Σχεδιασμός βελτιστοποίησης καταπόνησης πλάκας ρουλεμάν τροχιάς και τεχνολογία προσαρμογής δυναμικού φορτίου-για βαριές-γραμμές φορτίου
Ποια είναι τα χαρακτηριστικά καταπόνησης και οι μορφές αστοχίας των πλακών πίεσης τροχιάς σε γραμμές βαρέων-μεταφοράς;
Τα χαρακτηριστικά τάσεων των πλακών πίεσης τροχιάς σε γραμμές βαρέων-μεταφοράς εκδηλώνονται κυρίως ως εναλλασσόμενα πλευρικά φορτία υψηλής-συχνότητας, τοπική συγκέντρωση τάσεων και δυναμική υπέρθεση κρούσης. Όταν η αμαξοστοιχία διέρχεται, η πλευρική δόνηση της σιδηροτροχιάς μεταδίδεται στην πλάκα πίεσης, σχηματίζοντας ένα εναλλασσόμενο φορτίο με συχνότητα 10-50 Hz, το οποίο είναι πιθανό να προκαλέσει βλάβη λόγω κόπωσης στην πλάκα πίεσης. Τα μέρη συγκέντρωσης τάσης της πλάκας πίεσης είναι κυρίως στα τμήματα κάμψης και γύρω από τις οπές των μπουλονιών, με συντελεστή συγκέντρωσης τάσης πάνω από 2,8, πολύ υψηλότερο από το επίπεδο τάσης του σώματος της πλάκας πίεσης, που είναι η κύρια περιοχή όπου ξεκινούν οι ρωγμές. Η δυναμική υπέρθεση κρούσης είναι ένα τυπικό χαρακτηριστικό των βαρέων-γραμμών ανάσυρσης. Όταν μια αμαξοστοιχία με αξονικό φορτίο 30 t ή περισσότερο διέρχεται, θα δημιουργήσει ένα στιγμιαίο φορτίο κρούσης στην πλάκα πίεσης, με τιμή αιχμής μεγαλύτερη από 3 φορές το στατικό φορτίο, επιδεινώνοντας την πλαστική παραμόρφωση της πλάκας πίεσης. Οι μορφές αστοχίας των πλακών πίεσης τροχιάς σε γραμμές βαρέων αποστάσεων περιλαμβάνουν κυρίως τρεις τύπους: θραύση λόγω κόπωσης στα κάμπτοντα μέρη, παραμόρφωση φθοράς γύρω από τις οπές μπουλονιών και συνολική πλαστική παραμόρφωση της πλάκας πίεσης. Το κάταγμα κόπωσης εμφανίζεται ως επί το πλείστον 1-2 χρόνια μετά τη θέση σε λειτουργία της πλάκας πίεσης, με ρωγμές που εκτείνονται από τα μέρη κάμψης στο σώμα. Η παραμόρφωση φθοράς γύρω από τις οπές των μπουλονιών προκαλείται από τη σχετική ολίσθηση μεταξύ της πλάκας πίεσης και των μπουλονιών και όταν η ποσότητα φθοράς υπερβαίνει τα 2 mm, το αποτέλεσμα στερέωσης θα μειωθεί. Η συνολική πλαστική παραμόρφωση εκδηλώνεται ως ο διαχωρισμός της επιφάνειας πίεσης της πλάκας πίεσης από την πλευρά της ράγας, η οποία δεν μπορεί να περιορίσει την πλευρική μετατόπιση της ράγας και απειλεί άμεσα την ασφάλεια οδήγησης.
