Tấm kẹp đường ray-Thiết kế mặt cắt

Tấm kẹp có tác dụng gì

Tấm kẹp giữ đế ray dựa vào tà vẹt hoặc tấm đế và chống lại các lực ngang do tàu chạy, uốn cong và chuyển mạch. Khi bộ bánh xe đẩy đường ray sang một bên, tấm phải giữ chân đường ray ở vị trí sao cho thước đo không đổi và đường ray không thể lăn. Lực cản ngang của hệ thống buộc chặt là một trong những thông số được xác minh trong thử nghiệm nghiệm thu hệ thống và tấm kẹp là bộ phận chịu phần lớn nhiệm vụ này. Một tấm phẳng cung cấp lực cản cơ bản, nhưng độ cứng khi uốn của nó bị giới hạn bởi tiết diện hình chữ nhật và phần tiếp xúc của nó với ray là một đường hẹp. Bằng cách định hình mặt cắt ngang, tấm đạt được độ cứng khi uốn và trải rộng phần tiếp xúc trên một diện tích phù hợp lớn hơn, đó là lý do tại sao tồn tại các thiết kế có hình dạng đặc biệt.

-Các loại mặt cắt ngang và đặc điểm cấu trúc của chúng

Phần L tăng mô đun tiết diện lên khoảng 30 phần trăm so với một tấm phẳng có cùng chất liệu và độ dày, do đó nó có thể chịu lực đẩy ngang cao hơn và là một bản nâng cấp đơn giản cho đường đua tốc độ thông thường. Phần kênh bổ sung thêm một rãnh lồng vào vai ray, tăng độ vừa khít và khóa tấm vào biên dạng ray; lực cản bên của nó có thể đạt gấp đôi so với tấm phẳng, đó là lý do tại sao các hệ thống-tốc độ cao sử dụng nó. Mặt cắt vòng cung khớp với độ cong của vai ray, do đó ứng suất tiếp xúc vẫn đồng đều và tấm không thể bị uốn cong cục bộ ở cạnh sắc; điều này phù hợp với tải trọng tác động lớn của giao thông vận tải đường dài-nặng nề. Tất cả ba dạng hình học này đều được xác minh bằng phân tích phần tử hữu hạn dưới tải trọng ngang tối đa và tiêu chí thiết kế là tấm không bị biến dạng dẻo ở tải trọng đó.

Cơ chế của phần định hình

Hiệu suất đạt được có ba nguồn. Đầu tiên, độ cứng uốn. Độ cứng uốn của một phần tỷ lệ thuận với mômen quán tính của nó và các phần được định hình tăng mô men quán tính lên 25 đến 40 phần trăm so với tấm phẳng, do đó, dưới cùng một tải trọng ngang, độ võng nhỏ hơn và lực cản vẫn ổn định. Thứ hai, căng thẳng tiếp xúc. Bề mặt tiếp xúc được định hình theo đường viền đường ray, phân phối áp suất và giảm hệ số tập trung ứng suất từ ​​khoảng 2,0 trên tấm phẳng xuống dưới 1,2, do đó nguy cơ hình thành vết nứt ở cạnh tiếp xúc giảm mạnh. Thứ ba, hướng lực. Hình dạng tấm được định hướng sao cho lực ngang tác dụng dọc theo trục mạnh của mặt cắt, tận dụng tối đa cường độ vật liệu thay vì uốn nó quanh trục yếu. Những tác động này cùng nhau ngăn chặn sự dịch chuyển ngang và lật đường ray mà không làm tăng thêm độ dày hoặc trọng lượng của tấm.

Thích ứng với hồ sơ đường sắt

Tấm phải khớp với biên dạng đường ray ở hai khía cạnh: đường viền mặt cắt-và vị trí lỗ lắp. Đối với đường ray GB 60 kg/m, phần kênh là lựa chọn tiêu chuẩn, có chiều rộng rãnh khoảng 80 mm và độ sâu khoảng 20 mm để vừa với vai đường ray và khoảng cách lỗ lắp khoảng 150 mm. Đối với đường ray GB 50 kg/m, tiết diện L là điển hình, có mặt lắp rộng khoảng 60 mm và dày 12 mm và khoảng cách các lỗ khoảng 120 mm. Đối với biên dạng 54E1, mặt cắt vòng cung khớp với bán kính vai khoảng 15 mm và các vị trí lỗ tuân theo bản vẽ hệ thống buộc chặt với khoảng cách khoảng 140 mm. Đối với cấu hình 136RE Bắc Mỹ, thiết kế vai rộng cần có tấm tùy chỉnh; mặt cắt phải được vẽ so với mặt cắt đường ray thực tế và lực cản ngang được kiểm tra bằng thử nghiệm. Đây là những thông số thiết kế điển hình và các giá trị xác định luôn đến từ bản vẽ hệ thống buộc chặt cho công trình.

