Ağır-yük hatları için rulman plakası gerilim optimizasyonu tasarımı ve dinamik yük-taşıma uyarlama teknolojisi
Ağır nakliye hatlarındaki ray baskı plakalarının gerilim özellikleri ve arıza biçimleri nelerdir?
Ağır nakliye hatlarındaki ray basınç plakalarının gerilim özellikleri, temel olarak yüksek-frekanslı alternatif yanal yükler, yerel gerilim konsantrasyonu ve dinamik darbe süperpozisyonu olarak kendini gösterir. Tren geçtiğinde rayın yanal titreşimi baskı plakasına iletilerek 10-50Hz frekansta alternatif bir yük oluşturur ve bu muhtemelen baskı plakasında yorulma hasarına neden olur. Baskı plakasının gerilim yoğunlaşma kısımları esas olarak bükme kısımlarında ve cıvata deliklerinin çevresinde olup, gerilim yoğunlaşma faktörü 2,8'in üzerindedir; bu, çatlakların başladığı ana alan olan baskı plakası gövdesinin gerilim seviyesinden çok daha yüksektir. Dinamik darbe süperpozisyonu ağır nakliye hatlarının tipik bir özelliğidir. Dingil yükü 30 ton veya daha fazla olan bir tren geçtiğinde, basınç plakası üzerinde statik yükün 3 katından daha yüksek bir tepe değeriyle, basınç plakasının plastik deformasyonunu ağırlaştıran anlık bir darbe yükü oluşturacaktır. Ağır nakliye hatlarındaki hat baskı plakalarının arıza biçimleri temel olarak üç tipi içerir: bükme parçalarında yorulma kırılması, cıvata delikleri etrafındaki aşınma deformasyonu ve baskı plakasının genel plastik deformasyonu. Yorulma kırılması çoğunlukla baskı plakasının hizmete alınmasından 1-2 yıl sonra, bükme parçalarından gövdeye kadar uzanan çatlaklarla birlikte ortaya çıkar; Cıvata delikleri etrafındaki aşınma deformasyonu, baskı plakası ile cıvatalar arasındaki göreceli kaymadan kaynaklanır ve aşınma miktarı 2 mm'yi aştığında sabitleme etkisi azalacaktır; genel plastik deformasyon, baskı plakasının baskı yüzeyinin rayın yanal yer değiştirmesini kısıtlayamayan ve sürüş güvenliğini doğrudan tehdit eden rayın yanından ayrılması olarak kendini gösterir.
Ray baskı plakası yapısının stres optimizasyonuna yönelik temel tasarım şeması nedir?
Palet baskı plakası yapısının gerilim optimizasyonuna yönelik temel tasarım şeması; gerilim dağılım tasarımı, değişken kesit eşleştirmesi ve temas alanının genişletilmesidir. Gerilim dağılım tasarımı, baskı plakasının dik-açılı bükülmesini R15-R20mm'lik bir yay geçişine değiştirerek bükme kısmındaki gerilim yoğunlaşma faktörünü 2,8'den 1,3'ün altına düşürür ve gerilim yoğunlaşma kaynağını ortadan kaldırır. Değişken enine-kesit eşleştirme, enine-kesit kalınlığını baskı plakasının gerilim dağılımına göre ayarlar. Bükülme parçaları ve cıvata delikleri gibi gerilim yoğunlaşma alanlarında, yük taşıma kapasitesini artırmak için kesit kalınlığı 12 mm'den 18 mm'ye çıkarıldı; düşük gerilimli düz alanlarda, eşit gerilim dağılımı sağlarken hafif bir tasarım elde etmek için kesit kalınlığı 12 mm'den 8 mm'ye düşürülür. Artan temas alanının tasarımı, baskı plakası ile ray arasındaki temas modunu hat temasından yüzey temasına değiştirir. Baskı plakasının baskı yüzeyi, rayın yan tarafıyla %90'dan büyük veya eşit bir uyum derecesine sahip, temas gerilimini azaltan ve yerel aşınmayı önleyen bir yay tasarımını benimser. Ayrıca, baskı plakasının cıvata deliklerinin düzenini optimize edin, tek-sıralı cıvataları çift-sıralı simetrik düzenlemeyle değiştirin, cıvata aralığını 150 mm'den 200 mm'ye ayarlayın, böylece yük iki cıvataya eşit olarak dağıtılarak tek bir cıvatanın stres yükü azaltılır. Yapısal optimizasyon tamamlandıktan sonra, baskı plakasının her bir parçasının gerilim değerinin malzemenin yorulma sınırından düşük olmasını sağlamak amacıyla ağır yük trenlerinin darbe yükünü simüle ederek doğrulamak için sonlu eleman simülasyon analizi gereklidir.
