Γιατί οι αρθρώσεις είναι το πιο αδύναμο σημείο σε μια πίστα
Στην άρθρωση, η πλάκα ψαριού (ονομάζεται επίσης ράβδος σύνδεσης ή ράβδος σύνδεσης) συνδέει δύο άκρα σιδηροτροχιάς και μεταφέρει τη ροπή κάμψης, τη δύναμη διάτμησης και τη διαμήκη δύναμη μεταξύ τους. Επειδή η άρθρωση διακόπτει το προφίλ της ράγας, δημιουργεί μια τοπική πτώση ακαμψίας, ένα διάκενο σιδηροτροχιάς και δύο άκρα σιδηροτροχιάς που δεν υποστηρίζονται που χτυπούν κάτω από κάθε διέλευση τροχού. Η πείρα δείχνει ότι τα ελαττώματα των αρμών - ράγας-ραψίματος άκρου, οι ρωγμές των οπών των μπουλονιών, η κάμψη της πλάκας και η διεύρυνση του περιτυπώματος - ευθύνονται για μεγάλο μερίδιο του κόστους συντήρησης τροχιάς στις αρθρωμένες γραμμές, επομένως η τεχνολογία των αρμών αποτελεί άμεσο μοχλό για την ανθεκτικότητα του δικτύου.
Μετάβαση ακαμψίας και σχεδιασμός πλάκας ψαρέματος
Η ακαμψία μιας άρθρωσης διέπεται κυρίως από το μήκος της πλάκας, τη διατομή-και την προφόρτιση του μπουλονιού. Μια μακρύτερη πλάκα ψαριού απλώνει το φορτίο κάμψης σε περισσότερες θέσεις στρωσίματος και εξομαλύνει τη μετάβαση μεταξύ της ράγας και της άρθρωσης, μειώνοντας τον δυναμικό παράγοντα πρόσκρουσης στα άκρα της ράγας. Η συνήθης πρακτική είναι να ταιριάζει το μήκος της πλάκας με το τμήμα της σιδηροτροχιάς: για παράδειγμα, μια ράγα 60 kg/m συνήθως συνδέεται με πλάκες ψαριού μήκους περίπου 500 mm με έξι οπές μπουλονιών, ενώ οι ελαφρύτερες ράγες χρησιμοποιούν μικρότερες πλάκες με τέσσερις οπές. Η διάμετρος του μπουλονιού και το διάκενο της οπής καθορίζουν πόσο μπορεί να πιάσει η πλάκα ψαριού το πλέγμα της σιδηροτροχιάς. οι υπερμεγέθεις τρύπες προκαλούν παιχνίδι και επιταχύνουν την επιμήκυνση της τρύπας. Σε γραμμές με μικτή κυκλοφορία, η περιοχή της άρθρωσης θα πρέπει να γεμίζει και να συμπιέζεται πιο συχνά επειδή η τοπική εκτροπή προσελκύει καθίζηση έρματος.
Ανάλυση λειτουργίας αστοχίας για συνδέσμους σιδηροτροχιών
Οι αστοχίες των αρμών αναλύονται διαχωρίζοντας τις πιθανές αιτίες: ελαττώματα υλικού (ενσωματώσεις, σημάδια κύλισης, κακή θερμική επεξεργασία), σφάλματα εγκατάστασης (λανθασμένη ροπή, μη{0}}κλιμακωτοί σύνδεσμοι, κακή ευθυγράμμιση ράγας-), ιστορικό συντήρησης (χαλαρά μπουλόνια, λείπουν τακάκια, ρύπανση έρματος), λειτουργικοί παράγοντες ταχύτητας τροχού άκρα). Μια συστηματική έρευνα καταγράφει τη ροπή του μπουλονιού, το πλάτος του διακένου, τη φθορά της πλάκας ψαριού, το βάθος του άκρου ράγας-και τη γεωμετρία της τροχιάς στην τοποθεσία και στη συνέχεια συγκρίνει τις μετρήσεις με τα όρια του ισχύοντος προτύπου. Μόνο όταν εντοπιστεί η κυρίαρχη αιτία μπορεί η επισκευή να είναι αποτελεσματική: η επανα-ροπή στρέψης δεν θα διορθώσει έναν σύνδεσμο που αποτυγχάνει λόγω της ράγας-του άκρου και η λείανση δεν θα διορθώσει έναν σύνδεσμο που αποτυγχάνει λόγω χαλαρών μπουλονιών.
