Nusidėvėjimo įvertinimo technologija{0}}Atsparus sutvirtinimas ir sklandus sujungimų atnaujinimas
Kokie yra pagrindiniai plokštumos jungčių susidėvėjimo tipai ir mechanizmai, turintys įtakos važiavimo patogumui?
Pagrindiniai plokščių jungčių susidėvėjimo tipai apima tris pagrindines kategorijas: rato{0}}susidėvėjimą bėgiais, dilimą ir koroziją. Rato-susidėvėjimas bėgiais įvyksta, kai traukinys važiuoja per jungtį, dėl ko aširatis atsitrenkia į bėgius ir jungties plokštę, dėl ko metalas nuskilsta nuo bėgio paviršiaus, o susidėvėjimo gylis siekia 1-2 mm. Susidėvėjimas atsiranda kontaktiniame paviršiuje tarp plokštumos ir bėgio, kur, veikiant traukinio apkrovai, jie šiek tiek slysta, dėl to kontaktinio paviršiaus metalas susidėvi oksiduojantis ir kaupiasi susidėvėjimo nuolaužos. Korozijos susidėvėjimą sukelia elektrocheminė korozija dėl vandens kaupimosi ir drėgmės sandūroje; korozijos duobės pagreitina susidėvėjimo procesą, padidindamos jungties susidėvėjimo greitį daugiau nei du kartus. Važiavimo komfortą įtakojantis mechanizmas yra tas, kad sąnarių susidėvėjimas lemia nelygų bėgių paviršių ir sukuria „žingsnio“ efektą. Kai traukinys pravažiuoja, jis sukuria vertikalią smūgio vibraciją, kurios pagreitis viršija 0,5 g, o tai gerokai viršija 0,1 g važiavimo komforto standartą greitųjų geležinkelių{12}}. Smūgio vibracijos sustiprina dinaminę rato ir bėgio sąveiką, padidina ratų ir bėgių keliamą triukšmą, mažina keleivių komfortą ir pagreitina bėgių kelio komponentų nuovargio gedimą.
Kokie yra sunkiųjų{0}}plokštelių jungčių paviršiaus kietėjimo procesai ir atsparumo dilimui gerinimo poveikis?
Didelio galingumo-sujungimams naudojamas sudėtinis paviršiaus grūdinimo procesas – gesinimas lazeriu ir purškimas plazma. Gesinant lazeriu, naudojamas 10 kW galios šviesolaidinis lazeris, kurio skenavimo greitis yra 5 mm/s, sudarantis 2 mm gylio gesinimo sluoksnį ant plokštelės bėgio paviršiaus, pasiekiantis HRC58-62 kietumą ir 3 kartus padidinantis atsparumą dilimui. Plazminiam purškimui naudojami geležies{16}}lydinio milteliai su 3 mm storio purškiamu sluoksniu, kuris metalurgiškai susilieja su plokštumos pagrindu, todėl sukibimo stiprumas yra didesnis arba lygus 30 MPa ir puikus atsparumas smūgiams bei dilimui. Po sudėtinio proceso plokštumos jungties paviršiaus šiurkštumas Ra yra mažesnis arba lygus 1,6 μm, o bėgio paviršiaus lygumo nuokrypis yra mažesnis arba lygus 0,1 mm, todėl užtikrinamas sklandus perėjimas su bėgio paviršiumi ir pašalinamas „žingsnio“ efektas. Atsparumo dilimui bandymai parodė, kad atlikus 1 milijoną ratų{22}}smūgio bėgių bandymų, jungties susidėvėjimo gylis buvo tik 0,2 mm, o tai yra 1/5 tradicinių plokščių gylio, visiškai atitinkančius 10 000 -t sunkiasvorių traukinių aptarnavimo reikalavimus. Pritaikius sustiprintą plokštes sujungimą sunkiasvorėms linijoms, traukinio vibracijos pagreitis sumažėjo 40%, žymiai pagerino važiavimo sklandumą.
Kokie yra pagrindiniai procesai ir kokybės kontrolės taškai, skirti sklandžiai modifikuoti greitųjų{0}} geležinkelių plokščių jungtis?
