Piikkien rooli ratarakenteessa
Piikki suorittaa kolme mekaanista toimintoa puutavaran ratapölkyllä. Se pitää kiskon alustaa tai sidelevyä alaspäin pystysuuntaisia pyöräkuormia vastaan, se pitää kiskon sivusuunnassa kaarteissa ja metsästyksissä syntyviä laippavoimia vastaan ja vastustaa pitkittäisiä virumisvoimia, jotka muutoin työntäisivät kiskoa ratapölkkyä pitkin. Linjoilla, joissa on kiinnityslevyt, piikki pitää levyä alhaalla ja levy puolestaan pitää kiskon olkapäänsä läpi; tasaisella radalla piikin pää pitää suoraan kiskon alustasta. Koska puuta ei voida hitsata tai liimata luotettavasti käytössä, piikki on edelleen käytännöllinen kiinnitys puupölkkyille maailmanlaajuisesti, ja miljoonia kappaleita ajetaan ja poistetaan edelleen joka vuosi.
Koiran piikit vs ruuvipiikit: miten ne toimivat eri tavalla
Koiran piikit, joita kutsutaan myös leikatuiksi piikkeiksi, ovat neliömäisiä{0}}osapiikkejä, joissa on offset-pää, joka nojaa kiskon pohjaan tai solmiolevyn olkapäähän. Niitä ajetaan iskulla ja ne pitävät kiinni varren ja puukuitujen välisestä kitkasta. Niiden etuja ovat alhaiset kustannukset, yksinkertainen asennus piikkivääntimellä tai hydraulivasaralla ja helppo irrotus vetämällä; Niiden heikkous on, että vetäytymisvastus riippuu puun pysymisestä ehjänä, joten toistuva vetäminen ja uudelleen-ajo samassa reiässä löysää pitoa.
Ruuvin piikissä on kierre, joka on koneistettu tai rullattu varteen, ja ne asennetaan pyörittämällä momenttiavaimella tai ruuvimeisselillä. Ne kehittävät useita kertoja samankokoisen koirapiikin pitovoiman, koska lanka lukittuu puukuituihin, ne voidaan irrottaa ja asentaa uudelleen-vähemmän vaurioittaen nukkujaa, ja ne kestävät suurempia ja dynaamisempia kuormia. Vaihto-on korkeampi yksikköhinta, esi-poratun ohjausreiän tarve ja oikean vääntömomentin vaatimus: alikiristys jättää kiinnityksen löysäksi, kun taas liiallinen-kiristäminen irrottaa langan puusta ja vähentää pitovoimaa.
Teräslaadut ja pintasuojaus
Piikkiteräksen on yhdistettävä lujuus, jotta se vastustaa taipumista sivukiskovoimien vaikutuksesta, ja riittävän sitkeys kestääkseen ajotörmäyksen ilman päätä tai vartta halkeilematta. Iso-Britannian käytännössä yleiset koiranpiikit valmistetaan hiiliteräksestä, kuten Q235- tai 45#-teräksestä, kun taas suuremman kuormituksen ympäristöissä käytettävät ruuvipiikit käyttävät keskikokoista-hiili- tai seosterästä, esimerkiksi 35CrMo, joiden lujuusluokat vastaavat ISO 898-1:n pulttien luokittelulogiikkaa. AREMA-käytäntö määrittelee leikatut piikit, joilla on minimivetolujuusvaatimukset ja kontrolloitu kovuus, jotta piikki ei haurastu kylmäkäytössä.
Pinnan suojaus seuraa ympäristöä. Tavalliset piikit on öljytty lyhytaikaista -säilytystä varten; sinkkipinnoitusta tai kuumasinkitystä ISO 1461:n mukaisesti käytetään, jos kosteutta tai rannikkosuolaa esiintyy; ja sinkkihiutale- tai sinkki-hiutalepinnoitteet on tarkoitettu autiomaa- ja raskaaseen teollisuuteen, koska niissä yhdistyvät korroosionkestävyys ja kierteen sietokyky, jota galvanointi ei aina vastaa. Sähköistetyillä tai kemiallisesti käsitellyillä ratapölkylinjoilla pinnoitteen valinnassa on otettava huomioon myös yhteensopivuus kupari-kromi-arseenin tai kreosootin käsittelyjäämien kanssa.
Vakiomitat ja valinta
Koiran piikkikoot on kuvattu varren osan ja pituuden mukaan. Tyypillisellä-päälinjan koiranpiikillä on 16 mm x 16 mm neliömäinen varsi ja pituus 140-165 mm; kevyemmät linjat käyttävät 14 mm tai 15 mm varsia, ja nosturi tai teollisuustela käyttää pidempiä, raskaampia piikkejä. Ruuvin piikkejä luokitellaan kierteen halkaisijan ja pituuden mukaan: M22- ja M24-halkaisijat 140-175 mm:n kierrepituuksilla ovat yleisiä päälinjoille, ja tehollinen kierrepituus tulee mitoittaa siten, että vähintään puolitoista kierteen kiinnityshalkaisijaa jää tukevaan puuhun levyn alle.
