Slėgio plokštės įtempių analizė ir struktūrinis optimizavimas
Kuo skiriasi įtempių pasiskirstymas tarp bėgių apkabų tiesiose ir lenktose atkarpose ir kaip jas reikėtų pritaikyti?
Tiesiose atkarpose bėgius daugiausia veikia išilginis traukinio įtempimas ir nedidelė šoninė vibracija. Bėgio spaustuvų įtempimas yra gana vienodas, visų pirma palaikantis nedidelę bėgių šoninės reakcijos jėgą. Pagrindinė jų funkcija yra užkirsti kelią nedideliam bėgių šoniniam poslinkiui. Todėl standartinio -dydžio bėgių spaustukai, daugiausia pagaminti iš paprasto anglinio plieno, gali būti naudojami tiesiose atkarpose, kad būtų užtikrinta tinkama šoninė pamato padėtis. Išlenktose atkarpose išcentrinė jėga, susidaranti traukiniui pravažiuojant, sukelia didesnę šoninę bėgių trauką, nukreiptą į išorę nuo kreivės. Todėl bėgių gnybtai turi atlaikyti didesnę šoninę reakcijos jėgą, o išorinių bėgio gnybtų įtempimas yra žymiai didesnis nei vidinių bėgio gnybtų, todėl įtempiai pasiskirsto netolygiai. Norint prisitaikyti prie lenktų sekcijų įtempių charakteristikų, reikalingos didesnio-stiprumo legiruotojo plieno prispaudžiamosios plokštės, padidinančios plokštės storį ir suspaudimo plotą, kad padidėtų šoninės apkrovos{8}}laikomoji galia. Tuo pačiu metu galima reguliuoti prispaudimo plokščių išankstinę apkrovą, o išorinės slėgio plokštės išankstinė apkrova padidinta 20 %-30 %, palyginti su vidine plokšte, taip užtikrinant atsparumą šoninei bėgio traukai ir neleidžiant bėgiui pasislinkti į išorę. Mažo spindulio kreivėse sumontuotų slėgio plokščių skaičius gali būti padidintas, kad būtų dar labiau pagerintas šoninis padėtis ir prisitaikymas prie sudėtingų įtempių aplinkos.
Koks yra suspaudimo kampo ir storio poveikis apkrovos{0}}atramoms, kuriant slėginės plokštės konstrukciją?
Slėgio plokštės suspaudimo kampas ir storis yra pagrindiniai konstrukciniai parametrai, turintys įtakos apkrovos{0}}atlaikymui, tiesiogiai nulemiantys šoninės padėties efektą ir laikomąją galią. Kalbant apie suspaudimo kampą, jis turi būti tiksliai suderintas su bėgio galvutės pusės kampu (dažniausiai 1:4 arba 1:6). Jei suspaudimo kampas yra per didelis, suspaudimo plokštė nebus tvirtai prigludusi prie bėgelio, todėl susidaro tarpai ir slydimas veikiant jėgai, todėl nepavyks efektyviai pritvirtinti bėgio. Jei suspaudimo kampas yra per mažas, suspaudimo plokštės suspaudimo jėga ant bėgio bus per didelė, lengvai subraižydama bėgio paviršių ir padidindama įtempių koncentraciją pačioje suspaudimo plokštėje, pagreitindama nuovargio susidėvėjimą. Kalbant apie storį, kuo didesnis suspaudimo plokštės storis, tuo didesnė apkrova{10}}atlaikomoji galia, didesnis atsparumas deformacijai ir didesnę šoninę jėgą, kurią ji gali atlaikyti, todėl tinka didelėms-apkrovoms, lenktoms ir kitoms didelio{12}}tempimo atkarpoms. Tačiau per didelis storis taip pat padidina sąnaudas ir montavimo sunkumus. Todėl jį reikia racionaliai suprojektuoti pagal linijos apkrovą. Standartinis tvirtinimo plokštės storis yra 8-10 mm įprastoms greičio linijoms, 12-14 mm sunkiosioms{21}}apkrovos linijoms ir 10–12 mm greitaeigėms linijoms, o tai subalansuoja laikomąją galią ir ekonomiškumą.
Kokie pagrindiniai momentai optimizuojant tvirtinimo plokščių konstrukciją didelės{0}}greičių linijose?
Greitųjų{0}} geležinkelių linijos kelia itin aukštus reikalavimus bėgių kelio šoniniam stabilumui ir važiavimo sklandumui. Slėgio plokštės struktūrinis optimizavimas orientuotas į „lengvą, didelį tikslumą, didelį atsparumą nuovargiui ir mažą vibraciją“. Pirma, slėgio plokštės medžiaga optimizuojama parenkant didelio-stiprumo aliuminio lydinį arba legiruotąjį plieną, kad būtų pasiektas lengvas svoris, kartu užtikrinant apkrovą-, sumažinant bendrą bėgių kelio svorį ir sumažinant traukinio vibracijos poveikį. Antra, suspaudimo struktūra optimizuojama naudojant lanko -formos suspaudimo paviršių, siekiant padidinti sąlyčio su bėgiu plotą, sumažinti įtempių koncentraciją ir pagerinti suspaudimo tikslumą, kad būtų užtikrintas tvirtas prigludimas tarp prispaudimo plokštės ir bėgio ir išvengta slydimo. Trečia, slėgio plokštės sujungimo struktūra optimizuota naudojant anti-varžtus, kad būtų padidintas išankstinės apkrovos stabilumas ir išvengta varžtų atsipalaidavimo dėl didelės-greitos vibracijos. Be to, prispaudimo plokštės ir bėgio bei pabėgių sąlyčio taškuose pridedamos elastinės tarpinės, kurios sumažina{11}}didelio greičio vibraciją, sumažina nusidėvėjimą ir vibracijos triukšmą, taip pagerindamas važiavimo komfortą. Galiausiai, slėgio plokštės formos dizainas yra optimizuotas taip, kad sumažintų vėjo pasipriešinimą, prisitaikytų prie aerodinaminių reikalavimų, keliamų dideliu greičiu, ir išvengtų papildomų jėgų, kurias slėgio plokštę veikia didelis{14}}greitasis oro srautas.
