1. Šiluminis judėjimas ir jungties vaidmuo
Plieniniai bėgiai plečiasi ir susitraukia priklausomai nuo temperatūros. Kai tiesinis plėtimosi koeficientas yra maždaug 11,5 x 10⁻⁶ vienam laipsniui, 25 m bėgio ilgis pasislenka maždaug 8,6 mm, kai pasikeičia 30 laipsnių, o linija, kurios metinis temperatūros diapazonas yra 60 laipsnių, per savo ilgį sukaupia daug daugiau judesių. Nepertraukiamai suvirintuose bėgiuose šį judėjimą arba sugeria balastas ir tvirtinimo detalės, arba atleidžiamas ties išsiplėtimo jungtimis; sujungtame takelyje jis išleidžiamas prie kiekvienos jungties. Todėl jungtis yra ne silpnybė, kurią reikia pašalinti, o sukurtas mechanizmas, kurio užduotis yra atleisti šiluminį judėjimą išlaikant vertikalią ir šoninę išlygiavimą bei apkrovos perdavimą. Jei ši pusiausvyra neteisinga, atsiranda du gedimo režimai: jungtis su per mažai tarpais suspaudžiamų kėliklių ir gali išstumti vėžę iš linijos, o sujungimas su per dideliu tarpeliu sukelia dideles smūgines apkrovas ir bėgių{10}}galą.
2. Trys mechanizmai jungties viduje
Pirmasis mechanizmas yra išsiplėtimo tarpas: paprastai 6–10 mm tarp bėgių galų vidutinio klimato sąlygomis, matuojamas pagal vietos temperatūros diapazoną ir bėgio ilgį tarp jungčių. Tarpas matuojamas montavimo temperatūroje ir tikrinamas eksploatacijos metu, nes vasarą sumontuota jungtis esant minimaliam tarpui žiemos karštyje užsidarys, o žiemą sumontuota jungtis atsidarys.
Antrasis mechanizmas yra varžto skylės geometrija. Išpjovos arba ovalios skylės plokštėje leidžia bėgeliui slysti 5–15 mm strypo atžvilgiu, nekirpdami varžtų, todėl išilginis judėjimas paverčiamas slydimu sąsajoje, o ne varžto lenkimu. Štai kodėl varžtai niekada neturi būti visiškai užfiksuoti dažais ar korozija: jungtis priklauso nuo kontroliuojamo slydimo.
Trečiasis mechanizmas yra užspaudimas ir šliaužimas. Varžtų trinties sąsaja išlaiko bėgių galus išlygiuotus ir leidžia lėtą, kontroliuojamą išilginį šliaužimą esant temperatūros ciklams. Suspaudimo jėgą nustato varžto sukimo momentas, o konstrukcinis tikslas yra nuolatinis kontaktas veikiant apkrovai - plokštelė elastingai deformuojasi savo ribose, išlaikydama kontaktą, o bėgiai šliaužia po juo.
3. UIC ir AREMA praktika
| Funkcija | UIC (Europa) | AREMA (Šiaurės Amerika) |
|---|---|---|
| Medžiaga | Plieno markės 900A/1100 | 60 ir aukštesnės klasės anglinis plienas |
| Profilis | Skirta plokščioms{0}}apačioms bėgių sekcijoms (UIC 54/60) | Pritaikytas įvairioms AREMA bėgių sekcijoms |
| Varžto raštas | 4 varžtų sistemos standartas | Įprasta 6 varžtų sistema |
| Apsauga nuo korozijos | Įprastas karštasis{0}} cinkavimas | Paprastai dažytas |
| Izoliuoti tipai | Kompozitiniai centriniai blokai / galiniai stulpai | Viso -ilgio epoksidinė izoliacija |
Praktinė pasekmė pirkėjui yra ta, kad tas pats šilumos judėjimas valdomas naudojant skirtingą techninę įrangą: pagal europietišką metodą standartizuotas 4-varžtų cinkuotas strypas, o Šiaurės Amerikoje dažniausiai naudojami 6 varžtai ir dažytos strypai. Kai projektas apima abu standartus -, pvz., keitimo arba riedmenų-suderinamumo tyrimas, jungties konstrukcija, varžtų sukimo momentas ir priežiūros protokolas turi būti nurodytas pagal reglamentuojantį standartą, o ne mišrus.
4. „Fishplated“ jungčių tikrinimas ir patikimumas
Jungčių patikimumas patikrinamas derinant laboratorinius ir lauko metodus. Laboratorinis nuovargio bandymas atlieka jungtį per daug ciklų, kai apkrova viršija eksploatavimo lygį, siekiant patvirtinti, kad strypas, varžtai ir bėgio galas išgyvena numatytą tarnavimo laiką; CTOD atsparumo lūžiams bandymas -30 laipsnių temperatūroje patikrina atsparumą trapiam įtrūkimui šaltu oru; ir metalografinis tyrimas patikrina strypo medžiagą ir terminį apdorojimą. Lauke ultragarsinis storio kartografavimas, kurio skiriamoji geba yra apie 0,1 mm, nustato strypo plonėjimą ir juostos susidėvėjimą, sūkurinių srovių patikrinimas nustato paviršiaus įtrūkimus varžtų skylėse ir bėgių galuose, o reguliariai matuojant jungties tarpą, varžto sukimo momentą ir bėgio galo žingsnį stebima būklės tendencija. Fazinis matricos ultragarsas, sukuriantis 3D jungties zonos vaizdą, vis dažniau naudojamas detaliam defektų apibūdinimui prieš atkuriant ar pakeičiant jungtį.