Επαφή φλάντζας τροχού και ευθυγράμμιση αρμών
Όταν ένας τροχός περνάει από έναν σύνδεσμο, το κατακόρυφο κενό και οποιαδήποτε διαφορά στο ύψος του άκρου-ράγας δημιουργούν κρούση και τα κακώς ευθυγραμμισμένα άκρα της ράγας κάνουν τη φλάντζα να χτυπά πλάγια στην περιοχή της άρθρωσης. Η διατήρηση των δύο άκρων της ράγας στο ίδιο επίπεδο (μέσα σε περίπου 1-2 mm) και το διάκενο της άρθρωσης εντός του εποχιακού εύρους μειώνει την επαφή της φλάντζας και εμποδίζει το χείλος της κεφαλής της ράγας. Σε καμπύλες τομές η άρθρωση συχνά κλιμακώνεται ή τοποθετείται με μικρότερο διάκενο για περιορισμό των πλευρικών δυνάμεων. Οι μονωμένοι σύνδεσμοι χρειάζονται ιδιαίτερη φροντίδα γιατί ο ακραίος-πόλος πρέπει να παραμείνει ανέπαφος. ένας κατεστραμμένος ακραίος στύλος επιτρέπει τη διαρροή ρεύματος και διαταράσσει τα κυκλώματα της τροχιάς, κάτι που είναι μια αστοχία σηματοδότησης καθώς και μηχανική.
Βιομηχανικές γραμμές με έντονους κραδασμούς
Τα λιμάνια, τα χαλυβουργεία και οι γραμμές εξόρυξης λειτουργούν ατμομηχανές και βαγόνια με πολύ υψηλά φορτία άξονα και συχνό φρενάρισμα, έτσι ώστε οι αρμοί να υποφέρουν από χαλάρωση των μπουλονιών, κόπωση της πλάκας και ροή στο τέλος της σιδηροτροχιάς-. Τα πρακτικά μέτρα είναι: η χρήση μπουλονιών υψηλής- αντοχής (βαθμός 10,9) με ροπή στη σχεδίαση, τοποθετήστε ελατηριωτές ροδέλες ή παξιμάδια ασφάλισης, επιθεωρήστε τα μπουλόνια εβδομαδιαίως σε γραμμές υψηλής χωρητικότητας-και χρησιμοποιήστε ράβδους σύνδεσης με παχύτερο ιστό για να αυξήσετε την αντοχή στην κόπωση. Όπου οι κραδασμοί είναι έντονοι, σκεφτείτε τις κολλημένες ή συγκολλημένες αρθρώσεις για μόνιμες εγκαταστάσεις και κρατήστε ένα απόθεμα από-ανταλλακτικές πλάκες ψαριών που έχουν ήδη τρυπηθεί για γρήγορη αλλαγή-.
