Γιατί έχει σημασία η αντιστοίχιση βαθμών και οι μηχανικές διαφορές μεταξύ βαθμών
Η πλάκα ψαριού, που ονομάζεται επίσης ράβδος σύνδεσης, βιδώνεται και στα δύο άκρα της ράγας σε μια άρθρωση και μεταφέρει τη ροπή κάμψης και τη δύναμη διάτμησης από τη μια ράγα στην άλλη. Επειδή η άρθρωση είναι το πιο αδύναμο σημείο της διαδρομής, η πλάκα ψαριού πρέπει να φέρει ένα καθορισμένο μερίδιο του φορτίου της σιδηροτροχιάς και αυτό το μερίδιο εξαρτάται άμεσα από τον βαθμό αντοχής του υλικού της πλάκας. Εάν ο βαθμός είναι χαμηλότερος από ό,τι απαιτεί το φορτίο, η πλάκα ψαριού παραμορφώνεται πλαστικά, ραγίζει και τελικά χάνει τη συγκράτηση της στα άκρα της σιδηροτροχιάς, γι' αυτό ο βαθμός αντοχής υλικού της πλάκας ψαριού πρέπει να αντιστοιχεί στη φέρουσα ικανότητα-του αρμού της ράγας.
Οι δύο ποιότητες που χρησιμοποιούνται πιο συχνά για τις πλάκες ψαριών διαφέρουν ως προς την αντοχή διαρροής, την αντοχή εφελκυσμού, τη σκληρότητα και την περιεκτικότητα σε κράμα. Αυτές οι διαφορές καθορίζουν το φορτίο που μπορεί να μεταφέρει ο σύνδεσμος και τη διάρκεια κόπωσης της πλάκας ψαριού κάτω από εναλλασσόμενα φορτία τροχού.
| Ιδιοκτησία | 8,8 Βαθμός | 10,9 Βαθμός |
|---|---|---|
| Δύναμη διαρροής | Μεγαλύτερο ή ίσο με 640 MPa | Μεγαλύτερο ή ίσο με 900MPa |
| Αντοχή σε εφελκυσμό | Μεγαλύτερο ή ίσο με 800 MPa | Μεγαλύτερο ή ίσο με 1000MPa |
| Σκληρότητα Rockwell | Μεγαλύτερο ή ίσο του HRC28 | Μεγαλύτερο ή ίσο με HRC35 |
| Περιεκτικότητα σε άνθρακα | 0.25%-0.35% | 0.35%-0.45% |
| Περιεκτικότητα σε χρώμιο | Δεν διευκρινίζεται | 1.0%-1.5% |
| Τυπική εφαρμογή | Ράγες GB 60kg/m σε συνηθισμένες γραμμές | Βαριές-ράγες και εξωτερικές τυπικές ράγες |
| Κοινή φέρουσα ικανότητα | Περίπου το 80% του σιδηροδρόμου | Περίπου το 90% του σιδηροδρόμου |
Αντιστοίχιση του βαθμού με το φορτίο γραμμής και άξονα
Ο βαθμός 8,8 είναι κατάλληλος για συνηθισμένες-γραμμές ταχύτητας με ράγες 60 kg/m GB, όπου η φέρουσα ικανότητα άρθρωσης φτάνει περίπου το 80% της ράγας και το κυκλοφοριακό φόρτο παραμένει εντός του ελαστικού εύρους του υλικού. Οι εξωτερικές τυπικές ράγες βαριών-μεταφοράς απαιτούν τον βαθμό 10,9, επειδή η αντοχή διαρροής της σιδηροτροχιάς είναι τουλάχιστον 900 MPa, το φορτίο άξονα είναι 30 τόνοι ή περισσότερο και η δύναμη διάτμησης στον σύνδεσμο είναι περίπου 2,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή των συνηθισμένων γραμμών ταχύτητας. Ο βαθμός 8,8 με αντοχή διαρροής 640 MPa αναπτύσσει γρήγορα πλαστική παραμόρφωση υπό αυτή τη δύναμη διάτμησης, η πρόσφυση μεταξύ της πλάκας ψαριού και της ράγας χάνεται και η συγκέντρωση της τάσης γίνεται σοβαρή. Ο βαθμός 10,9, με αντοχή διαρροής περίπου 1,4 φορές μεγαλύτερη από τον βαθμό 8,8, διατηρεί το πλάτος τάσης της άρθρωσης εντός του 70% της αντοχής διαρροής και προσφέρει περίπου διπλάσια διάρκεια ζωής σε κόπωση, γεγονός που εξασφαλίζει μακροπρόθεσμη σταθερότητα στις γραμμές βαρέων{{20}αποστάσεων.