Ποιο είναι το βασικό σχέδιο σχεδιασμού για τη βελτιστοποίηση της τάσης της δομής της πλάκας πίεσης τροχιάς;
Το βασικό σχέδιο σχεδίασης για τη βελτιστοποίηση τάσεων της δομής της πλάκας πίεσης τροχιάς είναι ο σχεδιασμός διασποράς τάσεων, η αντιστοίχιση μεταβλητής διατομής-και η μεγέθυνση της περιοχής επαφής. Ο σχεδιασμός διασποράς τάσεων αλλάζει τη κάμψη της πλάκας πίεσης με τη δεξιά-γωνία σε μετάβαση τόξου R15-R20 mm, μειώνοντας τον συντελεστή συγκέντρωσης τάσης στο τμήμα κάμψης από 2,8 σε κάτω από 1,3 και εξαλείφοντας την πηγή συγκέντρωσης τάσης. Η μεταβλητή αντιστοίχιση διατομής-προσαρμόζει το πάχος της διατομής-σύμφωνα με την κατανομή τάσεων της πλάκας πίεσης. Σε περιοχές συγκέντρωσης τάσεων, όπως εξαρτήματα κάμψης και γύρω από οπές μπουλονιών, το πάχος της διατομής-αυξάνεται από 12 mm σε 18 mm για να βελτιωθεί η ικανότητα φόρτωσης-. σε ευθείες περιοχές χαμηλής-καταπόνησης, το πάχος-διατομής μειώνεται από 12 mm σε 8 mm για να επιτευχθεί ελαφρύς σχεδιασμός, ενώ παράλληλα διασφαλίζεται η ομοιόμορφη κατανομή της τάσης. Ο σχεδιασμός της αυξανόμενης περιοχής επαφής αλλάζει τον τρόπο επαφής μεταξύ της πλάκας πίεσης και της ράγας από επαφή γραμμής σε επαφή επιφάνειας. Η επιφάνεια συμπίεσης της πλάκας πίεσης υιοθετεί ένα σχέδιο τόξου, με βαθμό προσαρμογής μεγαλύτερο ή ίσο με 90% με την πλευρά της ράγας, μειώνοντας την πίεση επαφής και αποφεύγοντας την τοπική φθορά. Επιπλέον, βελτιστοποιήστε τη διάταξη των οπών των μπουλονιών της πλάκας πίεσης, αλλάξτε τα μπουλόνια μονής-σειράς σε συμμετρική διάταξη διπλής-σειράς, ρυθμίστε την απόσταση των μπουλονιών από 150 mm σε 200 mm, έτσι ώστε το φορτίο να κατανέμεται ομοιόμορφα στους δύο κοχλίες, μειώνοντας το φορτίο τάσης ενός μόνο μπουλονιού. Μετά την ολοκλήρωση της δομικής βελτιστοποίησης, απαιτείται ανάλυση προσομοίωσης πεπερασμένων στοιχείων για επαλήθευση, προσομοίωση του φορτίου κρούσης αμαξοστοιχιών βαρέων αποστάσεων για να διασφαλιστεί ότι η τιμή τάσης κάθε τμήματος της πλάκας πίεσης είναι χαμηλότερη από το όριο κόπωσης του υλικού.
Ποια είναι τα μέτρα αναβάθμισης της απόδοσης του υλικού για πλάκες πίεσης σε γραμμές βαρέων-μεταφοράς;
Τα μέτρα αναβάθμισης της απόδοσης του υλικού για πλάκες πίεσης σε γραμμές βαρέων-μεταφοράς εστιάζονται σε τρεις πτυχές: υλικό μήτρας υψηλής-αντοχής, επεξεργασία ενίσχυσης επιφάνειας και τροποποίηση κατά-κόπωσης. Το υλικό μήτρας υιοθετεί χάλυβα Q460 υψηλής-αντοχής χαμηλής-κράματος αντί του παραδοσιακού χάλυβα Q235. Η αντοχή διαρροής του χάλυβα Q460 είναι μεγαλύτερη ή ίση με 460 MPa και η αντοχή σε εφελκυσμό είναι μεγαλύτερη ή ίση με 550 MPa, που είναι περισσότερο από δύο φορές από αυτή του χάλυβα Q235, με εξαιρετική αντοχή στην πλαστική παραμόρφωση. Η θεραπεία ενδυνάμωσης της επιφάνειας υιοθετεί μια σύνθετη διαδικασία σβέσης με λέιζερ + σκλήρυνση κατά βολή. Βασικά μέρη, όπως μέρη κάμψης και γύρω από τις οπές μπουλονιών της πλάκας πίεσης, υποβάλλονται σε σβέση με λέιζερ, με βάθος σβέσης ελεγχόμενο στα 1,5-2 mm και η σκληρότητα της επιφάνειας μπορεί να φτάσει το HRC50-55, βελτιώνοντας την αντοχή στη φθορά της επιφάνειας και την αντίσταση στην κόπωση. μετά το σβήσιμο, εκτελείται το shot peening για να σχηματιστεί ένα στρώμα υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης με πάχος 