Tehnologija za zmanjšanje stresa in-garancija na dolgoročno pritrjevanje elastičnih sponk
Kakšen je mehanizem generiranja sprostitve napetosti elastičnih palic?
Generacijski mehanizem sprostitve napetosti elastičnih palic je tapod delovanjem dolgotrajne-stalne napetosti se mikrostruktura znotraj elastičnih palic počasi spreminja, kar vodi do postopnega zmanjšanja elastične napetosti. Po namestitvi je elastična palica v stanju neprekinjene elastične deformacije z visoko preostalo napetostjo v notranjosti. Pod dvojnim učinkom vibracijske obremenitve vlaka in sprememb temperature okolja bodo mikroskopska zrna počasi drsela in se premikala. To mikroskopsko gibanje postopoma spremeni elastično deformacijo elastične palice v plastično deformacijo, zato se elastična napetost ustrezno zmanjša, kar se kaže kot nenehno slabljenje vpenjalne sile. Hitrost sprostitve napetosti je tesno povezana s temperaturo: za vsakih 10 stopinj dviga temperature se hitrost sprostitve poveča za 1-2-krat, zato je problem sprostitve elastične palice bolj izrazit v območjih z visoko temperaturo. Poleg tega bodo elementi nečistoč (kot sta žveplo in fosfor) v materialu elastične palice pospešili zdrs zrn in dodatno povečali stopnjo sprostitve, kar je tudi pomemben razlog za visoko stopnjo sprostitve navadnih elastičnih palic vzmetnega jekla. Ko se sprostitev napetosti razvije do določene mere, bo vpenjalna sila elastične palice nižja od projektirane vrednosti, kar ne more učinkovito zadržati tirnice in povzroči morebitne nevarnosti za varnost proge.
Kakšni so ukrepi za optimizacijo formule jedrnega materiala za zaviranje sprostitve napetosti elastičnih palic?
Ukrepi za optimizacijo formule osnovnega materiala za inhibicijo sprostitve napetosti elastičnih palic soz uporabo nizko-legiranega vzmetnega jekla in natančnim nadzorom vsebnosti legiranih elementovza izboljšanje proti-sproščanja materiala. Za osnovni material je izbrano nizko-legirano vzmetno jeklo 60Si2CrVA. V primerjavi z običajnim jeklom 60Si2Mn ta material doda elemente zlitine kroma (Cr) in vanadija (V). Krom lahko prečisti zrna, izboljša mejo tečenja in žilavost materiala ter zmanjša možnost zdrsa zrn; vanadij lahko tvori stabilne karbide, pritrdi meje zrn, ovira gibanje dislokacij in znatno zmanjša stopnjo sprostitve napetosti. Vsebnost legiranih elementov mora biti strogo nadzorovana: vsebnost kroma je 0,9%-1,2%, vsebnost vanadija je 0,15%-0,25%, vsebnost silicija je 1,4%-1,6%. Previsoka vsebnost zlitine bo povečala krhkost materiala, medtem ko prenizka vsebnost ne more doseči idealnega antirelaksacijskega učinka. Hkrati je treba strogo nadzorovati vsebnost nečistoč, kot sta žveplo in fosfor: vsebnost žvepla manjša ali enaka 0,02 %, vsebnost fosforja manjša ali enaka 0,025 %, da preprečimo, da bi nečistoče poškodovale stabilnost strukture zrn. Elastična palica iz optimiziranega materiala lahko nadzoruje 1000-urno stopnjo sprostitve napetosti pod 3%, kar je veliko manj kot 10% običajnih materialov.
Katere so ključne točke procesa toplotne obdelave za inhibicijo sprostitve napetosti elastičnih palic?
Ključne točke postopka toplotne obdelave za inhibicijo sprostitve napetosti elastičnih palic so tri-stopenjski postopekkaljenje + srednje{1}}temperaturno popuščanje + stabilizacijska obdelavaza natančen nadzor mikrostrukture. Postopek kaljenja vključuje kaljenje v olju: segrejte elastično palico na 860-880 stopinj, jo hranite toplo 30-40 minut, popolnoma avstenitizirajte material in ga nato hitro ohladite, da dobite enotno martenzitno strukturo. Trdota po kaljenju bi morala doseči HRC58-62, kar je osnova za anti{16}}sprostitveno delovanje. Postopek kaljenja pri srednji{17}}temperaturi segreje elastično palico na 420-440 stopinj, jo ohranja toplo 2-3 ure in preoblikuje martenzitno strukturo v kaljeni troostit, ki ima visoko trdnost in visoko žilavost ter se lahko učinkovito upre sprostitvi napetosti. Previsoka temperatura popuščanja bo zmanjšala trdoto, prenizka temperatura pa bo povzročila nezadostno žilavost in krhek lom. Stabilizacijska obdelava je ključni korak za zaviranje sprostitve napetosti: segrejte elastično palico na 150-180 stopinj, jo hranite toplo 10-12 ur, simulirajte stresno stanje dolgotrajne službe, spodbujajte zgodnjo sprostitev notranje preostale napetosti in zmanjšajte sprostitev napetosti med uporabo. Elastična palica, obdelana s tristopenjsko toplotno obdelavo, lahko izboljša delovanje proti sprostitvi za več kot 50 % in dolgo časa ohranja stabilno vpenjalno silo.