Τι συμβαίνει όταν η πλάκα ψαριού είναι πιο αδύναμη από τη ράγα
Όταν η αντοχή της πλάκας ψαριού είναι χαμηλότερη από τη ράγα, η πλάκα ψαριού γίνεται ο αδύναμος κρίκος της άρθρωσης. Η πίεση συγκεντρώνεται στην πλάκα ψαριού ενώ η πίεση της ράγας μειώνεται, αντιστρέφοντας την επιδιωκόμενη κατανομή φορτίου. Για παράδειγμα, εάν η αντοχή της πλάκας ψαριού είναι 20% χαμηλότερη από τη ράγα, το πλάτος τάσης στην πλάκα ψαριού μπορεί να φτάσει 1,5 φορές περισσότερο από αυτό της ράγας και οι ρωγμές κόπωσης εμφανίζονται νωρίς. Η διάδοση της ρωγμής οδηγεί σε κάταγμα της πλάκας ψαριού, η άρθρωση χάνει τη συγκράτηση της και ακολουθεί κακή ευθυγράμμιση και μετατόπιση. Η συγκέντρωση τάσεων επιταχύνει επίσης τη διατμητική αστοχία των μπουλονιών σύνδεσης, βλάπτοντας περαιτέρω την ακεραιότητα της άρθρωσης. Η αντοχή της πλάκας πρέπει επομένως να είναι ίση ή μεγαλύτερη από την αντοχή της σιδηροτροχιάς, έτσι ώστε η κατανομή της τάσης της άρθρωσης να παραμένει ομοιόμορφη.
Επιτόπου-Ανίχνευση του βαθμού αντοχής της πλάκας ψαριού
Ο βαθμός μπορεί να επαληθευτεί επιτόπου με τρεις τρόπους. Πρώτον, ένας φορητός ελεγκτής σκληρότητας μετρά τη σκληρότητα Rockwell: ο βαθμός 8,8 δείχνει τουλάχιστον HRC28 και ο βαθμός 10,9 τουλάχιστον HRC35. Δεύτερον, λαμβάνονται δείγματα για μια δοκιμή εφελκυσμού για τη μέτρηση της αντοχής διαρροής και της αντοχής σε εφελκυσμό και οι τιμές συγκρίνονται με τα όρια ποιότητας. Τρίτον, ένα φασματόμετρο ελέγχει τη σύνθεση του υλικού: ο βαθμός 10,9 έχει περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,35%-0,45% και περιεκτικότητα σε χρώμιο 1,0%-1,5%, ενώ ο βαθμός 8,8 έχει περιεκτικότητα σε άνθρακα 0,25%-0,35% και χωρίς συγκεκριμένο χρώμιο. Η επιφάνεια μιας σωστά εφοδιασμένης πλάκας ψαριού φέρει ένα σημάδι βαθμού αντοχής. προϊόντα χωρίς σήμα πρέπει να υποβληθούν σε πλήρη δοκιμή πριν από τη χρήση για να αποφευχθεί η εσφαλμένη εφαρμογή.