0,2-0,3 mm στην επιφάνεια, με τιμή υπολειπόμενης θλιπτικής τάσης έως -300 MPa, αντισταθμίζοντας την επίδραση της εναλλασσόμενης τάσης εφελκυσμού και καθυστερώντας την έναρξη των ρωγμών. Η τροποποίηση κατά της κόπωσης επιτυγχάνεται μέσω θερμικής επεξεργασίας απόσβεσης και σκλήρυνσης, υιοθετώντας μια διαδικασία σβέσης + σκλήρυνσης υψηλής θερμοκρασίας, με θερμοκρασία σβέσης 880-900 μοιρών και θερμοκρασία σκλήρυνσης 600-620 βαθμών, έτσι ώστε το υλικό να αποκτήσει μια δομή σκληρυμένου σορβίτη με μεγαλύτερη αντοχή σε κρούση (50 έως 20). βελτιώνοντας τη δυναμική αντίσταση κρούσης του υλικού. Για πλάκες πίεσης σε γραμμές βαρέων αποστάσεων σε διαβρωτικά περιβάλλοντα, ψεκάζεται στην επιφάνεια μια επίστρωση φθοράνθρακα πάχους 30-40μm, η οποία έχει εξαιρετική αντοχή στις καιρικές συνθήκες και αντοχή στη διάβρωση, και ο βαθμός πρόσφυσης της επίστρωσης είναι μεγαλύτερος ή ίσος με 1, διασφαλίζοντας ότι δεν απορρίπτεται κατά τη μακροχρόνια συντήρηση.
Ποια είναι τα βασικά σημεία του συλλογικού σχεδιασμού προσαρμογής μεταξύ πλακών πίεσης τροχιάς, σιδηροτροχιών και μπουλονιών;
Ο συλλογικός σχεδιασμός προσαρμογής μεταξύ πλακών πίεσης τροχιάς, σιδηροτροχιών και μπουλονιών πρέπει να επιτύχει τρεις στόχους: συντονισμό τάσεων, αντιστοίχιση μεγέθους και συμβατότητα διάβρωσης. Όσον αφορά τον συντονισμό των τάσεων, η ακαμψία της πλάκας πίεσης πρέπει να ταιριάζει με την ακαμψία της ράγας. Η ακαμψία της πλάκας πίεσης για γραμμές βαρέων-μεταφοράς ελέγχεται στα 120-150 kN/mm για να διασφαλιστεί ότι η πλάκα πίεσης και η σιδηροτροχιά παραμορφώνονται συγχρονισμένα κάτω από το φορτίο κρούσης αμαξοστοιχίας, αποφεύγοντας τη συγκέντρωση τάσεων που προκαλείται από διαφορές ακαμψίας. Όσον αφορά την αντιστοίχιση μεγέθους, το τόξο της επιφάνειας πίεσης της πλάκας πίεσης πρέπει να είναι συνεπές με το τόξο της πλευράς της ράγας. Το τόξο της πλάκας πίεσης προσαρμοσμένο στις εθνικές σιδηροτροχιές είναι R130mm και το τόξο των ξένων τυποποιημένων σιδηροτροχιών πρέπει να ρυθμιστεί σύμφωνα με τα αντίστοιχα πρότυπα. η διάμετρος της οπής του μπουλονιού της πλάκας πίεσης πρέπει να σχηματίζει μια προσαρμογή μετάβασης με τη διάμετρο του μπουλονιού, με κενό προσαρμογής ελεγχόμενο στα 0,05-0,1 mm για να αποφευχθεί η αστοχία μετάδοσης φορτίου που προκαλείται από υπερβολικά κενά. Όσον αφορά τη συμβατότητα με τη διάβρωση, οι επιφανειακές επικαλύψεις της πλάκας πίεσης, της ράγας και του μπουλονιού θα πρέπει να υιοθετούν υλικά με το ίδιο δυναμικό, όπως η επίστρωση Dacromet, για να αποφευχθεί η ηλεκτροχημική διάβρωση που προκαλείται από διαφορές δυναμικού. Ένα μονωτικό παρέμβυσμα πάχους 2mm τοποθετείται στην επιφάνεια επαφής μεταξύ της πλάκας πίεσης και της ράγας, η οποία μπορεί όχι μόνο να ρυθμίσει τους κραδασμούς, αλλά και να αποτρέψει τη διάβρωση που προκαλείται από την άμεση επαφή μεταξύ των δύο μετάλλων. Ο συλλογικός σχεδιασμός προσαρμογής πρέπει επίσης να λαμβάνει υπόψη τη διαδικασία εγκατάστασης. Η ροπή τοποθέτησης της πλάκας πίεσης πρέπει να ταιριάζει με τον βαθμό ροπής του μπουλονιού. Η ροπή εγκατάστασης της πλάκας πίεσης για γραμμές βαρέων αποστάσεων ελέγχεται στα 800-900 N·m για να διασφαλιστεί ότι η δύναμη πίεσης της πλάκας πίεσης στη ράγα διατηρείται σταθερά στα 25-30 kN, επιτυγχάνοντας αξιόπιστο περιορισμό.
