Þreytulífshönnun og aðlögun Hagræðing á titringsálagi brautarinnar fyrir teygjanlegar klemmur
Hver eru kjarnaáhrif titringsálags og tíðni brautar á þreytulíf gormaspennulaga?
Magn og tíðni titringsálags á brautinni eru tveir lykilþættir sem hafa áhrif á þreytulíf brautarfjaðraklemma. Samanlögð áhrif þeirra ákvarðar beint þreytuskemmdina á klemmunni; því stærri sem amplitude er og því hærri sem tíðnin er, því styttri er þreytulífið. Stærra titringsálagsmagn leiðir til meiri teygjanlegrar aflögunar á klemmunni meðan á notkun stendur, sem leiðir til meiri víxlálags innan klemmunnar. Þegar skiptispennan nálgast þreytumörk klemmunnar er hætta á að örsprungur myndast og útbreiðsla þessara örsprungna styttir þreytulífið verulega. Hærri titringsálagstíðni leiðir til fleiri aflögunarlota á tímaeiningu, sem veldur hraðri uppsöfnun á þreytuskemmdum. Jafnvel þótt skiptiálagið sé undir þreytumörkum getur langtíma-há-tíðni hjólreiðar samt leitt til þreytubilunar. Álagsmagn titrings á þungum-hleðslulínum er 30%-40% hærra en á hefðbundnum línum og titringstíðni á háhraðalínum er 50%-60% hærri. Þess vegna eru kröfur um þreytulífshönnun fyrir þunghlaðna og háhraða brautarfjöðurklemmur mun hærri en fyrir hefðbundnar línur. Þreytulífshönnun gormaklemma þarf að vera nákvæmlega stillt í samræmi við álagsmagn og tíðni mismunandi lína til að tryggja að þreytuskemmdir séu í samræmi við endingartíma línunnar.
Hvernig á að passa nákvæmlega þreytumörk teygjanlegu ræmuefnisins við álag brautarinnar til skiptis?
Nákvæm samsvörun á þreytumörkum teygjanlegrar ræmuefnisins við víxlálag brautarinnar er kjarninn í hönnun teygjanlegu ræmunnar, sem er aðallega að veruleika í þremur skrefum:ákvarða streitu, val á efni og aðlögunarferli, til að tryggja að skiptiálagið sé alltaf lægra en þreytumörkin. Í fyrsta lagi, með vélrænni uppgerð útreikninga, ákvarða raunverulegt skiptis álagsgildi teygjuröndarinnar við samsvarandi línuvinnuskilyrði, ítarlega íhuga titringsálagsmagn, tíðni, aflögun teygjanlegrar ræma og annarra þátta og fá hámarks skiptiálag við óhagstæðasta vinnuskilyrði. Í öðru lagi skaltu velja aðlagað efni í samræmi við hámarks víxlspennugildi. Algengt 60Si2MnA stál fyrir teygjanlegar ræmur hefur þreytumörk um 450MPa og 60Si2CrVA stál hefur þreytumörk um 550MPa. Þungar-línur og háhraðalínur hafa mikla víxlálag, þannig að 60Si2CrVA stál með háum þreytumörkum er valið; Venjulegar-hraðalínur hafa lágt víxlálag og 60Si2MnA stál getur mætt eftirspurninni. Í þriðja lagi skaltu stilla raunveruleg þreytumörk efnisins með hitameðferðarferli. Fyrir teygjanlegar ræmur af þungum-dráttarlínum er „slökkva + miðlungshitahitun“ aðferðin notuð til að auka þreytumörk efnisins um 10%-15% til viðbótar, þannig að þreytumörk og víxlálag haldi hæfilegum öryggismörkum, sem ætti að stjórna yfir 20% til að forðast að víxlstreymismörk fari yfir fituálag. Á sama tíma verður að skoða efnið lotu fyrir lotu í framleiðslu til að tryggja að frávik milli raunverulegra þreytumarka og hönnunargildis sé Minna en eða jafnt og ±5%, og átta sig á nákvæmri samsvörun þreytumarka og skiptis álags frá upptökum.
Í hvaða þáttum getur hagræðingarhönnun teygjanlegra ræma dregið úr þreytuskemmdum af völdum titrings?
Hagræðingarhönnun teygjanlegra ræma dregur úr þreytuskemmdum af völdum titrings aðallega frá þremur meginþáttum:aflögunarstýringu, streitudreifingu og snertihagræðingu, sem gerir streitu teygjuröndarinnar jafnari undir kraftmiklu álagi og dregur úr staðbundinni streitustyrk. Hvað varðar aflögunarstýringu er vinnuaflögun teygjuröndarinnar hönnuð til að vera 60%-70% af teygjumörkum til að forðast mikla aukningu á víxlálagi af völdum of mikillar aflögunar. Á sama tíma er hægfara þversniðshönnun notuð til að láta streitu dreifa jafnt þegar teygjanlegt ræma aflagast, og koma í veg fyrir ör-sprungur af völdum of mikillar staðbundinnar aflögunar. Hvað varðar streitudreifingu, eru skörp horn og beygjur teygjuröndarinnar meðhöndluð með bogabreytingum með radíus sem er ekki minna en 5 mm til að koma í veg fyrir streituþéttnipunkta. Á sama tíma er styrktum útskotum bætt við rót teygjuröndarinnar til að bæta burðarstyrk rótarinnar og draga úr rótarálagi við titring, vegna þess að rótin er mikið-svæði fyrir þreytuskemmdum á teygjustrimlum. Hvað varðar hagræðingu snerti er punktsnertingin milli teygjuröndarinnar og járnbrautarinnar breytt í yfirborðssnertingu til að auka snertiflöturinn og dreifa snertiálaginu. Á sama tíma er bogafestingaryfirborð hannað við snertihlutann, sem er nákvæmlega samræmd við bogadregið yfirborð járnbrautarvefsins til að koma í veg fyrir viðbótarálag af völdum snertijöfnunar við titring. Að auki, fínstilltu stöðu álagsstoðar teygjuröndarinnar til að gera kraftarminn milli stoðs og kraftbeitingarpunkts sanngjarnari, draga úr snúningssveiflu á titringsferlinu, draga enn frekar úr amplitude víxlspennu og draga úr þreytuskemmdum á alhliða hátt.