Quá trình hình thành và sản xuất

Các tấm định hình được tạo hình nóng: tấm thép được nung nóng đến 900 đến 950 độ C và được dập trong khuôn có độ chính xác được giữ ở mức cộng hoặc trừ 0,1 mm. Việc làm mát sau khi dập được kiểm soát ở mức 10 đến 15 độ C mỗi phút để vật liệu không bị giòn. Gia công hoàn thiện như sau: mặt tiếp xúc được phay với độ lệch vừa vặn từ 0,2 mm trở xuống và các lỗ lắp được khoan trên máy CNC với độ chính xác vị trí cộng hoặc trừ 0,5 mm. Sau đó, tấm này được bắn ở cường độ 0,2 đến 0,3 A với độ phủ 100%, giúp nén lớp bề mặt, tăng độ cứng và khả năng chống mài mòn, đồng thời tăng thêm độ bền mỏi. Kiểm tra kích thước và kiểm tra cơ học sẽ kết thúc quá trình và các tấm chỉ được giải phóng sau khi vượt qua các bài kiểm tra.

Mômen lắp đặt và bảo trì

Tấm kẹp chỉ hoạt động tốt khi tải trước của nó. Mô-men xoắn của bu-lông được đặt theo loại đường: đường-tốc độ cao siết chặt bu lông tấm đến 350 đến 400 N·m, đường vận chuyển-nặng đến 400 đến 450 N·m và đường tốc độ thông thường là 250 đến 300 N·m bằng cách sử dụng cờ lê mô-men xoắn đã hiệu chỉnh. Chu kỳ kiểm tra các tấm thường là ba tháng, chú ý đến vùng tập trung ứng suất, các góc của mặt cắt và khu vực xung quanh các lỗ lắp. Một tấm bị nứt hoặc biến dạng phải được thay thế ngay lập tức, vì một tấm bị hỏng sẽ làm mất đi lực cản bên của bộ buộc chặt và đường ray có thể dịch chuyển dưới đoàn tàu hạng nặng tiếp theo. Tải trước bu lông được kiểm tra trong cùng một lần kiểm tra và{12}}được siết chặt lại theo thông số kỹ thuật vì bu lông bị lỏng là nguyên nhân phổ biến nhất khiến tấm bị dịch chuyển.

Hạn chế bên có ý nghĩa gì trong thực tế?

Lực cản bên là khả năng của hệ thống buộc chặt để giữ ray chống lại chuyển động ngang và lăn dưới tác dụng của lực bánh xe bên. Việc kiềm chế không đủ sẽ xuất hiện khi khổ đường mở rộng ở những đoạn đường cong và khi đường ray bị lăn ở mép tấm, cả hai đều là những khiếm khuyết liên quan đến an toàn-.

Mặt cắt ngang nào-phù hợp với đường ray 60 kg/m?

Phần kênh là lựa chọn tiêu chuẩn cho đường ray 60 kg/m, có rãnh gắn vào vai đường ray, rộng khoảng 80 mm và sâu 20 mm và khoảng cách các lỗ lắp khoảng 150 mm trên mỗi bản vẽ hệ thống.

Tại sao phần cung được sử dụng cho đường-nặng?

Vì mặt lõm của nó khớp với vai ray nên truyền tải trọng va đập lớn lên toàn bộ vùng tiếp xúc. Không có cạnh sắc để tập trung ứng suất nên tấm không bị biến dạng cục bộ dưới các chu kỳ vận chuyển nặng nề lặp đi lặp lại.

Bu lông tấm kẹp nên được siết chặt với mô-men xoắn bao nhiêu?

Theo loại đường: 250 đến 300 N·m đối với đường tốc độ thông thường, 350 đến 400 N·m đối với đường-tốc độ cao và 400 đến 450 N·m đối với đường-nặng. Giá trị được xác minh bằng cờ lê mô-men xoắn đã hiệu chỉnh trong quá trình lắp đặt và-được kiểm tra lại trong lần bảo trì.

Bao lâu thì nên kiểm tra tấm kẹp?

Chu kỳ điển hình là ba tháng, tập trung vào vùng tập trung ứng suất, các góc tiết diện và khu vực lỗ lắp. Bất kỳ tấm bị nứt hoặc biến dạng nào đều được thay thế ngay lập tức và kiểm tra tải trước bu lông trong cùng một lần kiểm tra.

Một tấm phẳng có thể được nâng cấp thành một phần được định hình khi sử dụng không?

Có, nếu bản vẽ hệ thống buộc chặt và đường ray cho phép. Phần được định hình là một phần nâng cấp-trên cùng một vị trí chốt trong nhiều hệ thống và nó nâng thanh chắn ngang mà không làm thay đổi tà vẹt hoặc thanh ray.