Por que os controles de pré-carregamento monitoram a estabilidade
A pré-carga é a força axial criada no sistema de fixação quando o parafuso ou a ponta do parafuso é apertado, e é o que pressiona a ponta do clipe elástico na base do trilho. A estabilidade da pista depende disso de três maneiras: lateral, porque o clipe deve resistir à força lateral da roda e segurar o medidor; longitudinal, pois a fixação deve restringir a deformação do trilho; e vertical, porque a base do trilho deve permanecer assentada na almofada para que o caminho da carga permaneça limpo. Quando a pré-carga está correta, o sistema de fixação fica invisível em seu funcionamento; quando decai, todos os defeitos da pista articulada começam a aparecer.
Rastrear doenças causadas por pré-carga insuficiente
A pré-carga insuficiente reduz a força de fixação dos clipes do trilho e o trilho fica livre para se mover lateralmente, o que alarga a bitola e degrada a orientação do rodado. Segue-se o deslocamento longitudinal do trilho, desalinhando as juntas e produzindo fortes impactos que atingem e quebram as extremidades do trilho. As placas de base-do trilho perdem sua distribuição uniforme de carga: a tensão se concentra localmente, as placas se deformam e quebram, e a função de absorção-de choque é perdida. Com o tempo, a geometria da via deteriora-se continuamente, produzindo irregularidades verticais e desvios de direção que aumentam a taxa de desgaste da roda-trilho. Em casos graves, o trilho se solta e levanta, e um trilho solto sob o tráfego representa um risco direto de descarrilamento. O controle de pré-carga não é, portanto, um detalhe de aperto; é um sistema de segurança.
Prática de pré-carregamento por região
| Prática | Torque de aperto | Observação |
|---|---|---|
| Prática chinesa, linhas comuns | 300 - 350 N·m | Permissão de desvio de cerca de ±10% |
| Prática chinesa, linhas-pesadas | 400 - 450 N·m | Maior restrição para cargas pesadas por eixo |
| Prática europeia-de alta velocidade | 350 - 400 N·m | Decaimento anual da pré-carga limitado a cerca de 10% |
| Prática de transporte pesado-na América do Norte | 500 - 550 N·m | Capacidade de contenção reforçada |
As diferenças vêm do modo de operação da linha e da filosofia de segurança. A prática chinesa enfatiza a universalidade no tráfego misto, de modo que os valores cobrem as linhas-comuns e pesadas separadamente. A prática europeia, referenciada pelos requisitos de desempenho da norma EN 13481 e pela orientação da UIC, reforça os requisitos de precisão para linhas de alta-velocidade, e a prática norte-americana de transporte-pesado aumenta o torque para restringir as forças de cargas pesadas por eixo. A lição para aquisição é simples: o torque de aperto é especificado por projeto, e o material do fixador e o grau de resistência devem ser selecionados para suportar esse torque com margem.
Procedimento da chave de torque para controle de pré-carga
A chave dinamométrica é a principal ferramenta de controle de pré-carga e o procedimento determina o resultado. Calibre a chave antes de usar para que o erro de torque seja de no máximo ±3%, pois uma chave não calibrada produz uma pré-carga que é silenciosamente errada. Selecione a gama de chaves para o parafuso: chaves de alcance-médio são adequadas para parafusos de grau 6,8, e chaves de alcance-grande são necessárias para parafusos de grau 8,8 e superiores. Mantenha a chave perpendicular ao parafuso e puxe a uma velocidade constante, pois um solavanco produz uma leitura falsa alta da inércia da cabeça. Aplique a pré-carga em duas etapas: aperte primeiro com 50% do torque projetado, espere dez minutos para que os componentes assentem e depois aperte com o valor nominal. Após a construção, verifique-amostra com um detector de torque a uma taxa de pelo menos 5% dos fixadores instalados; a taxa de qualificação de pré-carga deve atingir 100% antes que a pista seja aceita.