Hvers vegna nota hitameðhöndlunarferlar teygjanlegra ræma fyrir þungar-dráttarlínur samsetninguna af „slökkva + meðalhitatemprun“?
Teygjanlegar ræmur fyrir þungar-dráttarlínur bera til skiptis titringsálag með mikilli amplitude og hátíðni. Samsetningin af "slökkva + miðlungshitahitun" er notuð til hitameðhöndlunar, sem er kjarninn til að teygjanlegt ræmaefnið öðlast alhliða eiginleikamikil hörku, há þreytumörk, góð mýkt og höggþol, aðlagast nákvæmlega erfiðum vinnuskilyrðum þungaflutninga. Slökkviferlið getur umbreytt stálbyggingu teygjuröndarinnar úr perlíti í martensít, aukið hörku og togstyrk efnisins til muna, þannig að yfirborðshörku teygjuröndarinnar nær HRC45-50, sem er nóg til að standast plastaflögun og slit undir miklu álagi, og leggja stóran burðargrunn til skiptis fyrir burðarþol. Hitun meðalhita, á grundvelli slökkunar, útilokar innri streitu sem myndast við slökkvun, kemur í veg fyrir að teygjuröndin sprungi í titringi vegna of mikils innra álags og um leið umbreytir martensíti í mildað troostite. Þessi uppbygging hefur bæði mikla mýkt og góða höggþol, sem getur haldið frammistöðu teygjuröndarinnar stöðugum við endurtekna teygjanlega aflögun án brothættra brota. Ef aðeins slökkviferlið er notað hefur teygjanlega ræman mikla hörku en lélega hörku og auðvelt er að brjóta hana undir titringsáhrifum; ef hitun við lágt hitastig er notuð er innri streitueyðing ófullnægjandi og þreytumörkin munu minnka verulega; Háhitahitun mun leiða til lækkunar á hörku og mýkt teygjuröndarinnar, sem getur ekki borið mikið álag. Samsetningin af "slökkva + miðlungshitahitun" getur náð jafnvægi á frammistöðu, sem gerir þreytulíf, mýkt og hörku teygjuröndarinnar uppfyllt hönnunarkröfur þungra lína.
Hvernig á að draga úr kraftmiklu álagi við titringsálag með því að hagræða snertistillingu milli teygjuröndarinnar og járnbrautarinnar?
Kjarninn í því að draga úr kraftmiklu álagi með því að hámarka snertistillingu milli teygjuröndarinnar og járnbrautarinnar er að gera álagið á snertihlutanum einsleitt og forðast snertijöfnun og viðbótarálag, sem er aðallega gert út frá þremur þáttum:snertingareyðublað, tengiliðasvæði og staðsetningu tengiliða. Hvað varðar snertieyðublað er hefðbundnum punkt-/línusambandi breytt ísnerting við yfirborð boga, sveigju bogayfirborðsins er nákvæmlega í samræmi við sveigju járnbrautarvefsins og bilunarbilið er minna en eða jafnt og 0,1 mm. Snertistaðan milli teygjuröndarinnar og járnbrautarinnar mun ekki breytast meðan á titringi stendur og forðast þverálag sem stafar af breytingunni. Á sama tíma getur yfirborðssnertingin gert kraftmikla streitu jafnt dreift á snertiflötinn og dregið úr staðbundinni streitustyrk. Hvað varðar snertiflöt, auka snertiendaflöt teygjuröndarinnar á viðeigandi hátt, úr 8-10 mm í 12-15 mm á breidd. Með aukningu á snertiflötur mun kraftmikið snertiálag sem borið er á hverja flatarmálseiningu minnka um 20% -30%, sem dregur verulega úr þreytuskemmdum við snertihlutann. Hvað varðar staðsetningu tengiliða, hönnunandstæðingur-af staðsetningarútskotumá snertienda teygjuröndarinnar, sem eru nákvæmlega samsvörun við rifur járnbrautarvefsins til að koma í veg fyrir að teygjuröndin hreyfist hliðar meðan á titringi stendur, tryggja stöðugleika snertistöðunnar og forðast skyndilega breytingu á kraftmiklu álagi af völdum hreyfingar. Að auki er sandblástursvörn gegn-rennslismeðhöndlun framkvæmd á snertiflötinum til að stjórna núningsstuðlinum innan hæfilegs bils á bilinu 0,20-0,25, sem kemur ekki aðeins í veg fyrir að snertihlutinn renni, heldur kemur einnig í veg fyrir álagsflutningstap af völdum of hás núningsstuðuls, gerir kraftmikla streitu sendingu mjúklega og dregur enn frekar úr streitusveiflum af völdum titrings.