Kakšne so različne zahteve za učinkovitost proti-sproščanja elastičnih palic za različne vrste vrvi?
Različne zahteve proti-sprostitveni učinkovitosti elastičnih palic za različne vrste vrvi so v glavnem določene glede na tri ključne indikatorje:letna skupna teža, delovna hitrost in temperatura okolja. Železnice za-visoke hitrosti imajo visoko obratovalno hitrost vlaka in visoko frekvenco tresljajev, zato imajo najvišje zahteve za anti-sprostitveno delovanje elastičnih drogov: 10-letna stopnja popuščanja napetosti je manjša od ali enaka 5 %, dušenje vpenjalne sile pa je manjše ali enako 10 %. Elastične palice, izdelane iz materiala 60Si2CrVA in obdelane s stabilizacijo, je treba uporabiti za prilagoditev delovnemu okolju visoko-frekvenčnih vibracij. Težke{20}}železnice imajo veliko osno obremenitev vlaka in zahtevajo veliko vpenjalno silo: 15-letna stopnja popuščanja napetosti je manjša od ali enaka 8 %, slabljenje vpenjalne sile pa je manjše ali enako 15 %. Začetna vpenjalna sila elastičnih palic mora biti večja ali enaka 12 kN, material pa je lahko 60Si2CrVA ali 55SiCr, da se zagotovi, da lahko prenese težke-obremenitve udarcev. Železnice za navadne hitrosti imajo nizko letno skupno prehodno težo, zato so zahteve za učinkovitost elastičnih palic proti sprostitvi razmeroma ohlapne: 20-letna stopnja sprostitve napetosti manjša ali enaka 10 %, slabljenje vpenjalne sile pa manjše ali enako 20 %. Elastične palice iz materiala 60Si2Mn lahko izberete za uravnoteženje zmogljivosti in ekonomičnosti. Podzemne proge mestnega železniškega tranzita imajo stabilno temperaturo, vendar pogoste zagone in ustavitve ter veliko tresljajev: 15-letna stopnja popuščanja napetosti Manjša ali enaka 7 %. Uporabiti je treba elastične palice, obdelane s stabilizacijo, da preprečimo pospešeno sprostitev zaradi pogostih vibracij.
Kakšne so metode odkrivanja in sprejemljivi standardi za učinkovitost sprostitve napetosti elastičnih palic?
Metoda zaznavanja učinkovitosti sprostitve napetosti elastičnih palic uporablja predvsem astroj za testiranje sprostitve napetostiv skladu z GB/T 10120-2013, standardi sprejemljivosti pa morajo biti skladni s posebnimi standardi TB/T 3013-2015 za elastične palice za železnice. Med zaznavanjem namestite elastično palico na posebno pritrditev, uporabite konstantno obremenitev, ki je enakovredna začetni vpenjalni sili, nastavite preskusno temperaturo na 120 stopinj (temperatura pospešenega staranja), testirajte 1000 ur, zabeležite vrednost napetosti v različnih časovnih točkah in izračunajte stopnjo sprostitve napetosti. Standard sprejemljivosti določa, da je 1000-urna stopnja sprostitve napetosti elastičnih palic za železnice za visoke{14}}hitrosti manjša ali enaka 3 %, za železnice za težke razdalje manjša ali enaka 5 % in za železnice za navadne hitrosti manjša ali enaka 8 %. Istočasno je treba izvesti preskus vpenjalne sile pri normalni temperaturi: začetna vpenjalna sila elastične palice mora doseči 100% -110% projektirane vrednosti, po 1000-urnem preskusu sprostitve pa mora biti stopnja zadrževanja vpenjalne sile večja ali enaka 90%. Razmerje vzorčenja za odkrivanje je 10 elastičnih palic na serijo. Če je eden nekvalificiran, se izvede dvojno vzorčenje; če je še vedno nekvalificirana, se serija elastičnih palic oceni kot nekvalificirana. Poleg tega je treba opraviti preskus zmogljivosti na utrujenost: po 2 × 10⁷ vibracijah elastična palica ne sme biti zlomljiva ali deformirana, stopnja zadrževanja vpenjalne sile pa mora biti večja ali enaka 85 %.