Valinta riippuu liikenteestä, ratapölkylajeista ja kunnossapitostrategiasta. Linjat, jotka suunnittelevat usein nukkujien uusimista suosivat koiran piikkejä taloudellisuuden vuoksi; linjat, joissa on suuri akselikuorma, tiukat kaarteet tai toistuva kiskon vaihto suosivat ruuvipiikkejä, koska ne käyttävät uudelleen-samaa reikää puuvaurioiden vähentämisessä. Trooppisilla lehtipuilla ohjausreiän halkaisija ja syvyys on sovitettava puun tiheyden mukaan, ja havupuilla piikin pituutta on lisättävä, jotta saadaan äänikuitu pintapuun alapuolelle.
Asennus ja vääntömomenttikäytäntö
Koiran piikkejä on ajettava kohtisuoraan nukkujan pintaan nähden pään ollessa kokonaan kiskon alustalla tai levyn olakkeella; osittain istuva pää löystyy viikkojen kuluessa. Uusien ratapölkkyjen piikkireiät tulee porata oikeaan halkaisijaan, jotta ratapölkky ei halkea, ja kuluneiden reikien-piikit tulee joko käyttää ylisuuria varsipiikkejä tai tulpata ja porata uudelleen. Ruuvin piikit vaativat ohjausreiän noin 80 prosenttia juuren halkaisijasta, ja asennusmomenttia ohjataan: M24-ruuvipiikillä tyypillisissä lehtipuisissa ratapölkissä asennusmomentti on yleensä välillä 150–250 N-m, ja tavoite valitaan siten, että piikki saavuttaa täyden istukan ilman puun kierrettä. Säännöllinen vääntömomentin tarkastus havaitsee luonnollisen rentoutumisen ensimmäisten viikkojen aikana asennuksen jälkeen.
Yleiset vikatilat ja tarkastus
Piikkivauriot näkyvät ennen kuin niistä tulee vaarallisia, jos tarkastus on järjestelmällistä. Yleisimmät viat ovat: puukuitujen kulumisesta tai lahoamisesta johtuvat löysät piikit, jotka näkyvät levyn heilumisena ohikulkevan liikenteen alla; sivuttaisvoimien aiheuttamat taipuneet piikit jyrkissä kaarteissa, jotka tunnistetaan pään kallistuksen perusteella; varren korroosio levylinjassa, johon kosteus kerääntyy; ja halkeilevat päät yli-ajosta kylmällä säällä. Tarkastuksessa pään napauttaminen ja löysän piikin kuuntelu sekä öljy- tai ruostemerkkien tarkistaminen varren ympärillä levyn pinnalla tunnistaa useimmat ongelmat. Linjat, joissa on voimakas kaarevuus ja suuret poikittaisvoimat, määrittävät tyypillisesti enemmän piikkejä levyä kohti tai lisäävät ankkurijärjestelmän pitkittäisen virumisen vähentämiseksi sen sijaan, että luottaisivat vain piikeihin.
FAQ
Miksi jotkut rautatiet käyttävät koirapiikkejä ja toiset ruuvipiikkejä?
Koiran piikit hallitsevat siellä, missä taloudellisuus ja yksinkertainen asennus ovat tärkeitä ja nukkujien käyttöikä on lyhyt; ruuvipiikit valitaan suuremman pitovoiman, säännöllisen kiskon uusimisen ja paikoissa, joissa ratapölkkyä on käytettävä uudelleen{0}} useiden kiinnitysjaksojen aikana.
Voiko ruuvipiikkiä käyttää ruuvauksen sijaan?
Ei. Ruuvin piikit ovat karkaistuja ja ne tulee asettaa pyörittämällä; Niiden ajaminen vahingoittaa lankaa, halkaisee puuta ja poistaa suurimman osan pitovoimaeduista koiran piikkiin verrattuna.
Kuinka syvälle piikin tulee mennä nukkujaan?
Koiranpiikillä levyn alapuolella olevan tunkeutumisen tulee olla vähintään varren pituus pään olkapään alapuolella terveessä puussa; ruuvipiikissä kierteen tulee kytkeytyä vähintään 1,5 kertaa täyssyvyyden äänikuidun kierteen halkaisijaan.
Mikä on tyypillisen koirapiikin pitovoima?
Vetäytymiskestävyys riippuu puulajista ja kosteudesta, mutta 16 mm:n koiran piikki maustetussa kovapuumaisessa ratapölkässä kestää tyypillisesti muutaman tonnin vetovoiman; samassa ratapölkkyssä olevat ruuvipiikit kehittävät noin kaksi-neljä kertaa vastuksen.
Miksi piikit löystyvät kaarteissa?
Pyörän sivuttaisvoimat kaarteissa toimivat syklisenä uurrettavana kuormana piikkiin; jokainen sykli työstää puukuituja varren ympärillä, ja tuloksena oleva kuluminen yhdistettynä levyjen keinumiseen vähentää asteittain kitkaa, kunnes piikki löystyy.
Miten piikkikorroosio alkaa levylinjasta?
Vesi ja käsittelykemikaalit kerääntyvät rengasmaiseen rakoon, jossa varsi kulkee levyn läpi, ja rako kiihdyttää paikallista korroosiota; Tästä syystä galvanoidut tai sinkki{0}}hiutalepäällysteiset piikit ovat vakiona kosteissa ja rannikkopalveluissa.