Elastsete siiniklambrite väsimuse ja kasutusea tegurid
Kuidas tavaliselt rööpaklambrite jaoks kasutatava terase 60Si2MnA keemiline koostis mõjutab klambrite väsimust?
60Si2MnA terase keemilistest komponentidest mängivad rööpaklambrite väsimuskindluses otsustavat rolli kolm elementi -räni, mangaan ja süsinik-. Süsinikusisaldust reguleeritakse vahemikus 0,57% kuni 0,65%; liiga madal sisaldus põhjustab klambri ebapiisava tugevuse, mis on tsüklilise pinge korral kalduv plastilisele deformatsioonile, samas kui liiga kõrge sisaldus suurendab terase haprust ja vähendab vastupidavust väsimuspragude levimisele. Ränisisaldus on 1,50%-2,00%; Peamise tahke lahuse tugevdava elemendina võib see oluliselt parandada terase elastsuse piiri, võimaldades klambril säilitada stabiilse kinnitusjõu korduva deformatsiooni ajal. Kui aga ränisisaldus ületab 2,00%, terase keevitatavus väheneb ja tõenäoliselt tekivad karastuspraod. Mangaani sisaldus on 0,60–0,90%, mis võib terakesi täpsustada ja kõvenemist parandada, tagades klambri ühtsed üldised mehaanilised omadused ja vähendades kohalikest jõudluse erinevustest põhjustatud väsimust. Lisaks tuleb hoida kahjulike elementide, nagu väävli ja fosfori sisaldus terases alla 0,035%, et vältida rabedate lisandite teket ja vähendada väsimuspragude tekkimise ohtu.
Milliseid väsimusohtusid põhjustab siiniklambrite kuumtöötlusprotsessi põhiparameetrite (jahutamine + keskmisel -temperatuuril karastamine) ebaõige reguleerimine?
Rööpaklambrite kuumtöötlemise protsessis põhjustab peamiste parameetrite (nt karastustemperatuuri, hoidmisaja, jahutuskiiruse ja keskmise temperatuuriga{0}}temperatuuri) ebaõige reguleerimine mitmesuguseid väsimuse ohte. Kui karastustemperatuur on liiga kõrge (üle 880 kraadi), põhjustab see terase jämedaid terasid, vähendab klambri löögikindlust ja tekitab tsüklilise pinge all kergesti tera piiridest pragusid; liiga madal temperatuur põhjustab mittetäieliku karastamise, klambri ebapiisava kõvaduse ja elastsuse ning kalduvuse püsivale deformatsioonile. Ebapiisav hoidmisaeg põhjustab terase sees mittetäieliku mikrostruktuuri muutumise, mis viib klambri ebaühtlaseni jõudluseni ja kohalikud alad muutuvad väsimuse tõttu nõrgaks kohaks; liiga pikk hoidmisaeg suurendab oksüdatsiooni ja dekarburisatsiooni ohtu, vähendab klambri pinna kõvadust, kulumiskindlust ja kiirendab väsimuse kulumist. Liiga aeglane jahutuskiirus moodustab perliidi või troostiidi struktuuri, mille tulemuseks on klambri väga halb elastsus; liiga kiire jahutuskiirus põhjustab pragude kustutamist, mis laienevad hoolduse ajal kiiresti ja põhjustavad klambri äkilist purunemist. Liiga madal-keskmise temperatuuriga karastamistemperatuur (alla 420 kraadi) põhjustab klambris liigset sisemist pinget ja suurendab rabedust; liiga kõrge temperatuur (üle 480 kraadi) põhjustab klambri kõvaduse vähenemist ja kinnitusjõu kiiret nõrgenemist, mis ei suuda rööbast pikaks ajaks stabiilselt fikseerida ja suurendab rööbastee nihkest tingitud väsimusriske.
Millised on rööpaklambrite kinnitusjõu nõuete erinevused erinevate liinitüüpide vahel (kiirraudtee, tavaraudtee, raske{1}}raudtee)? Miks need erinevused on?
Kiirraudtee, tavaraudtee ja raske{1}}raudtee klambrite kinnitusjõu nõuded erinevad oluliselt. Kiirraudtee -tüüpi klambrite kinnitusjõud peaks olema suurem või võrdne 13 kN, tüüp Ⅱ klambrite tavaliste rööbaste puhul 8-10 kN ja raskete{10}}raudteeklambrite pingutusjõud peaks olema suurem kui 18 kN või sellega võrdne. Need erinevused tulenevad liinide erinevatest töökiirustest, teljekoormustest ja vibratsiooniomadustest. Kiir-rongid sõidavad suurel kiirusel (300-350 km/h) ning ratta ja rööpa vahel tekkivad dünaamilised koormused ja vibratsioonisagedused on suured. Kui kinnitusjõud on ebapiisav, on rööbas pikisuunaline nihkumine ja külgsuunaline kõikumine, mis mõjutab sõidu stabiilsust. Seetõttu on rööpa täpse positsioneerimise tagamiseks vaja suuremat kinnitusjõudu. Tavalistel raudteerongidel on keskmised kiirused (80-160 km/h) ja teljekoormus väike (21 t piires) ning rataste{28}}rööpa koosmõju on suhteliselt kerge. Kinnitusjõud peab vastama ainult põhilistele kinnitusnõuetele; liigne kinnitusjõud suurendab siini ja klambri kulumist. Raskel-veorelsil on suur teljekoormus (üle 27 t, mõnel kuni 30 t) ning ratta ja rööpa kontaktpinge on suur. Rööp kannab äärmiselt tugevat pikisuunalist veojõudu ja külgsuunalist löögijõudu. Kui kinnitusjõud on ebapiisav, tekivad sellised probleemid nagu rööpa liikumine ja liigeste nihked, mis põhjustavad tõsiseid rööbastee haigusi. Seetõttu on siini stabiilsuse tagamiseks vaja väga suurt kinnitusjõudu. Samal ajal on rööpaaluse vundamendi jäikus erinevatel joontel erinev, mida tuleb samuti reguleerida kinnitusjõu abil, et tagada ratas-rööpa jõudude ühtlane ülekandmine.
