تصميم المقطع المتقاطع للوحة تثبيت السكك الحديدية-.

ما الذي تفعله لوحة التثبيت؟

تثبت لوحة التثبيت قاعدة السكة على اللوح النائم أو القاعدة وتقاوم القوى الجانبية الناتجة عن تشغيل القطار والتقويس والتحويل. عندما تقوم مجموعة العجلات بدفع السكة إلى الجانب، يجب أن تثبت اللوحة قدم السكة في موضعها بحيث يظل المقياس ثابتًا ولا يمكن للسكة أن تتدحرج. يعد التقييد الجانبي لنظام التثبيت أحد المعلمات التي تم التحقق منها في اختبار قبول النظام، ولوحة التثبيت هي المكون الذي يتحمل معظم هذه المهمة. توفر اللوحة المسطحة القيد الأساسي، ولكن صلابة الانحناء محدودة بقسمها المستطيل ويكون اتصالها بالسكة عبارة عن خط ضيق. من خلال تشكيل المقطع العرضي-، تكتسب اللوحة صلابة الانحناء وتنشر التلامس على مساحة أكبر ومتوافقة، ولهذا السبب توجد تصميمات ذات أشكال خاصة-.

أنواع الأقسام المتقاطعة-وميزاتها الهيكلية

يرفع القسم L معامل القسم بحوالي 30 بالمائة فوق لوحة مسطحة من نفس المادة والسمك، لذلك يمكن أن يتحمل دفعًا جانبيًا أعلى ويعتبر ترقية مباشرة لمسار السرعة العادي. يضيف قسم القناة أخدودًا يتداخل مع كتف السكة، مما يزيد من الملاءمة ويغلق اللوحة في شكل السكة؛ يمكن أن يصل ضبط النفس الجانبي إلى ضعف ما هو موجود في اللوحة المسطحة، ولهذا السبب تستخدمه الأنظمة ذات السرعة العالية. يتطابق قسم القوس مع انحناء كتف السكة، لذلك يظل ضغط التلامس موحدًا ولا يمكن للوحة أن تنحني محليًا عند حافة حادة؛ وهذا يناسب الأحمال الثقيلة الناتجة عن حركة النقل الكثيفة-. تم التحقق من الأشكال الهندسية الثلاثة من خلال تحليل العناصر المحدودة تحت الحمل الجانبي الأقصى، ومعيار التصميم هو أن اللوحة لا تظهر أي تشوه بلاستيكي عند هذا الحمل.

ميكانيكا القسم المشكل

مكاسب الأداء لها ثلاثة مصادر. أولا، صلابة الانحناء. تتناسب صلابة الانحناء لقسم ما مع لحظة القصور الذاتي، والمقاطع المشكلة ترفع عزم القصور الذاتي بنسبة 25 إلى 40 بالمائة على لوحة مسطحة، لذلك تحت نفس الحمل الجانبي، يكون الانحراف أصغر وتبقى قوة التقييد مستقرة. ثانيا، الإجهاد الاتصال. يتبع سطح التلامس المُشكل محيط السكة، ويوزع الضغط ويخفض عامل تركيز الإجهاد من حوالي 2.0 على لوحة مسطحة إلى أقل من 1.2، وبالتالي فإن خطر بدء التشقق عند حافة التلامس ينخفض ​​بشكل حاد. ثالثا، اتجاه القوة. يتم توجيه هندسة اللوحة بحيث تعمل القوة الجانبية على طول المحور القوي للقسم، مما يؤدي إلى الاستفادة الكاملة من قوة المادة بدلاً من ثنيها حول محور ضعيف. تعمل هذه التأثيرات معًا على منع الإزاحة الجانبية وانقلاب السكة دون إضافة سمك أو وزن للوحة.

التكيف مع ملفات تعريف السكك الحديدية

يجب أن تتطابق اللوحة مع شكل السكة من ناحيتين: محيط المقطع العرضي-ومواضع فتحة التثبيت. بالنسبة لسكة حديدية سعة 60 كجم/م3، يعد قسم القناة هو الاختيار القياسي، مع عرض أخدود يبلغ حوالي 80 مم وعمق حوالي 20 مم ليناسب كتف السكة، ومسافة فتحة التركيب حوالي 150 مم. بالنسبة للسكك الحديدية التي تبلغ سعتها 50 كجم/م3، يكون القسم L نموذجيًا، مع واجهة ملائمة يبلغ عرضها حوالي 60 مم وسمكها 12 مم ومسافة الفتحة حوالي 120 مم. بالنسبة للشكل الجانبي 54E1، يتطابق قسم القوس مع نصف قطر الكتف الذي يبلغ حوالي 15 مم، وتتبع مواضع الفتحات رسم نظام التثبيت بمسافة تبلغ حوالي 140 مم. بالنسبة لشكل 136RE في أمريكا الشمالية، يحتاج تصميم الكتف العريض إلى لوحة مخصصة؛ يجب رسم القسم وفقًا لملف السكة الفعلي والتحقق من التقييد الجانبي عن طريق الاختبار. هذه هي معلمات التصميم النموذجية، والقيم النهائية تأتي دائمًا من رسم نظام التثبيت للمشروع.

