny, oraz rozstawem otworów montażowych około 150 mm. Dla szyny GB o masie 50 kg/m typowy jest przekrój L, z powierzchnią montażową o szerokości około 60 mm i grubości 12 mm oraz rozstawem otworów około 120 mm. Dla profilu 54E1 przekrój łuku odpowiada promieniowi kołnierza około 15 mm, a rozmieszczenie otworów jest zgodne z rysunkiem układu mocowania z rozstawem około 140 mm. W przypadku profilu North American 136RE konstrukcja z szerokimi ramionami wymaga niestandardowej płytki; przekrój należy narysować względem rzeczywistego profilu szyny i utwierdzenia bocznego sprawdzonego w drodze badania. Są to typowe parametry projektowe, a ostateczne wartości zawsze pochodzą z rysunku systemu mocowania dla projektu.
Proces formowania i produkcji
Kształtki formowane są na gorąco: blachę stalową podgrzewa się do temperatury 900–950 stopni Celsjusza i tłoczy w matrycy, której precyzja wynosi plus minus 0,1 mm. Chłodzenie po tłoczeniu jest kontrolowane w zakresie od 10 do 15 stopni Celsjusza na minutę, dzięki czemu materiał nie staje się kruchy. Obróbka wykańczająca przebiega następująco: powierzchnia styku jest frezowana do odchyłki pasowania wynoszącej 0,2 mm lub mniej, a otwory montażowe są wiercone na maszynie CNC z dokładnością położenia plus minus 0,5 mm. Następnie płytę poddaje się śrutowaniu z natężeniem od 0,2 do 0,3 A przy 100-procentowym stopniu krycia, co powoduje dociśnięcie warstwy wierzchniej, podniesienie twardości i odporności na zużycie oraz zwiększenie wytrzymałości zmęczeniowej. Kontrola wymiarowa i badania mechaniczne zamykają proces, a wydanie płyt następuje dopiero po przejściu testów.
Moment dokręcania i konserwacja
Płyta mocująca jest tak dobra, jak jej napięcie wstępne. Moment dokręcania śrub jest ustalany według kategorii linii: linie-o dużych prędkościach dokręcają śruby płytowe z momentem 350 do 400 N·m,-linie do transportu ciężkiego z 400 do 450 N·m, a linie o zwykłej prędkości do 250–300 N·m za pomocą skalibrowanego klucza dynamometrycznego. Cykl kontroli płyt wynosi zazwyczaj trzy miesiące i zwraca uwagę na strefy koncentracji naprężeń, narożniki przekroju i obszar wokół otworów montażowych. Pękniętą lub zdeformowaną płytę należy natychmiast wymienić, ponieważ uszkodzona płyta usuwa boczne utwierdzenie zestawu mocującego i szyna może przesunąć się pod następnym ciężkim pociągiem. Podczas tej samej wizyty sprawdzane jest napięcie wstępne śrub, a następnie-dokręcane ponownie zgodnie ze specyfikacją, ponieważ poluzowane śruby są najczęstszą przyczyną ruchu płyty.
Co oznacza utwierdzenie boczne w praktyce?
Utwierdzenie boczne to zdolność systemu mocowania do utrzymywania szyny przed ruchami bocznymi i toczeniem pod wpływem bocznych sił kół. Niewystarczające utwierdzenie objawia się poszerzeniem rozstawu torów na zakrętach i przetaczaniem się szyny na krawędzi płyty – oba przypadki są defektami istotnymi-dla bezpieczeństwa.
Który przekrój-pasuje do szyny o masie 60 kg/m?
Ceownik jest standardowym wyborem dla szyn 60 kg/m, z rowkiem łączącym się z kołnierzem szyny, o szerokości około 80 mm i głębokości 20 mm oraz rozstawie otworów montażowych około 150 mm zgodnie z rysunkiem systemu.
Dlaczego odcinek łukowy jest używany w przypadku torów-do transportu ciężkiego?
Ponieważ jego wklęsła powierzchnia pasuje do obrzeża szyny, rozkładając duże obciążenie udarowe na całą powierzchnię styku. Nie ma ostrej krawędzi skupiającej naprężenia, więc płyta nie odkształca się lokalnie pod wpływem powtarzających się cykli-ciężkiego transportu.
Z jakim momentem należy dokręcić śruby płyty dociskowej?
Według kategorii linii: 250 do 300 Nm dla zwykłych linii szybkiego ruchu, 350 do 400 Nm dla linii-szybkich prędkości i 400 do 450 Nm dla linii-ciężkiego transportu. Wartość jest sprawdzana za pomocą skalibrowanego klucza dynamometrycznego podczas instalacji i-sprawdzana ponownie podczas wizyty konserwacyjnej.
Jak często należy sprawdzać płyty mocujące?
Typowy cykl trwa trzy miesiące i skupia się na strefach koncentracji naprężeń, narożnikach sekcji i obszarze otworów montażowych. Każda pęknięta lub zdeformowana płytka jest natychmiast wymieniana, a podczas tej samej wizyty sprawdzane jest napięcie wstępne śrub.
Czy płaską płytę można w trakcie eksploatacji przekształcić w kształtkę?
Tak, jeśli pozwala na to rysunek układu mocowania i profil szyny. Sekcja kształtowa stanowi-ulepszenie w przypadku tych samych położeń śrub w wielu systemach i podnosi utwierdzenie boczne bez zmiany podkładu lub szyny.