Millised on peamised põhjused, miks siini klambrite kinnitusjõud hoolduse ajal nõrgeneb? Kuidas seda sumbumist jälgida ja kontrollida?
Rööpaklambrite kinnitusjõu nõrgenemise peamised põhjused töö ajal on materjali väsimine, elastne lõdvestumine, korrosioon ja kulumine ning paigaldusvead. Materjali väsimus on põhitegur; klamber kannab rongi korduva vibratsiooni korral tsüklilist pinget ja väsimuspiiri ületamisel tekib plastiline kogunemine, mis viib elastse deformatsioonivõime vähenemiseni ja sellele järgneva kinnitusjõu nõrgenemiseni. Elastne lõdvestumine ilmneb seetõttu, et klambri sisemine pinge vabaneb aeglaselt pikaajalise-pinge korral, eriti kõrge-temperatuuri keskkonnas, kus aatomi difusioon kiireneb ja lõdvestumine on ilmsem. Korrosioon ja kulumine esinevad enamasti niisketes, rannikualadel või keemiliselt saastunud aladel; klambri pinnale moodustub rooste ja kulumine suurendab ristlõike suuruse vähenemist, mis viib kinnitusjõu vähenemiseni. Paigaldusvead, nagu halb sobivus klambri ja siini laagri soone vahel ning ebapiisav paigaldusmoment, põhjustavad klambrile ebaühtlast pinget, mille tulemuseks on enneaegne kohalik väsimine ja kinnitusjõu kiirenenud nõrgenemine. Jälgimiseks saab kasutada ultraheli stressitestimise tehnoloogiat, et regulaarselt mõõta klambri pingeseisundit, ja koos raja geomeetriliste parameetrite tuvastamisega saab kaudselt hinnata kinnitusjõu muutust; Samuti saab paigaldada nihkeandureid, mis jälgivad rööpa nihet liipri suhtes, kajastades, kas kinnitusjõud on piisav. Sumbumise kontrollimiseks tuleks allikast valida kvaliteetne-teras, optimeerida kuumtöötlemisprotsessi, paigaldamise ajal peab pöördemoment olema standardile vastav ning tugevalt korrodeerunud kohtades tuleks kasutada korrosioonivastase kattega klambreid, mida tuleb regulaarselt hooldada ja vahetada.
Millised on pinna{0}}korrosioonivastased meetodid siiniklambrite jaoks? Mille poolest erinevad erinevate meetodite-korrosioonivastased efektid ja kasutusstsenaariumid?
Rööpaklambrite levinud pinna{0}korrosioonivastaste töötlusmeetodite hulka kuuluvad kuum-kastsinkimine, Dacromet-katmine, tsingi infiltratsioon ja tsink-alumiiniumkatmine. Erinevatel meetoditel on ilmsed erinevused{4}}korrosioonivastases toimes ja kasutusstsenaariumides. Kuum-tsinkimine hõlmab klambri sukeldamist sulatsinki, et moodustada tsingikiht paksusega 50-80 μm, mille korrosioonivastane eluiga on-üle 15 aasta ja hind on madal. See sobib tava- ja -kiirraudteeliinidele kuivades ja sisemaapiirkondades, kuid rannikuäärsetes{13}}kõrge soolapihustuskeskkondades on tsingikiht altid elektrokeemilisele korrosioonile ja korrosioonivastane-efekt väheneb. Dacromet-kate koosneb tsingipulbrist, alumiiniumipulbrist ja sideainest paksusega 5-10 μm. Sellel on suurepärane soolapihustuskindlus, soolapihustustestiga üle 1000 tunni ja see sobib raudteeliinidele rannikualadel, niisketes ja keemiliselt saastunud piirkondades. Kattel on aga madal kõvadus ja nõrk kriimustuskindlus, mistõttu tuleb paigaldamisel vältida kokkupõrkeid. Tsingi infiltratsioon on protsess, kus tsingi aatomid difundeeruvad termilise difusiooni teel klambri pinnakihti, moodustades tsingi-rauasulami kihi paksusega 10-20 μm. Sellel on tugev adhesioon, suurepärane kulumis- ja korrosioonikindlus ning -korrosioonivastane eluiga kuni 20 aastat. See sobib raskeveoks{30}}raudteel ja muudel tugeva vibratsiooni ja tõsise kulumisega stsenaariumidel, kuid töötlemiskulud on suured. Tsink-alumiiniumkate ühendab endas tsingi ja alumiiniumi korrosioonivastased eelised; alumiiniumi lisamine parandab katte vastupidavust kõrgele temperatuurile ja ilmastikukindlusele, soolapihustustestiga on üle 1500 tunni. See sobib raudteedele ekstreemsetes keskkondades, näiteks mägismaal, kõrgel ja rannikualal. See on praegu parima tervikliku jõudlusega korrosioonivastane meetod, kuid hind on suhteliselt kallis.