Công nghệ phủ-chống nới lỏng cho bu lông đường sắt và đảm bảo độ tin cậy khi siết chặt trong điều kiện rung
Cơ chế cơ học của việc nới lỏng bu lông đường sắt trong môi trường rung động là gì?
Cơ chế cơ học của việc nới lỏng bu lông đường sắt trong môi trường rung động chủ yếu làrung động gây ra những thay đổi định kỳ về áp suất bình thường giữa các cặp ren và sự suy giảm ma sát lặp đi lặp lại. Sau khi bu lông được siết chặt, một tải trước nhất định sẽ được tạo ra giữa các răng ren và lực ma sát hình thành có thể chống lại xu hướng nới lỏng của bu lông. Tuy nhiên, rung động tần số cao -do hoạt động của tàu tạo ra sẽ được truyền tới bu lông, gây ra sự dịch chuyển tương đối nhẹ giữa các răng ren của bu lông và đai ốc. Sự dịch chuyển này sẽ dẫn đến sự phân bố ứng suất tiếp xúc không đồng đều của cặp ren. Trong mỗi chu kỳ rung, điểm ứng suất của răng ren sẽ thay đổi, áp suất bình thường ở một số khu vực sẽ giảm ngay lập tức và lực ma sát tương ứng cũng sẽ giảm. Khi lực ma sát nhỏ hơn mômen xoắn nới lỏng bên ngoài, bu lông sẽ xuất hiện sự lỏng-vi mô. Khi thời gian rung tăng lên, độ lỏng-vi mô tích tụ liên tục, cuối cùng dẫn đến việc bu-lông bị lỏng hoàn toàn và mất tác dụng siết chặt. Ngoài ra, rung động cũng sẽ gây ra biến dạng mỏi của bu lông, làm cho tải trước giảm liên tục, càng đẩy nhanh quá trình nới lỏng. Đây cũng là lý do tại sao vấn đề lỏng bu-lông lại nổi bật hơn ở những đường{11}}nặng và{12}}tốc độ cao.
Các loại cốt lõi và đặc tính kỹ thuật của lớp phủ-chống nới lỏng cho bu lông đường sắt là gì?
Các loại lớp phủ chống nới lỏng cốt lõi cho bu lông đường sắt bao gồmlớp phủ chống bong tróc-vi nang, lớp phủ khóa nylon và lớp phủ chống bong tróc kỵ khí-. Ba loại lớp phủ này có thể giải quyết vấn đề nới lỏng rung động một cách có chủ đích và mỗi loại có đặc tính kỹ thuật riêng. Lớp phủ chống bong tróc vi nang- bọc chất đóng rắn trong các vi nang và phủ nó lên bề mặt ren. Khi bu-lông được siết chặt, các viên nang siêu nhỏ sẽ bị nghiền nát và chất đóng rắn phản ứng với ma trận lớp phủ để tạo thành một lớp liên kết có độ bền-cao, giúp liên kết chắc chắn với các răng ren và tuổi thọ sử dụng chống nới lỏng-có thể lên tới hơn 15 năm. Lớp phủ khóa nylon làm tan chảy một lớp vật liệu nylon trên bề mặt sợi. Nylon có độ đàn hồi tuyệt vời và chống mài mòn. Sau khi siết chặt, lớp nylon sẽ trải qua biến dạng đàn hồi để lấp đầy khe hở ren và tăng ma sát. Đồng thời, khả năng tự bôi trơn của nylon có thể tránh được hư hỏng do mòn ren, phù hợp với các bu lông cần tháo và lắp nhiều lần. Lớp phủ chống bong tróc kỵ khí là một lớp phủ một thành phần có khả năng xử lý tự động trong môi trường không có oxy. Sau khi siết chặt, oxy giữa các cặp ren được thải ra và lớp phủ xử lý nhanh chóng tạo thành lớp dính cứng, có tác dụng chống lỏng ổn định, chống dầu và chống nước, thích hợp sử dụng trong môi trường ẩm ướt và nhiều dầu. Độ dày của ba lớp phủ phải được kiểm soát ở mức 5-20μm để đảm bảo lớp phủ phủ đều bề mặt ren mà không ảnh hưởng đến độ chính xác lắp ráp của bu lông.