Εξισορρόπηση κόστους και ασφάλειας στην επιλογή βαθμού
Οι συνηθισμένες-εσωτερικές γραμμές ταχύτητας με ράγες GB μπορούν να χρησιμοποιούν τον βαθμό 8,8, ο οποίος κοστίζει περίπου 30% λιγότερο από τον βαθμό 10,9 και ανταποκρίνεται στη ζήτηση ρουλεμάν με καλύτερη αναλογία κόστους-. Οι γραμμές υψηλής-ταχύτητας και βαριάς-μεταφοράς με εξωτερικές τυπικές ράγες πρέπει να χρησιμοποιούν τον βαθμό 10,9. το κόστος υλικού αυξάνεται κατά περίπου 20%, αλλά αποφεύγεται η αστοχία της άρθρωσης και μειώνεται{10}}το κόστος μακροπρόθεσμης συντήρησης. Οι προσωρινές γραμμές ενδέχεται να χρησιμοποιούν χαμηλότερο βαθμό σύμφωνα με την πραγματική κατηγορία φορτίου, ενώ οι γραμμές που προορίζονται για μακροπρόθεσμη{12}}λειτουργία πρέπει να επιλέγονται στον υψηλότερο βαθμό που θα δουν. Ο πυρήνας του ισοζυγίου είναι η ακριβής αντιστοίχιση με το φορτίο γραμμής και τον βαθμό της σιδηροτροχιάς, αποφεύγοντας τόσο την υπερβολική-προδιαγραφή που αυξάνει το κόστος όσο και την κάτω-προδιαγραφή που δημιουργεί κίνδυνο ασφάλειας.
Συχνές Ερωτήσεις
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια πλάκα ψαριού 8,8- σε γραμμή βαρέων αποστάσεων;
Όχι. Η δύναμη διάτμησης στην άρθρωση είναι περίπου 2,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή των συνηθισμένων-γραμμών ταχύτητας και η 8,8 βαθμού αποδίδει στα 640 MPa, πολύ κάτω από την απόδοση των 900 MPa της βαριάς σιδηροτροχιάς{-μεταφοράς. Πλαστική παραμόρφωση και κάταγμα κόπωσης θα ακολουθούσαν γρήγορα.
Πώς γίνεται ο έλεγχος σκληρότητας στο χωράφι;
Ένας φορητός ελεγκτής σκληρότητας Rockwell πιέζεται πάνω σε μια καθαρισμένη, επίπεδη περιοχή της πλάκας ψαριού. Η ένδειξη συγκρίνεται με το όριο βαθμού: τουλάχιστον HRC28 για τον βαθμό 8,8 και τουλάχιστον HRC35 για τον βαθμό 10,9.
Γιατί ο βαθμός 10,9 περιέχει χρώμιο;
Το χρώμιο βελτιώνει τη σκληρυνσιμότητα και την αντοχή στη διάβρωση και υποστηρίζει την υψηλότερη αντοχή του βαθμού. Μια ένδειξη φασματόμετρου 1,0%-1,5% χρώμιο είναι ένας από τους ελέγχους σύνθεσης που επιβεβαιώνουν τη βαθμίδα 10,9.
Ποιες είναι οι συνέπειες της συγκέντρωσης πίεσης στις αρθρώσεις σε ένα αδύναμο πιάτο;
Η πίεση συγκεντρώνεται στην πλάκα ψαριού, οι ρωγμές κόπωσης ξεκινούν και διαδίδονται, η πλάκα ψαριού θραύεται, η άρθρωση χάνει τη συγκράτηση και ακολουθεί κακή ευθυγράμμιση και διατμητική αστοχία του μπουλονιού. Η άρθρωση μπορεί να αποτύχει ξαφνικά υπό κίνηση.
Είναι πάντα καλύτερη μια πιατέλα με υψηλότερο βαθμό;
Όχι αυτόματα. Ένας υψηλότερος βαθμός κοστίζει περισσότερο και μπορεί να είναι λιγότερο όλκιμος εάν δεν υποβληθεί σε κατάλληλη θερμική επεξεργασία. Ο βαθμός πρέπει να ταιριάζει με το φορτίο της σιδηροτροχιάς και της γραμμής, έτσι ώστε το κόστος, η αντοχή και η σκληρότητα να εξισορροπούνται.
Τι πρέπει να γίνει με τις πλάκες ψαριών που δεν φέρουν σήμα;
Οι πλάκες ψαριού χωρίς σήμανση δεν πρέπει να τοποθετούνται σε αρμούς που φέρουν- το φορτίο. Θα πρέπει να τεθούν σε καραντίνα και να υποβληθούν σε δοκιμή σκληρότητας, εφελκυσμού και σύνθεσης και να αποκατασταθούν μόνο εάν τα αποτελέσματα ταιριάζουν με τον απαιτούμενο βαθμό.