Ağır nakliye hatlarındaki baskı plakalarına yönelik malzeme performansını iyileştirme önlemleri nelerdir?
Ağır nakliye hatlarındaki baskı plakalarına yönelik malzeme performansını iyileştirme önlemleri üç hususa odaklanır: yüksek-mukavemetli matris malzemesi, yüzey güçlendirme işlemi ve-yorulma önleyici modifikasyon. Matris malzemesinde geleneksel Q235 çeliği yerine Q460 yüksek-mukavemetli düşük-alaşımlı çelik kullanılır. Q460 çeliğinin akma mukavemeti 460MPa'dan büyük veya ona eşittir ve gerilme mukavemeti 550MPa'dan büyük veya eşittir; bu, plastik deformasyona karşı mükemmel dirence sahip, Q235 çeliğinin iki katından fazladır. Yüzey güçlendirme işlemi, lazerle söndürme + bilyalı dövmeden oluşan kompozit bir işlemi benimser. Bükme parçaları ve baskı plakasının etrafındaki cıvata delikleri gibi önemli parçalar, 1,5-2 mm'de kontrol edilen söndürme derinliği ile lazerle söndürmeye tabi tutulur ve yüzey sertliği HRC50-55'e ulaşabilir, bu da yüzey aşınma direncini ve yorulma direncini artırır; söndürmeden sonra, yüzeyde 0,2-0,3 mm kalınlığında, -300 MPa'ya kadar bir artık basınç gerilimi değerine sahip bir artık basınç gerilimi tabakası oluşturmak için bilyalı dövme gerçekleştirilir, bu da alternatif çekme geriliminin etkisini dengeler ve yorulma çatlaklarının başlamasını geciktirir. Yorulma önleyici modifikasyon, 880-900 derecelik bir söndürme sıcaklığı ve 600-620 derecelik bir temperleme sıcaklığı ile bir söndürme + yüksek sıcaklıkta temperleme işlemini benimseyerek söndürme ve temperleme ısıl işlemiyle gerçekleştirilir, böylece malzeme 50J'den (-20 derece) daha büyük veya ona eşit bir darbe dayanıklılığına sahip temperlenmiş bir sorbit yapısı elde eder ve malzemenin dinamik darbe direncini büyük ölçüde artırır. Aşındırıcı ortamlardaki ağır taşıma hatlarındaki baskı plakaları için yüzeye 30-40μm kalınlığında bir florokarbon kaplama püskürtülür, bu kaplamanın hava koşullarına ve korozyona karşı mükemmel direnci vardır ve kaplama yapışma derecesi 1'den büyük veya ona eşittir, bu da uzun süreli servis sırasında dökülme olmamasını sağlar.
Ray baskı plakaları, raylar ve cıvatalar arasındaki işbirliğine dayalı adaptasyon tasarımının kilit noktaları nelerdir?