Sklandžiai modifikuojant{0}}greičių bėgių plokščių jungtis taikomas pagrindinis aliuminoterminio suvirinimo + šlifavimo ir apdailos procesas. Aliuminioterminiam suvirinimui naudojamas srautas yra ypatingas greitųjų bėgių-klasės, o suvirinimo metalo cheminė sudėtis atitinka bėgio sudėtį, todėl suvirinimo stipris atitinka bėgio korpusą. Prieš suvirinant, bėgio jungtį reikia iš anksto pašildyti, kaitinimo temperatūrą reguliuojant 300-350 laipsnių, o pakaitinimo diapazonas turi būti 100 mm kiekvienoje jungties pusėje, kad suvirinant nesusidarytų šaltas įtrūkimas. Suvirinimo proceso metu srauto degimo temperatūra yra griežtai kontroliuojama. Kai temperatūra pasiekia 2500 laipsnių, išlydytas metalas užpildo jungties tarpą, sudarydamas visą suvirinimo siūlę. Po suvirinimo suvirinimas baigiamas naudojant CNC šlifuoklį. Po šlifavimo bėgio paviršiaus lygumo nuokrypis yra mažesnis arba lygus 0,05 mm, o šiurkštumas Ra yra mažesnis arba lygus 1,6 μm, todėl užtikrinamas vientisas ryšys su bėgio paviršiumi. Pagrindiniai kokybės kontrolės taškai apima suvirinimo defektų aptikimą. Ultragarsinis defektų detektorius naudojamas patikrinti, ar nėra suvirinimo siūlės vidinių defektų. Defektai, didesni nei 3 mm ilgio arba lygūs, laikomi nepriimtinais ir juos reikia suvirinti iš naujo. Tuo pačiu metu tikrinamas suvirinimo siūlės kietumo gradientas, siekiant užtikrinti, kad kietumo vertė atitiktų bėgio korpusą, išvengiant įtempių koncentracijos, kurią sukelia staigūs kietumo pokyčiai.
Kokie yra besiūlių plokščių jungties modifikavimo pagrindiniai matmenys ir vertinimo rodikliai?
Pagrindiniai besiūlių plokščių jungčių modifikavimo matmenys apima tris pagrindines kategorijas: mechanines charakteristikas, važiavimo komfortą ir tarnavimo laiką. Mechaninio veikimo matmens vertinimo rodikliai apima suvirinimo tempimo stiprumą, takumo ribą ir atsparumą smūgiams. Reikalavimai yra suvirinimo tempiamasis stipris, didesnis arba lygus 980 MPa, takumo riba, didesnė arba lygi 880 MPa, ir atsparumas smūgiams Didesnis arba lygus 30 J/cm², atitinkantis bėgio korpuso charakteristikas. Važiavimo komforto įvertinimo rodikliai apima rato{6}}vibracijos pagreitį ir bėgio paviršiaus nelygumus. Vibracijos pagreitis turi būti mažesnis arba lygus 0,1 g, o bėgio paviršiaus nelygumas – mažesnis arba lygus 0,05 mm/m, atitinkantis važiavimo dideliu{10}}greičių geležinkeliu komforto standartus. Tarnavimo trukmės vertinimo rodikliai apima suvirinimo susidėvėjimo greitį ir nuovargio trukmę. Nusidėvėjimo greitis turi būti mažesnis arba lygus 0,05 mm per metus, o nuovargio tarnavimo laikas – didesnis arba lygus 8 milijonams ciklų, ty tris kartus daugiau nei tradicinių plokščių jungčių. Be to, turi būti įvertintos priežiūros išlaidos po pakeitimo, reikalaujantis ilgesnio nei 5 metų priežiūros ciklo ir 50 % sumažinti priežiūros išlaidas, siekiant ekonominės ir socialinės naudos pusiausvyros.
Kokie yra bandymo metodai ir efektyvumo kriterijai, skirti įvertinti besiūlių plokštelių jungčių modifikavimą?
Pagrindinis bandymo metodas, skirtas įvertinti besiūlių plokščių jungčių modifikavimą, yra ultragarsinis bandymas, kuriuo aptinkami tokie defektai kaip poringumas, šlako intarpai ir įtrūkimai suvirinimo siūlės viduje. Laikoma, kad defekto ekvivalentas Mažesnis nei φ2 mm arba lygus jam. Pagalbinis bandymo metodas yra dinaminis bėgių kelio tikrinimo transporto priemonių bandymas, kurio metu renkami duomenys, pvz., bėgių paviršiaus nelygumai ir rato{3}}vibracijos pagreitis, siekiant įvertinti važiavimo komfortą. Mechaninis veikimo bandymas buvo atliktas naudojant universalią bandymo mašiną. Tempimo bandymais buvo nustatytas suvirinimo siūlės tempiamasis stipris, smūginiais bandymais – atsparumas smūgiams, o kietumo bandymais – kietumo gradiento pasiskirstymas. Vertinimo kriterijai buvo šie: visi mechaninių eksploatacinių savybių rodikliai atitiko standartus, o suvirinimo siūlė neturėjo normatyvų viršijančių defektų; važiavimo sklandumas atitiko greitųjų geležinkelių{7}} eksploatavimo standartus, o vibracijos pagreitis buvo mažesnis arba lygus 0,1 g; tarnavimo laikas atitiko projektinius reikalavimus, o nusidėvėjimo greitis buvo mažesnis arba lygus 0,05 mm per metus; ir priežiūros išlaidos buvo sumažintos 50 % arba daugiau. Jei kuris nors vertinimo rodiklis neatitiko standarto, reikėjo išanalizuoti priežastį ir imtis korekcinių priemonių. Pavyzdžiui, dėl nepakankamo suvirinimo kietumo reikėjo pakartotinai-gesinti, o nelygius bėgių paviršius iš naujo-šlifuoti ir apdailinti, kad modifikavimo efektas atitiktų konstrukcijos reikalavimus.