Ratapiikkien iskunkesto ja niiden sopeutuminen dynaamisiin kuormiin vaihtoalueilla
Miten vaihteistoalueiden dynaamiset iskukuormat eroavat tavallisten linjojen vastaavista ja miksi piikeille asetetaan korkeammat sitkeysvaatimukset?
Vaihteistoalueilla on erityisolosuhteita, kuten kiskon osien vaihdot, pyörän laippaiskut ja pistekoneen käyttö; dynaamisten iskukuormien amplitudi on 3-5 kertaa tavallisten linjojen amplitudi, jossa on lukuisia ohimeneviä iskupulsseja. Tavallisten linjojen piikit kestävät pääasiassa staattista kuormitusta ja matalataajuista{4}}värähtelyä, kun taas kytkinpiikit kestävät massiivisen iskuenergian millisekunnissa. Riittämätön iskunkestävyys aiheuttaa hauraita murtumia (ei väsymismurtumia) ohimenevien iskujen aikana – tämä äkillinen vika häiritsee suoraan kytkimen geometriaa ja laukaisee liikenneonnettomuuksia.
Mikä tyypillinen murtumamuoto esiintyy kytkinpiikissä, joiden iskunkestävyys ei ole riittävä?
Tyypillinen muoto on "kertaluonteinen hauras murtuma", jolle on ominaista tasainen, kiteinen murtuman pinta ilman selviä väsymisjuovia. Murtumia esiintyy useimmiten varren ja pään välisellä siirtymävyöhykkeellä tai lähellä ankkurointiaineen ja piikin välistä sidosrajapintaa. Tämä murtuma tapahtuu yleensä välittömästi, kun junat ohittavat vaihteen ilman ennakkovaroitusta. Toisin kuin tavallisten linjapiikkien väsymismurtuma, hauras murtuma johtuu piikin sitkeysrajan ylittävästä iskuenergiasta; -murtuman jälkeen piikki menettää välittömästi kiinnityskapasiteetin, mikä aiheuttaa paljon suurempia vaaroja.
Kuinka parantaa piikkien iskunkestävyyttä materiaalivalinnalla ja lämpökäsittelyllä?
Materiaali{0}}vähähiilinen-seosteräs (esim. 20 MnTiB) korvaa tavallisen keski-hiiliteräksen-vähähiilinen varmistaa matriisin sitkeyden, kun taas seosaineet lisäävät lujuutta. Lämpökäsittelyssä käytetään "karkaisu ja karkaisu + pintakarkaisu" yhdistelmää: karkaisu ja korkean lämpötilan-karkaisu muodostavat sitkeää karkaistua sorbiittia ytimeen, kun taas pintakarkaisu parantaa varren pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä. Tämä "kova ulkopuoli, kova ydin" -mikrorakenne mahdollistaa piikkien kestävän kulumisen ja ohimeneviä iskuja, mikä lisää merkittävästi iskunkestoa.
Miten kiinalaiset ja kansainväliset standardit eroavat kytkin{0}}kohtaisten piikkien iskunkestävyysvaatimuksissa?
Kiinalaiset standardit edellyttävät, että kytkin{0}}kohtaisten piikkien iskunkestävyys (Akv-arvo) ei saa olla alle 40 J huoneenlämmössä ja 27 J -20 asteessa. Kansainväliset standardit, kuten BS EN 14662, asettavat tiukemmat vaatimukset: Akv suurempi tai yhtä suuri kuin 50 J huoneenlämmössä ja suurempi tai yhtä suuri kuin 35 J -40 asteessa, jolloin vaaditaan useita iskutestejä yhden iskun sijaan. Jotkut kansainväliset standardit määrittelevät myös vähimmäismurtolukeuden (KIC) arvon nopean haurauden estämiseksi jopa mikrovikojen yhteydessä.
Kuinka arvioida alustavasti-sivustolla, täyttääkö piikin iskusitkeys standardeja käyttämällä yksinkertaisia testejä?
Paikan päällä-voit käyttää yksinkertaistettua "pudotuspainotesti" -laitetta näytteenottotesteihin. Kiinnitä piikki todelliseen asennustilaan, pudota määrätty paino määritetyltä korkeudelta iskeäksesi piikin kärkeen ja tarkkaile murtumia. Pieni muodonmuutos ilman murtumista osoittaa pätevää iskunkestävyyttä; hauras murtuma osoittaa epäonnistumisen. Lisäksi analysoi murtumapinnat: kuitumainen pinta, jossa on plastinen muodonmuutos, tarkoittaa hyvää sitkeyttä, kun taas sileä, kiteinen pinta on riittämätöntä sitkeyttä.