5. Reikalavimai dideliam-greičiui ir{2}}sunkiam vežimui
Esant dideliam greičiui, kiekvienas geometrinis jungties nelygumas sukelia dinaminį poveikį, todėl 200+ km/h linijose padengtos jungtys yra ribotos ir tiksliai užbaigtos: apdirbti kontaktiniai paviršiai, kurių paviršiaus šiurkštumas mažesnis nei Ra 3,2 μm, tikslios varžtų skylės ir kontroliuojama bėgių-galinė masė. Slopinantys sluoksniai tarp plokštės ir bėgio sumažina vibracijos perdavimą, o priežiūros režimas yra griežtesnis, nes jungtis, kuri išlaiko patikrinimą važiuojant 120 km/h greičiu, gali būti važiavimo{5}kokybės trūkumas esant 300 km/h greičiui. Sunkioms-traukimo linijoms reikalavimas yra kitoks: jungtis turi išlaikyti dideles ašies apkrovas be nuovargio, o tai skatina storesnes juostas, daugiau varžtų ir didesnio-tvirtumo varžtus, o tikrinimo prioritetas perkeliamas į nuovargio įtrūkimus varžtų skylėse ir plokštumos tinklelio kontakto susidėvėjimą. Abiem atvejais praktinė žinutė yra ta pati - jungtis yra techninės priežiūros elementas, kurio eksploatavimo laikas nustatytas, o ne tinkamas{12}}ir{13}}pamirštas komponentas.
6. Tarnavimo laikas ir techninė priežiūra
Gerai{0}}suprojektuotos ir prižiūrėtos sujungimo jungtys tarnauja maždaug 15-20 metų esant vidutiniam eismui, o cinkuotų strypų pakrantės-laisvoje aplinkoje gali siekti 25 metus; tarnavimo laikas priklauso nuo strypo korozijos, varžtų skylių nuovargio ir bėgių{7}galinės masės, atsižvelgiant į tai, kas įvyks anksčiau. Į techninės priežiūros ciklą įeina žuvų varžtų priveržimas reguliariais intervalais (paprastai kas ketvirtį antrinėse linijose arba pagal operatoriaus standartą), išsiplėtimo tarpo patikrinimas, atsižvelgiant į temperatūrą, varžtų sriegių sutepimas ir strypų, kurių skylės pailgos arba kurių tinklelio kontaktinė pusė susidėvėjusi, keitimas. Galimos pakartotinės gamybos programos, kurios per-profiliuoja ir{10}}padengia naudotus strypus, tačiau sutaupytas lėšas reikia palyginti su tikrinimo išlaidomis; svarbioms jungtims nauji sertifikuoti strypai yra saugesnis pasirinkimas. Naujausios gamybos tendencijos - elektros lanko krosnies plienas su dideliu laužo kiekiu - sumažina naujų strypų anglies pėdsaką, o mažai LOJ turinčios dangos pakeičia tirpiklius, tačiau pačios jungties inžinerija tebėra reglamentuojama UIC 864, BS 47-1 ir AREMA vadovo.
DUK
1 klausimas: kiek bėgis plečiasi esant temperatūrai?
Maždaug 11,5 x 10⁻⁶ vienam laipsniui 25 m bėgis pasislenka maždaug 8,6 mm, kai pasikeičia 30 laipsnių; nuo šio judesio parenkamas jungties tarpas ir išpjovos skylės.
2 klausimas: koks yra tipiškas plėtimosi tarpas ties jungtimi, padengta jungtimi?
6-10 mm vidutinio klimato sąlygomis, patikrinta montuojant ir pritaikyta sezoniniam temperatūros diapazonui.
3 klausimas: kaip padeda įpjovos varžtų skylės?
Jie leidžia 5–15 mm išilginį bėgio judėjimą strypo atžvilgiu, nekirpdami varžtų, paverčiant šiluminį judėjimą kontroliuojamu slydimu.
4 klausimas: kokie yra pagrindiniai UIC ir AREMA jungčių skirtumai?
UIC standartizuoja 4 varžtų cinkuotą strypą konkrečioms sekcijoms; AREMA dažniausiai naudoja 6 varžtus ir dažytus strypus, pritaikytus jos bėgių sekcijoms.
5 klausimas: kaip tikrinamas jungties patikimumas?
Atliekant laboratorinius nuovargio tyrimus, CTOD atsparumą plyšimui esant -30 laipsnių ir lauko ultragarsinį storio kartografavimą, sūkurinės srovės patikrinimą ir fazinio matricos ultragarsą.
6 klausimas: koks yra jungties, padengtos jungtimi, tarnavimo laikas?
Maždaug 15-20 metų esant vidutiniam eismui, iki 25 metų gerai prižiūrimiems-cinkuotoms strypams; tarnavimo laikas priklauso nuo korozijos, varžtų{4}}angų nuovargio arba bėgių galo tešlos.