Ray baskı plakaları, raylar ve cıvatalar arasındaki işbirliğine dayalı uyarlama tasarımının üç hedefe ulaşması gerekir: gerilim koordinasyonu, boyut uyumu ve korozyon uyumluluğu. Stres koordinasyonu açısından, baskı plakasının sertliğinin rayın sertliğiyle eşleşmesi gerekir. Ağır taşıma hatları için baskı plakasının sertliği 120-150kN/mm'de kontrol edilerek basınç plakasının ve rayın tren darbe yükü altında eşzamanlı olarak deforme olmasını sağlar ve sertlik farklılıklarından kaynaklanan gerilim yoğunlaşmasını önler. Boyut uyumu açısından, baskı plakasının baskı yüzeyinin yayının rayın yan tarafındaki yay ile tutarlı olması gerekir. Ulusal standart raylara uyarlanan baskı plakasının yayı R130mm'dir ve yabancı standart rayların arkının ilgili standartlara göre ayarlanması gerekir; Aşırı boşluklardan kaynaklanan yük aktarım arızasını önlemek için, baskı plakasının cıvata deliği çapının, cıvata çapıyla bir geçiş uyumu oluşturması ve uyum aralığının 0,05-0,1 mm'de kontrol edilmesi gerekir. Korozyon uyumluluğu açısından, potansiyel farklılıkların neden olduğu elektrokimyasal korozyonu önlemek için baskı plakası, ray ve cıvatanın yüzey kaplamalarında Dacromet kaplama gibi aynı potansiyele sahip malzemeler kullanılmalıdır; Baskı plakası ile ray arasındaki temas yüzeyine, yalnızca titreşimi tamponlamakla kalmayıp aynı zamanda iki metal arasındaki doğrudan temasın neden olduğu korozyonu da önleyen 2 mm kalınlığında bir yalıtım contası döşenir. İşbirliğine dayalı uyarlama tasarımının aynı zamanda kurulum sürecini de dikkate alması gerekir. Baskı plakasının montaj torkunun cıvatanın tork derecesine uygun olması gerekir. Ağır nakliye hatlarına yönelik baskı plakasının montaj torku, basınç plakasının ray üzerindeki baskı kuvvetinin 25-30kN'de istikrarlı bir şekilde muhafaza edilmesini ve güvenilir bir kısıtlama sağlanmasını sağlamak üzere 800-900N·m'de kontrol edilir.
Ağır nakliye hatlarındaki baskı plakalarına yönelik performans testi göstergeleri ve kabul standartları nelerdir?
Ağır nakliye hatlarındaki baskı plakalarının performans testi göstergeleri{0}}üç kategoriyi içerir: mekanik performans göstergeleri, yorulma performans göstergeleri ve kurulum adaptasyon göstergeleri. Mekanik performans göstergeleri malzemenin akma mukavemetini, çekme mukavemetini ve darbe dayanıklılığını test eder. Q460 çelik baskı plakalarının akma mukavemeti 460MPa'dan büyük veya ona eşittir, gerilme mukavemeti 550MPa'dan büyük veya eşittir ve -20 derece darbe dayanıklılığı 50J'den büyük veya eşittir; yüzey sertliği bir Rockwell sertlik test cihazı kullanılarak test edilir ve söndürülmüş parçaların sertliği HRC50'den büyük veya ona eşittir. Yorulma performansı göstergeleri, 30Hz frekansta ve 20-30kN yük genliğinde alternatif bir yük uygulanarak bir yorulma test tezgahı aracılığıyla test edilir. Baskı plakası 2 milyon yük döngüsünü çatlak olmadan geçmelidir ve yorulma ömrü geleneksel baskı plakalarının iki katından fazladır. Kurulum uyarlama göstergeleri, baskı plakasının boyutsal doğruluğunu ve kuruluma uygunluğunu test eder. Baskı plakasının kalınlık sapması ±0,5 mm'den az veya eşit, genişlik sapması ±1 mm'den az veya eşit; ray ile uyum derecesi %90'a eşit veya daha büyük ve kurulumdan sonra baskı plakasının dikeylik sapması 1 dereceye eşit veya daha az; Cıvata deliğinin konum derecesi sapması Doğru cıvata kurulumunu sağlamak için ±0,5 mm'ye eşit veya daha az. Kabul standardı, tüm test göstergelerinin standartları karşılamasıdır ve aynı parti baskı plakalarının yeterlilik oranı %99'dan büyük veya ona eşittir; kurulu baskı plakalarının sahada yük testine tabi tutulması gerekir ve ağır yük trenleri geçtiğinde, baskı plakasının maksimum gerilimi malzemenin izin verilen geriliminden daha az veya buna eşit; Servis sırasındaki yıllık hasar oranı %0,5 veya daha az, ağır nakliye hatlarının uzun süreli işletme gereksinimlerini karşılar. Niteliksiz baskı plakaları tamamen hurdaya çıkarılmalı ve şantiyeye girişi kesinlikle yasaktır.