Ανθεκτικότητα μέσω γρήγορης επισκευής και πλεονασμού
Ένα ανθεκτικό σύστημα δεν είναι αυτό που δεν αποτυγχάνει ποτέ, αλλά αυτό που αποτυγχάνει με ασφάλεια και ανακάμπτει γρήγορα. Τυποποιήστε το υλικό αρμού (ίδια διάτρηση πλάκας ψαριού, ίδια ποιότητα μπουλονιών) σε όλο το δίκτυο, ώστε μια ομάδα επισκευής να φέρει ένα κιτ, χρησιμοποιήστε τέσσερα-μπουλόνια και έξι-μοτίβα μπουλονιών που επιτρέπουν προσωρινό κλείσιμο με μειωμένο αριθμό μπουλονιών σε περίπτωση έκτακτης ανάγκης και ορίστε σαφή όρια για το πότε μια πλάκα ψαριού πρέπει να αντικατασταθεί αντί να επισκευαστεί. Η παρακολούθηση της συνέχειας του κυκλώματος τροχιάς και η στοχευμένη δοκιμή υπερήχων των οπών των μπουλονιών πιάνει ρωγμές προτού διαδοθούν σε σπασμένη ράγα. Αυτές οι πρακτικές μετατρέπουν την τεχνολογία των αρθρώσεων από ένα αντικείμενο συντήρησης σε έναν γνήσιο παράγοντα που συμβάλλει στην ανθεκτικότητα του συστήματος.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε: Ποια είναι η σωστή ροπή στρέψης για τα μπουλόνια της πλάκας;
Α: Για μπουλόνια M24 σε τυπικές πλάκες από ανθρακούχο χάλυβα, η ροπή σύσφιξης είναι συνήθως 300-350 N·m, που εφαρμόζεται σε διαγώνια σειρά από το κέντρο προς τα έξω. Οι πλάκες ψαριών υψηλής- αντοχής με μπουλόνια M26 απαιτούν 400-450 N·m. Πάντα να σφίγγετε ξανά μετά τις πρώτες εβδομάδες κυκλοφορίας, επειδή οι αρθρώσεις πέφτουν μέσα.
Ε: Πόσο μεγάλο πρέπει να είναι το κενό της ράγας σε έναν σύνδεσμο;
Α: Σε ευθύγραμμη τροχιά, το διάκενο ρυθμίζεται σε περίπου 8-10 mm το καλοκαίρι και 12-15 mm το χειμώνα για να επιτραπεί η θερμική διαστολή και συστολή. Οι καμπύλες αρθρώσεις χρησιμοποιούν ένα διάκενο 2-3 mm μικρότερο. Σε σιδηροτροχιές συνεχούς συγκόλλησης, αρμούς διαστολής ή ειδικούς ακραίους στύλους ελέγχουν αντ' αυτού την κίνηση.
Ε: Γιατί οι αρθρώσεις αποτυγχάνουν πιο συχνά στις καμπύλες;
Α: Η καμπύλη τροχιά έχει υψηλότερες πλευρικές δυνάμεις, μεγαλύτερες γωνίες επαφής τροχού-και περισσότερο φρενάρισμα. Τα άκρα της ράγας δέχονται επίσης επαναλαμβανόμενα χτυπήματα φλάντζας. Τα μικρότερα κενά και οι συχνότεροι έλεγχοι των μπουλονιών είναι τα τυπικά αντίμετρα.
Ε: Μπορεί μια πλάκα ψαριού να συγκολληθεί για να επισκευάσει ρωγμές;
Α: Μικρές επιφανειακές ρωγμές μπορεί να συγκολληθούν και να γεμιστούν με γείωση, αλλά οι ρωγμές στην περιοχή της οπής του μπουλονιού ή μεγαλύτερες από περίπου 5 mm συνήθως απαιτούν αντικατάσταση της πλάκας ψαριού. Η συγκόλληση στην επιφάνεια τάνυσης μπορεί να εισαγάγει νέους παράγοντες αύξησης της πίεσης, επομένως η επισκευή πρέπει να επιθεωρηθεί με μαγνητικά σωματίδια ή δοκιμή υπερήχων στη συνέχεια.
Ε: Τι είναι ένας μονωμένος σύνδεσμος και γιατί έχει σημασία;
A>Α: Ένας μονωμένος σύνδεσμος διαχωρίζει την ηλεκτρική συνέχεια των δύο σιδηροτροχιών, έτσι ώστε τα κυκλώματα της τροχιάς να μπορούν να ανιχνεύσουν τη θέση του τρένου. Το μονωτικό άκρο-και οι δακτύλιοι πρέπει να παραμένουν στεγνοί και άθικτοι. Εάν αποτύχουν, η σηματοδότηση διακόπτεται, επομένως οι μονωμένοι σύνδεσμοι επιθεωρούνται μαζί με την ηλεκτρική δοκιμή.