Estabilidade de pré-carga em altas temperaturas
O calor é inimigo da pré-carga: a expansão térmica do parafuso e o relaxamento dos componentes reduzem a força de fixação ao longo do tempo. Em regiões-de alta temperatura, use parafusos anti-afrouxamento-de alta temperatura-cuja rosca seja revestida com um adesivo que mantenha seu desempenho de travamento em 150 graus . Especifique clipes de aço para molas-resistentes ao calor, como 50CrVA, cujo módulo de elasticidade muda no máximo 5% em temperaturas elevadas, para que a força de fixação permaneça estável. Instale arruelas-com isolamento térmico entre o parafuso e a porca para reduzir o relaxamento da tensão causada pelo calor conduzido. Monitore a temperatura do trilho e, quando ela exceder 60 graus, meça novamente-e ajuste a pré-carga para compensar a perda causada pela deformação da temperatura. Por fim, proteja os componentes de fixação contra oxidação-de alta temperatura, porque roscas emperradas e peças corroídas impossibilitam o ajuste da pré-carga e destroem a estabilidade-do sistema a longo prazo.
Ciclo de Inspeção e Manutenção
O pré-carregamento deve ser-verificado novamente em um ciclo fixo. Antes da abertura de uma linha, é realizada uma inspeção abrangente de pré-carga e a linha é aceita apenas com uma taxa de qualificação de 100%. Em serviço, as linhas de velocidade convencionais são inspecionadas a cada seis meses, e as linhas de alta-velocidade e transporte pesado-a cada três meses, com amostragem chave em desvios, curvas e zonas de transição. Durante cada inspeção, reaperte com uma chave dinamométrica: qualquer fixador abaixo de 85% do torque de projeto é reapertado ao valor nominal e os componentes são verificados quanto a deformação e ferrugem. Para seções com queda excessiva de pré-carga, investigue a correspondência dos componentes e o processo de instalação e substitua os componentes anti{9}afrouxamento, se necessário. Cada inspeção é registrada e o ciclo de manutenção é otimizado a partir dos dados, passando da inspeção periódica para o gerenciamento do ciclo de vida-de pré-carga baseado em condições.
Perguntas frequentes
Q1: Qual é a diferença entre torque e pré-carga?
Torque é o esforço de giro aplicado ao parafuso e pré-carga é a força axial criada na junta. A relação depende do atrito da rosca, portanto o controle do torque é tão bom quanto as suposições de atrito; é por isso que chaves calibradas e apertos em dois{1}}estágios são importantes.
P2: Por que é usado o aperto em dois-estágios com uma pausa de dez{2}}minutos?
A pausa permite que os componentes se assentem, a pastilha se comprima e as roscas se encaixem. O aperto direto até o torque total mede o pico de atrito, não a pré-carga estabelecida, e a junta relaxa após o início do tráfego.
Q3: Qual é a taxa de amostragem mínima para verificação de pré-carga?
Pelo menos 5% dos fixadores instalados são amostrados com um detector de torque após a construção, e a amostra é ponderada em relação a desvios, curvas e outras zonas críticas. Os fixadores encontrados abaixo do limite de 85% acionam o rea-aperto e uma amostra mais ampla.
Q4: Por que a pré-carga diminui mais rapidamente em climas quentes?
A expansão térmica do parafuso e o relaxamento da tensão do aço e dos materiais da almofada reduzem a força axial à medida que os ciclos de temperatura se acumulam. O efeito é gerenciado com adesivo-resistente ao calor, clipes de 50CrVA e reaperto-quando a temperatura do trilho excede 60 graus .
P5: Quando os componentes anti{1}}afrouxamento devem ser substituídos?
Quando uma seção mostra queda repetida da pré-carga apesar do torque correto, ou quando a inspeção encontra clipes deformados, roscas desgastadas ou peças emperradas. Substituir o componente, e não reapertá-lo, é a cura para um fixador que perdeu sua recuperação elástica.