عملية التشكيل والتصنيع

يتم تشكيل الألواح المشكلة على الساخن: يتم تسخين اللوحة الفولاذية إلى 900 إلى 950 درجة مئوية ويتم ختمها في قالب تبلغ دقته زائد أو ناقص 0.1 مم. يتم التحكم في التبريد بعد الختم بمعدل 10 إلى 15 درجة مئوية في الدقيقة، لذلك لا تصبح المادة هشة. يتبع التشغيل الآلي النهائي: يتم طحن وجه التلامس إلى انحراف مناسب قدره 0.2 مم أو أقل، ويتم حفر فتحات التثبيت على آلة CNC بدقة موضع تزيد أو تقل عن 0.5 مم. يتم بعد ذلك ثقب اللوحة بكثافة تتراوح من 0.2 إلى 0.3 أمبير مع تغطية بنسبة 100 بالمائة، مما يضغط الطبقة السطحية، ويزيد من الصلابة ومقاومة التآكل، ويضيف قوة الكلال. يؤدي فحص الأبعاد والاختبار الميكانيكي إلى إغلاق العملية، ولا يتم تحرير اللوحات إلا بعد اجتياز الاختبارات.

عزم التثبيت والصيانة

إن جودة لوحة التثبيت تكون بنفس جودة التحميل المسبق. يتم ضبط عزم الترباس حسب فئة الخط: خطوط السرعة العالية-تشد مسامير اللوحة إلى 350 إلى 400 نيوتن متر، وخطوط السحب الثقيلة-إلى 400 إلى 450 نيوتن متر، وخطوط السرعة العادية إلى 250 إلى 300 نيوتن متر، باستخدام مفتاح عزم الدوران المعاير. تستغرق دورة فحص اللوحات عادةً ثلاثة أشهر، مع الانتباه إلى مناطق تركيز الضغط وزوايا القسم والمنطقة المحيطة بفتحات التثبيت. يجب استبدال اللوحة المتشققة أو المشوهة على الفور، لأن اللوحة الفاشلة تزيل القيد الجانبي لمجموعة التثبيت ويمكن أن تتحرك السكة أسفل القطار الثقيل التالي. يتم فحص التحميل المسبق للمسمار في نفس الزيارة{12}}وإعادة ربطه وفقًا للمواصفات، نظرًا لأن المسامير المفككة هي السبب الأكثر شيوعًا لحركة اللوحة.

ماذا يعني ضبط النفس الجانبي في الممارسة العملية؟

التقييد الجانبي هو قدرة نظام التثبيت على تثبيت السكة ضد الحركة الجانبية والتدحرج تحت قوى العجلة الجانبية. يظهر عدم كفاية ضبط النفس مع اتساع المقياس في المنحنيات ومع تدحرج السكة عند حافة اللوحة، وكلاهما من العيوب ذات الصلة بالسلامة-.

أي مقطع عرضي- يناسب سكة حديدية سرعتها 60 كجم/م؟

يعد قسم القناة هو الاختيار القياسي لقضبان 60 كجم/م، مع أخدود يشرك كتف السكة، بعرض حوالي 80 مم وعمق 20 مم، ومسافة فتحة التركيب حوالي 150 مم لكل رسم النظام.

لماذا يُستخدم المقطع القوسي في مسارات النقل الثقيل-؟

لأن وجهها المقعر يتطابق مع كتف السكة، مما ينشر حمل التأثير الثقيل على منطقة الاتصال بأكملها. لا توجد حافة حادة لتركيز الضغط، وبالتالي لا تتشوه اللوحة محليًا في ظل دورات النقل الثقيلة- المتكررة.

ما هو عزم الدوران الذي يجب تشديد مسامير لوحة التثبيت عليه؟

حسب فئة الخطوط: من 250 إلى 300 نيوتن متر لخطوط السرعة العادية، ومن 350 إلى 400 نيوتن متر لخطوط السرعة العالية-، ومن 400 إلى 450 نيوتن متر لخطوط النقل الثقيلة-. يتم التحقق من القيمة باستخدام مفتاح عزم الدوران المعاير أثناء التثبيت ويتم إعادة فحصها-في زيارة الصيانة.

كم مرة يجب فحص ألواح التثبيت؟

الدورة النموذجية هي ثلاثة أشهر، مع التركيز على مناطق تركيز الضغط، وزوايا القسم ومنطقة فتحة التثبيت. يتم استبدال أي لوحة متشققة أو مشوهة على الفور، ويتم فحص التحميل المسبق للمسمار في نفس الزيارة.

هل يمكن ترقية اللوحة المسطحة إلى مقطع على شكل في الخدمة؟

نعم، إذا كان رسم نظام التثبيت وملف السكة يسمح بذلك. يمثل القسم ذو الشكل انخفاضًا-في الترقية على نفس مواضع الترباس في العديد من الأنظمة، كما أنه يرفع التقييد الجانبي دون تغيير العارضة أو السكة.