Kokios yra dažniausios slėgio plokščių susidėvėjimo vietos ir jų taisymo būdai?
Įprastos slėginių plokščių susidėvėjimo sritys yra užveržimo paviršius, sritis aplink varžtų skylutes ir apatinis paviršius, besiliečiantis su pabėgiu. Šiose srityse susikaupia stresas ir dažna trintis. Tvirtinimo paviršius susidėvi daugiausia dėl pasikartojančios trinties tarp bėgio ir slėgio plokštės, dėl kurios deformuojasi, sumažėja šiurkštumas ir sumažėja prigludimas. Dėvėjimasis aplink varžtų skylutes pirmiausia atsiranda dėl pernelyg didelio varžto išankstinio įtempimo arba vibracijos, dėl kurios susidėvi suspaudimas ir netgi gali deformuotis varžtų skylės. Apatinio paviršiaus susidėvėjimas atsiranda dėl pasikartojančių smūgių ir trinties su pabėgiu, dėl kurio suplonėja. Remonto metodai priklauso nuo nusidėvėjimo laipsnio. Nedidelį susidėvėjimą (nusidėvėjimą, mažesnį arba lygų 0,5 mm) galima atstatyti mechaniniu šlifavimu ir poliravimu, siekiant pagerinti suspaudimo paviršiaus lygumą ir šiurkštumą, o po to apdorojus antikoroziniu būdu, kad būtų galima toliau naudoti. Vidutinis susidėvėjimas (nusidėvėjimas 0,5{11}}1 mm) gali būti pašalintas suvirinant, kai prie susidėvėjusios vietos privirinama lydinio medžiaga, atitinkanti slėgio plokštės medžiagą. Po šlifavimo atliekamas terminis apdorojimas ir antikorozinis apdorojimas, siekiant atkurti jo matmenis ir eksploatacines savybes. Didelio susidėvėjimo (nusidėvėjimo > 1 mm) arba slėgio plokštelių su įtrūkimais ar deformacijomis negalima atkurti taisant, todėl jas reikia pakeisti tiesiogiai, kad nepakenktų bėgių padėties nustatymui.
Koks yra suspaudimo plokštės ir elastinės spaustuko veikimo mechanizmas ir kaip užtikrinamas stabilus jų veikimas?
Tvirtinimo plokštės ir elastinės spaustuko veikimo mechanizmas yra „darbo pasidalijimas ir abipusis papildymas“, kartu fiksuojant ir nustatant bėgelį. Elastinis segtukas daugiausia suteikia išilginę suspaudimo jėgą, fiksuoja vertikalią bėgio padėtį ir neleidžia jam šokinėti aukštyn ir žemyn; suspaudimo plokštė daugiausia suteikia šoninę suspaudimo jėgą, fiksuodama šoninę bėgio padėtį ir neleisdama jai pasislinkti į kairę ir į dešinę. Jų bendras veikimas užtikrina bėgio stabilumą esant traukinio apkrovoms. Siekiant užtikrinti stabilų dviejų komponentų koordinavimą, turi būti įvykdyti trys pagrindiniai reikalavimai: Pirma, specifikacijų atitikimas: prispaudimo plokštės suspaudimo matmenys ir varžtų skylių padėtis turi tiksliai atitikti elastingą spaustuką, bėgelį ir pabėgį, kad būtų išvengta montavimo trukdžių ir būtų užtikrintas tinkamas veikimas. Antra, subalansuota jėga: elastingo spaustuko suspaudimo jėga ir slėgio plokštės suspaudimo jėga turi būti suderinamos. Per didelė suspaudimo jėga gali perkrauti prispaudimo plokštę ir sukelti deformaciją, o nepakankama suspaudimo jėga negalės padėti prispaudimo plokštės pritvirtinti bėgį. Trečia, sinchronizuotas montavimas: montuojant pirmiausia reikia sureguliuoti slėgio plokštės padėtį, kad būtų užtikrintas tvirtas suspaudimas, tada reikia sumontuoti elastingą spaustuką ir tolygiai priveržti varžtus, kad būtų užtikrinta, jog abu būtų veikiami įtempių vienu metu, išvengiant pernelyg didelio bet kurio komponento įtempimo. Be to, atliekant techninę priežiūrą, vienu metu reikia tikrinti ir prispaudimo plokštės, ir elastinio spaustuko būklę, o susidėvėjusias ar deformuotas dalis nedelsiant pakeisti, kad būtų užtikrintas jų veikimas kartu ir bėgių kelio stabilumas.