Ποιοι είναι οι δείκτες δοκιμής απόδοσης και τα πρότυπα αποδοχής για τις πλάκες πίεσης σε γραμμές βαρέων-μεταφοράς;
Οι δείκτες δοκιμής απόδοσης των πλακών πίεσης σε γραμμές βαρέων-μεταφοράς περιλαμβάνουν τρεις κατηγορίες: δείκτες μηχανικής απόδοσης, δείκτες απόδοσης κόπωσης και δείκτες προσαρμογής εγκατάστασης. Οι μηχανικοί δείκτες απόδοσης δοκιμάζουν την αντοχή διαρροής, την αντοχή εφελκυσμού και την αντοχή σε κρούση του υλικού. Η αντοχή διαρροής των χαλύβδινων πλακών πίεσης Q460 είναι μεγαλύτερη ή ίση με 460 MPa, αντοχή σε εφελκυσμό μεγαλύτερη ή ίση με 550 MPa και -20 μοίρες σκληρότητα κρούσης μεγαλύτερη από ή ίση με 50 J. Η σκληρότητα της επιφάνειας ελέγχεται με τη χρήση ενός ελεγκτή σκληρότητας Rockwell και η σκληρότητα των σβησμένων μερών είναι μεγαλύτερη ή ίση με HRC50. Οι δείκτες απόδοσης κόπωσης ελέγχονται μέσω ενός πάγκου δοκιμής κόπωσης, εφαρμόζοντας ένα εναλλασσόμενο φορτίο με συχνότητα 30 Hz και πλάτος φορτίου 20-30 kN. Η πλάκα πίεσης πρέπει να περάσει 2 εκατομμύρια κύκλους φόρτωσης χωρίς ρωγμές και η διάρκεια κόπωσης είναι υπερδιπλάσια από αυτή των παραδοσιακών πλακών πίεσης. Οι δείκτες προσαρμογής εγκατάστασης ελέγχουν την ακρίβεια διαστάσεων και την προσαρμογή εγκατάστασης της πλάκας πίεσης. Η απόκλιση πάχους της πλάκας πίεσης Μικρότερη από ή ίση με ±0,5 mm, απόκλιση πλάτους Μικρότερη ή ίση με ±1 mm. ο βαθμός προσαρμογής με τη ράγα Μεγαλύτερο ή ίσο με 90%, και η απόκλιση κατακόρυφου της πλάκας πίεσης μετά την εγκατάσταση Μικρότερο ή ίσο με 1 βαθμό . η απόκλιση βαθμού θέσης της οπής του μπουλονιού Μικρότερη ή ίση με ±0,5 mm για να διασφαλιστεί η ακριβής τοποθέτηση του μπουλονιού. Το πρότυπο αποδοχής είναι ότι όλοι οι δείκτες δοκιμής πληρούν τα πρότυπα και το ποσοστό πιστοποίησης της ίδιας παρτίδας πλακών πίεσης είναι μεγαλύτερο ή ίσο με 99%. οι εγκατεστημένες πλάκες πίεσης πρέπει να υποβληθούν σε-δοκιμές φορτίου στο εργοτάξιο και όταν περνούν βαριές-συρμοί έλξης, η μέγιστη τάση της πλάκας πίεσης Μικρότερη ή ίση με την επιτρεπόμενη τάση του υλικού. το ετήσιο ποσοστό ζημιών κατά τη διάρκεια της υπηρεσίας Μικρότερο ή ίσο με 0,5%, ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις μακροπρόθεσμης λειτουργίας των γραμμών βαρέων αποστάσεων. Οι μη εγκεκριμένες πλάκες πίεσης πρέπει να απορριφθούν εντελώς και να απαγορεύεται αυστηρά η είσοδος στο εργοτάξιο.