O mecanismo de afrouxamento de vibração
A vibração causa mudanças periódicas na pressão normal entre pares de fios e atenuação repetida do atrito. Depois que o parafuso é apertado, uma pré-carga é gerada entre os dentes da rosca e o atrito resiste ao afrouxamento. Mas a vibração de alta-frequência da operação do trem causa um leve deslocamento relativo entre os dentes da rosca do parafuso e da porca, o que leva a uma distribuição desigual da tensão de contato. Em cada ciclo de vibração, o ponto de tensão muda, a pressão normal em algumas áreas diminui instantaneamente e o atrito diminui correspondentemente. Quando o atrito é menor que o torque de afrouxamento externo, ocorre micro-afrouxamento e, com o aumento dos ciclos de vibração, ele se acumula até o afrouxamento completo. A vibração também causa deformação por fadiga, fazendo com que a pré-carga diminua ainda mais, e é por isso que o afrouxamento é mais proeminente em linhas de-transporte pesado e de alta-velocidade.
Revestimento anti{0}afrouxamento microcápsula
O revestimento de microcápsulas envolve o agente de cura em microcápsulas aplicadas na superfície do fio. Quando o parafuso é apertado, as microcápsulas são esmagadas e o agente de cura reage com a matriz de revestimento para formar uma camada de ligação de alta-resistência que une firmemente os dentes da rosca, com uma vida útil anti{2}}afrouxamento superior a 15 anos. O processo de aplicação tem três ligações críticas: pré-tratamento de superfície por jateamento de areia até o grau de remoção de ferrugem e rugosidade especificados, aplicação de revestimento por pulverização eletrostática poucas horas após o jato de areia e um processo de cura em dois-estágios. O controle de qualidade inclui detecção on-line de espessura, testes de adesão pelo método de-corte cruzado e verificação anti{8}}afrouxamento por meio de testes de vibração.
Revestimento de travamento de nylon
O revestimento de travamento de náilon derrete uma camada de náilon na superfície da linha. O náilon tem excelente elasticidade e resistência ao desgaste: após o aperto, a camada de náilon deforma-se elasticamente para preencher a lacuna da linha e aumentar o atrito, e sua auto-lubricidade evita danos à rosca. Este tipo é adequado para parafusos que necessitam de desmontagem e montagem repetidas, porque o revestimento de náilon mantém um bom efeito anti{3}}afrouxamento após vários ciclos de desmontagem a um custo baixo. É a escolha preferida para ferrovias-de velocidade comum com manutenção frequente.
Revestimento anaeróbico anti-afrouxamento
O revestimento anaeróbico é um revestimento-componente que cura automaticamente em um ambiente-livre de oxigênio. Após o aperto, o oxigênio entre os pares de fios é descarregado e o revestimento cura rapidamente para formar uma camada adesiva dura com efeito anti{3}}afrouxamento estável, resistência ao óleo e à água. Ele é adequado para ambientes úmidos e oleosos e para grandes impactos de carga, como ferrovias-de transporte pesado, onde a camada endurecida resiste à deformação da rosca. A espessura do revestimento para todos os três tipos é controlada na faixa de 5 a 20 micrômetros para que a precisão da montagem da rosca não seja afetada.
Seleção por condições de linha
Ferrovias-de alta velocidade, com frequências de vibração de até 50 a 100 Hz e longos ciclos de manutenção, exigem revestimentos-de longa ação: o tipo microcápsula é preferido por sua longa vida útil e alta resistência de adesão. Ferrovias-de transporte pesado, com grandes cargas por eixo, preferem o tipo anaeróbico por sua dureza e resistência ao óleo. Ferrovias-de velocidade comuns, com desmontagens frequentes, usam o tipo náilon. Trechos ferroviários urbanos subterrâneos, com alta umidade, usam um revestimento composto de náilon e galvanizado, onde a camada de zinco fornece anti-corrosão e a camada de náilon fornece anti-afrouxamento.
Detecção e Aceitação
A detecção inclui inspeção de aparência, inspeção de desempenho físico e químico e inspeção de desempenho anti{0}afrouxamento, com aceitação de acordo com o padrão aplicável de parafusos ferroviários. A espessura é medida por medidor de correntes parasitas, a adesão por teste de corte transversal e a resistência à corrosão por névoa salina neutra. O desempenho anti{4}}afrouxamento é o principal indicador: com a pré-carga do parafuso definida para 80% do valor nominal e uma carga de vibração aplicada em uma frequência definida, após um milhão de vibrações a taxa de perda de pré-carga deve estar dentro de 5% sem afrouxamento ou descascamento do revestimento. A amostragem em lote é aplicada com amostragem dupla em caso de falha.
Perguntas frequentes
P: Por que os parafusos se soltam sob vibração?
R: A vibração causa micro-movimento entre os dentes da rosca, diminuição do atrito e perda de pré-carga, que se acumulam até o afrouxamento completo.
P: Quais são os três tipos de revestimento anti{0}}afrouxamento?
R: Microcápsula, travamento de náilon e revestimentos anaeróbicos, cada um adequado para diferentes condições de linha.
P: Qual revestimento é adequado para ferrovias-de alta velocidade?
R: O tipo microcápsula, por sua longa vida útil e alta resistência de adesão sob vibração de alta-frequência.
P: Qual deve ser a espessura do revestimento?
R: 5 a 20 micrômetros, portanto a precisão da montagem da rosca não é afetada.
P: Como o desempenho anti-afrouxamento é verificado?
R: Através de testes de vibração: após um milhão de ciclos, a perda de pré-carga deve estar dentro de 5% sem afrouxamento.
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