Cấp độ bền của vật liệu tấm chắn phải phù hợp với khả năng chịu tải-của mối nối ray.
Sự khác biệt về độ bền vật liệu giữa tấm cá loại 8,8 và loại 10,9 và nó ảnh hưởng như thế nào đến khả năng chịu lực của mối nối ray?
Độ bền chảy của tấm cá loại 8,8-Lớn hơn hoặc bằng 640MPa và độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 800MPa, phù hợp với đường ray GB 60kg/m, với khả năng chịu lực của khớp đạt 80% đường ray. Độ bền chảy của tấm cá loại 10,9-lớn hơn hoặc bằng 900MPa và độ bền kéo lớn hơn hoặc bằng 1000MPa, phù hợp với đường ray vận chuyển hạng nặng tiêu chuẩn bên ngoài, với khả năng chịu lực chung của đường ray tăng lên 90%. Khi chịu tải nặng, biên độ ứng suất của tấm cá cấp 8,8 vượt quá giới hạn chảy, dễ bị biến dạng dẻo và thậm chí bị gãy, đồng thời khả năng chịu lực của khớp giảm hơn 30%{14}}các tấm cá loại cấp có dự trữ đủ sức mạnh hơn, có thể chịu được tải trọng xen kẽ lớn hơn và là lựa chọn cốt lõi cho các dây chuyền vận tải hạng nặng.
Tại sao đường ray chở hàng hạng nặng-tiêu chuẩn bên ngoài phải phù hợp với đĩa cá cấp 10,9 thay vì cấp 8,8?
Cường độ chảy của đường ray chở hàng hạng nặng-tiêu chuẩn bên ngoài lớn hơn hoặc bằng 900MPa, tải trọng trục tàu lớn hơn hoặc bằng 30 tấn và lực cắt tại mối nối gấp 2,5 lần so với đường tốc độ-thông thường. Cường độ chảy của tấm cá loại 8,8{16}}chỉ là 640MPa, điều này sẽ nhanh chóng tạo ra biến dạng dẻo dưới lực cắt lớn, dẫn đến độ bám dính giữa tấm cá và ray kém, đồng thời làm tăng nồng độ ứng suất. Độ bền chảy của đĩa cá cấp 10,9{17}}gấp 1,4 lần so với đĩa cá cấp 8,8, có thể chống lại lực cắt lớn một cách hiệu quả và biên độ ứng suất của khớp được kiểm soát trong phạm vi 70% cường độ chảy. Đồng thời, tuổi thọ mỏi của tấm cá loại 10,9 cao gấp đôi so với tấm cá loại 8,8, có thể đảm bảo độ ổn định lâu dài của mối nối trên đường dây tải trọng lớn và tránh tai nạn an toàn do hỏng tấm cá.
Khi cường độ vật liệu của tấm cá thấp hơn cường độ của ray thì nó sẽ có tác động gì đến sự phân bố ứng suất của khớp?
Khi cường độ của tấm cá thấp hơn ray sẽ trở thành liên kết yếu của khớp, mọi ứng suất đều tập trung vào tấm cá và thay vào đó ứng suất của ray giảm đi. Ví dụ, nếu độ bền của tấm cá thấp hơn 20% so với đường ray thì biên độ ứng suất ở tấm cá có thể gấp 1,5 lần so với đường ray, dễ bị nứt do mỏi. Sự lan truyền vết nứt sẽ làm cho tấm cá bị gãy, khớp ray mất đi khả năng kiềm chế, xảy ra hiện tượng lệch và dịch chuyển. Đồng thời, sự tập trung ứng suất sẽ làm tăng tốc độ phá hủy lực cắt của bu lông, làm tổn hại thêm đến tính toàn vẹn của mối nối. Do đó, cường độ tấm cá phải cao hơn hoặc bằng cường độ ray để đảm bảo phân bổ ứng suất khớp đồng đều.
Làm cách nào để phát hiện cấp độ bền vật liệu của tấm cá tại chỗ để đảm bảo khớp với đường ray?
Tại chỗ, có thể sử dụng máy đo độ cứng cầm tay để phát hiện độ cứng Rockwell: đĩa cá cấp 8,8 có độ cứng Lớn hơn hoặc bằng HRC28 và cấp 10,9 có độ cứng Lớn hơn hoặc bằng HRC35. Sau đó, lấy mẫu để kiểm tra độ bền kéo để xác định giới hạn chảy và độ bền kéo đạt tiêu chuẩn nếu đạt tiêu chuẩn cấp tương ứng. Máy quang phổ cũng có thể được sử dụng để phát hiện thành phần vật liệu: đĩa cá loại 10,9 có hàm lượng carbon 0,35% -0,45% và hàm lượng crom là 1,0% -1,5%, trong khi loại 8,8 có hàm lượng carbon là 0,25% -0,35% và không có crom. Ngoài ra, hãy quan sát xem bề mặt tấm cá có dấu cấp độ bền hay không; sản phẩm không có nhãn hiệu cần được phát hiện toàn diện để tránh lạm dụng.
Làm thế nào để cân bằng giữa chi phí và hiệu quả an toàn khi lựa chọn cấp độ bền vật liệu của tấm cá?
Các tuyến nội địa tốc độ-thông thường sử dụng đường ray GB và các tấm cá cấp 8,8-có thể đáp ứng nhu cầu chịu lực, với chi phí thấp hơn 30% so với cấp 10,9-và hiệu suất chi phí cao hơn. Các tuyến đường vận chuyển hạng nặng-tốc độ cao sử dụng đường ray tiêu chuẩn bên ngoài và phải chọn đĩa cá cấp 10,9{13}}. Mặc dù chi phí tăng 20% nhưng nó có thể tránh được hiện tượng hỏng khớp và giảm chi phí bảo trì lâu dài. Đối với đường dây tạm thời, tấm cá cấp thấp có thể được chọn theo cấp tải, và đường dây hoạt động dài hạn phải được chọn theo cấp cao nhất. Cốt lõi của việc cân bằng giữa chi phí và an toàn là khớp chính xác theo tải trọng đường dây và cấp đường ray, tránh lựa chọn quá mức để tăng chi phí hoặc lựa chọn không đủ gây nguy hiểm về an toàn.