Đâu là các điểm trong quy trình xây dựng và các biện pháp kiểm soát chất lượng của lớp phủ chống bong tróc-vi nang?
Các điểm của quá trình xây dựng lớp phủ chống bong tróc vi nang chủ yếu tập trung ở ba liên kết:xử lý trước bề mặt, ứng dụng lớp phủ và kiểm soát điều kiện bảo dưỡngvà mỗi liên kết đều ảnh hưởng trực tiếp đến tác dụng chống nới lỏng. Đầu tiên, xử lý sơ bộ bề mặt: các bu lông cần được phun cát để tẩy gỉ, cấp độ tẩy gỉ đạt Sa2,5 và độ nhám bề mặt được kiểm soát ở mức 30{11}}50μm, nhằm mục đích tăng cường độ bám dính giữa lớp phủ và bề mặt ren. Việc phủ lớp phủ phải được hoàn thành trong vòng 4 giờ sau khi phun cát để tránh rỉ sét bề mặt ren trở lại. Ứng dụng lớp phủ áp dụng phương pháp phun tĩnh điện, điện áp phun được kiểm soát ở mức 60-80kV, khoảng cách phun là 150-200mm, để đảm bảo lớp phủ bao phủ đều từng mặt răng của ren mà không bị thiếu lớp phủ hoặc độ võng, đồng thời độ dày lớp phủ được kiểm soát ở mức 8-12μm. Quá trình xử lý được chia thành quá trình xử lý sơ bộ và xử lý cuối cùng. Nhiệt độ tiền xử lý là 80-100 độ trong 30 phút, nhằm loại bỏ dung môi trong lớp phủ; nhiệt độ đóng rắn cuối cùng là 150-180 độ trong 60 phút, để đảm bảo các viên nang siêu nhỏ phản ứng hoàn toàn với nền để tạo thành lớp liên kết ổn định. Các biện pháp kiểm soát chất lượng bao gồm phát hiện độ dày trực tuyến, kiểm tra độ bám dính và kiểm tra tại chỗ hiệu suất chống lỏng. Phát hiện độ dày sử dụng máy đo độ dày dòng điện xoáy, kiểm tra độ bám dính sử dụng phương pháp cắt ngang và hiệu suất chống nới lỏng cần được xác minh bằng kiểm tra độ rung để đảm bảo rằng bu lông không bị lỏng sau 10⁶ chu kỳ rung.
Các yêu cầu lựa chọn lớp phủ chống nới lỏng cho bu lông đường sắt trong các điều kiện làm việc trên đường khác nhau là gì?
