Disposição dos furos dos parafusos das placas de fixação e métodos para aliviar a concentração de tensões nas juntas dos trilhos
Por que a concentração de tensão na junta do trilho será agravada quando o espaçamento dos furos dos parafusos da placa passante exceder 150 mm?
O espaçamento excessivo dos furos dos parafusos da placa de encaixe levará a uma má adesão entre o trilho e a placa de encaixe na junta e à transmissão de tensão descontínua. Sob a ação da carga do trem, a tensão se concentrará na área do trilho sem suporte do furo do parafuso, formando uma zona de alta-tensão. A amplitude de tensão desta área pode atingir 2,5 vezes a da parte central do trilho, e micro-fissuras são fáceis de gerar. Sob cargas alternadas-de longo prazo, micro-fissuras se propagarão rapidamente, causando lascamento e fratura na junta do trilho. Além disso, o espaçamento excessivo dos furos causará tensão desigual nos parafusos, e alguns parafusos suportarão força de cisalhamento excessiva, acelerando o afrouxamento dos parafusos e agravando ainda mais a concentração de tensão.
Por que as placas de junção de trilhos GB adotam um arranjo de 4 furos, enquanto as placas de encaixe de trilhos padrão externos adotam principalmente um arranjo de 6 furos?
O nível de carga das juntas ferroviárias GB é baixo e o arranjo de 4-furos pode atender à demanda de transmissão de tensão e reduzir custos de processamento e peso. Os 4 furos dos parafusos são distribuídos uniformemente, o que pode dispersar efetivamente a tensão da junta e controlar a amplitude da tensão dentro de 60% da resistência ao escoamento do trilho. Os trilhos padrão externos são usados principalmente para linhas de alta-velocidade ou transporte pesado com altos níveis de carga, portanto, é necessário um arranjo de 6 furos para aumentar o número de parafusos e melhorar a resistência da restrição da junta. Os 6 furos para parafusos podem dispersar o caminho de transmissão de tensão em 5 seções, reduzindo a amplitude de tensão em 30% e aumentando a área de contato entre os parafusos e as placas de encaixe, reduzindo a tensão de cisalhamento dos parafusos. Portanto, a diferença no número de furos é a chave para a adaptação aos diferentes níveis de carga da linha.
Por que a disposição dos furos dos parafusos na borda da placa de peixe aumentará o risco de fratura da placa de peixe?
A disposição dos orifícios dos parafusos na borda da placa de peixe reduzirá a seção de suporte efetiva da placa de peixe e formará um ponto de concentração de tensão. Sob a ação da carga do trem, a tensão no furo do parafuso da borda será transmitida para a borda da placa de peixe, levando à concentração de tensão na área da borda. A amplitude de tensão desta área pode chegar a 2 vezes a da área central, e trincas por fadiga são fáceis de gerar. Além disso, a precisão da instalação dos furos dos parafusos nas bordas é alta e o desvio da posição do furo causará tensão deslocada no parafuso, agravando ainda mais a concentração de tensão. Sob cargas alternadas de longo-prazo, as rachaduras se propagarão rapidamente, levando à fratura da placa de peixe e afetando a resistência geral da junta.
Como aliviar a concentração de tensão na junta do trilho por meio de chanframento e polimento de furos de parafusos?
Chanfre a borda do furo do parafuso da placa de peixe, com um raio de chanfro recomendado de 3-5mm, o que pode eliminar a estrutura de canto afiado na borda do furo e dispersar a concentração de tensão. Ao mesmo tempo, polir a parede interna do furo do parafuso para reduzir a rugosidade da superfície e o coeficiente de concentração de tensão. Após chanfrar e polir, a amplitude de tensão no furo do parafuso pode ser reduzida em 25%-30%, e a probabilidade de geração de microfissuras é bastante reduzida. Além disso, o furo do parafuso polido pode reduzir os danos por fricção entre a rosca e o parafuso, prolongando a vida útil do parafuso. Este método é simples de operar e de baixo custo, adequado para promoção e aplicação no local.
Qual impacto a concentração de tensão na junta do trilho terá na vida útil do-coxim inferior do trilho?
A concentração de tensão na junta do trilho levará a um assentamento desigual do trilho na junta e a uma tensão local excessiva na almofada inferior do-trilho. Sob alta tensão, a taxa de compressão da almofada acelera e a vida útil é reduzida em 30%-40%. Ao mesmo tempo, a concentração de tensões reduzirá a suavidade da via na junta, e a carga de impacto gerada pelo trem durante a passagem agravará o desgaste e o envelhecimento da pastilha. Além disso, a flutuação de tensão na junta será transmitida ao dormente, causando tensão desigual no dormente, acelerando os danos ao dormente e afetando indiretamente o ciclo de serviço da almofada inferior-do trilho. Portanto, aliviar a concentração de tensão na junta pode efetivamente prolongar a vida útil da almofada sob o trilho.