Các yêu cầu lựa chọn lớp phủ chống nới lỏng cho bu lông đường sắt trong các điều kiện làm việc trên đường khác nhau là khác nhau đáng kể và cốt lõi là phải phù hợp với ba yếu tố chính:tần số rung, độ ẩm môi trường và yêu cầu tháo gỡ. Đường sắt cao tốc-có tốc độ vận hành tàu nhanh, tần số rung lên tới 50-100Hz và chu kỳ bảo trì đường dài, cần có lớp phủ chống nới lỏng-tác dụng lâu dài.Lớp phủ chống bong tróc vi nangđược ưu tiên hơn, có tuổi thọ sử dụng chống nới lỏng lâu dài, có thể thích ứng với rung động tần số- cao và có độ bền liên kết cao sau khi đóng rắn, có thể đảm bảo độ tin cậy khi buộc chặt trong hơn 10 năm. Đường sắt vận chuyển hạng nặng có tải trọng trục tàu lớn, bu lông chịu tác động của tải trọng lớn và lực ma sát giữa các cặp ren dễ giảm đi.Lớp phủ chống bong tróc kỵ khíphù hợp, có độ cứng cao sau khi đóng rắn, có thể chống biến dạng ren dưới tải trọng lớn và có khả năng chống dầu-, thích hợp với môi trường khắc nghiệt của các tuyến đường{1}}nặng. Đường sắt tốc độ-thông thường có tần suất bảo trì đường dây cao và các bu lông cần được tháo rời và lắp ráp nhiều lần, vì vậylớp phủ khóa nylonnên được chọn. Lớp phủ nylon có khả năng tái sử dụng, có thể duy trì hiệu quả-chống nới lỏng tốt sau 5-8 lần tháo rời và lắp ráp, đồng thời có chi phí thấp, đáp ứng yêu cầu kinh tế của đường sắt cao tốc-thông thường. Phần ngầm của các tuyến đường sắt đô thị có độ ẩm cao và dễ bị ăn mòn nên cần có lớp phủ có cả-chức năng chống nới lỏng và chống ăn mòn.Lớp phủ composite nylon + mạ kẽmcó thể được sử dụng trong đó lớp mạ kẽm chịu trách nhiệm chống-ăn mòn và lớp nylon chịu trách nhiệm chống-nõng, cung cấp khả năng bảo vệ kép cho hiệu suất của bu lông.
Các phương pháp phát hiện và tiêu chuẩn chấp nhận của lớp phủ chống nới lỏng cho bu lông đường sắt là gì?
Các phương pháp phát hiện lớp phủ chống nới lỏng cho bu lông đường sắt bao gồm ba loại:kiểm tra bề ngoài, kiểm tra hiệu suất vật lý và hóa học cũng như-kiểm tra hiệu suất chống lỏng lẻo. Tiêu chuẩn nghiệm thu phải tuân thủ tiêu chuẩn đặc biệt TB/T 3360{7}}2016 đối với bu lông đường sắt. Kiểm tra bề ngoài áp dụng phương pháp trực quan, yêu cầu bề mặt lớp phủ phải đồng nhất và liên tục, không có bong bóng, lỗ kim, bong tróc và các khuyết tật khác, đường ren rõ ràng và không có chiều vượt quá do tích tụ lớp phủ. Kiểm tra hiệu suất vật lý và hóa học bao gồm phát hiện độ dày, phát hiện độ bám dính và phát hiện khả năng chống ăn mòn. Phát hiện độ dày sử dụng máy đo độ dày dòng điện xoáy, độ dày lớp phủ phải nằm trong khoảng 5-20μm, với độ lệch Nhỏ hơn hoặc bằng ±2μm; phát hiện độ bám dính sử dụng thử nghiệm cắt ngang, khoảng cách giữa các vết cắt là 1 mm và cấp độ bám dính phải đạt cấp 1; Phát hiện khả năng chống ăn mòn sử dụng thử nghiệm phun muối trung tính, thời gian thử nghiệm phun muối Lớn hơn hoặc bằng 500 giờ và lớp phủ không bị rỉ sét hoặc phồng rộp. Phát hiện hiệu suất chống nới lỏng là chỉ số cốt lõi, sử dụng băng thử rung và thử nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 10431-2008. Tải trước bu lông được đặt thành 80% giá trị định mức, tải rung có tần số 50Hz được áp dụng, sau các rung động 1 × 10⁶, tỷ lệ tổn thất tải trước phải nhỏ hơn hoặc bằng 5% và bu lông không bị lỏng hoặc bong tróc lớp phủ. Tỷ lệ lấy mẫu để kiểm tra là 5% số bu lông mỗi lô và không ít hơn 10 chiếc. Nếu một sản phẩm không đủ tiêu chuẩn thì tiến hành lấy mẫu kép; nếu vẫn không đạt tiêu chuẩn thì lô bu lông đó được coi là sản phẩm có khuyết tật.