Progettazione delle scanalature della piastra a ganascia ed efficienza di trasferimento delle sollecitazioni dei giunti ferroviari
Quali sono le differenze negli scenari applicativi tra il tipo con scanalatura simmetrica e il tipo con scanalatura asimmetrica delle ganasce?
Il tipo di scanalatura simmetrica delle stecche a ganascia ha le stesse dimensioni della tacca superiore e inferiore ed è simmetrico a sinistra e a destra, il che è applicabile principalmente agiunti ferroviari ordinari in tratti rettilinei e tratti curvi-di ampio raggio. Le rotaie di tali giunti sono sollecitate uniformemente. Il tipo di scanalatura simmetrica può far sì che la stecca sopporti una forza uniforme su e giù, realizzi una trasmissione uniforme dello stress e abbia una tecnologia di lavorazione semplice e un basso costo. Il tipo di scanalatura asimmetrica delle stecche a ganascia ha diverse dimensioni della tacca superiore e inferiore o è asimmetrico a sinistra e a destra, il che è applicabile principalmente agiunti ferroviari nelle aree di scambio, sezioni di curve-di piccolo raggio e rotaie di forma-speciale. La sezione della guida a punta e della guida a rana nell'area dello scambio è asimmetrica, quindi è necessaria una stecca con scanalatura asimmetrica per ottenere un montaggio preciso; il binario nella sezione della curva a raggio piccolo- ha una forza laterale e il tipo con scanalatura asimmetrica può essere progettato con una superficie di raccordo inclinata verso il lato sollecitato per migliorare la stabilità del giunto. Il tipo di scanalatura asimmetrica può adattarsi a binari a sezione speciale-e garantire una trasmissione regolare delle sollecitazioni in corrispondenza del giunto.
Perché il raggio dell'arco di transizione del tipo con scanalatura della stecca a ganascia non dovrebbe essere inferiore a 3 mm?
Il raggio dell'arco di transizione del tipo con scanalatura della stecca si riferisce alla transizione dell'arco tra la tacca e il corpo della stecca. Lo standard richiede che il raggio sia maggiore o uguale a 3 mm e lo scopo principale è eliminare la concentrazione di stress nell'intaglio. Quando la ganascia è in funzione, l'intaglio sopporta le forze di trazione e di taglio trasmesse dalla rotaia, che è un'area ad alta-incidenza di concentrazione di sollecitazioni. Se il raggio dell'arco è <3 mm, si formerà un angolo acuto in corrispondenza della tacca e il fattore di concentrazione della sollecitazione aumenterà in modo significativo. Sotto il carico di vibrazioni del treno, è probabile che si verifichino cricche da fatica negli spigoli vivi, che possono ulteriormente portare alla frattura della stecca. Quando il raggio dell'arco è maggiore o uguale a 3 mm, lo stress può essere distribuito uniformemente lungo la superficie dell'arco e il fattore di concentrazione dello stress può essere ridotto del 40%-50%, evitando efficacemente la generazione di crepe. Inoltre, un arco di transizione più ampio può facilitare l'assemblaggio della stecca e della rotaia, evitando di graffiare la superficie della rotaia durante l'assemblaggio.
Che impatto ha lo spazio di adattamento tra la larghezza della scanalatura della ganascia e la sezione della rotaia sulla trasmissione delle sollecitazioni?
Lo spazio di adattamento ideale tra la larghezza della scanalatura della ganascia e la sezione del binario è 0,1-0,3 mm. Questo divario non solo può garantire un assemblaggio regolare, ma anche garantire un'efficiente trasmissione delle sollecitazioni. Se lo spazio di adattamento è troppo grande, si creerà uno spazio tra la ganascia e la guida. Quando il treno passa, la rotaia oscillerà leggermente nell'intaglio, determinando una trasmissione discontinua delle sollecitazioni nel giunto e un aumento della concentrazione locale delle sollecitazioni. Spazi eccessivamente ampi faranno inoltre sì che i bulloni della stecca sopportino una forza di taglio aggiuntiva, accelerando l'allentamento dei bulloni e la frattura per fatica. Se lo spazio di adattamento è troppo piccolo, la stecca e la rotaia si adattano con interferenza, il che può danneggiare facilmente la superficie della rotaia e il tipo di scanalatura della stecca durante l'assemblaggio e non può eliminare l'errore di fabbricazione del giunto della rotaia. Uno spazio di adattamento ragionevole può far sì che la stecca si adatti perfettamente alla guida e la sollecitazione venga trasmessa uniformemente attraverso la superficie di montaggio, migliorando la resistenza complessiva del giunto.
Perché le stecche per le linee di trasporto pesante-adottano una struttura a scanalatura più profonda nel design della scanalatura?
Le stecche a ganascia per le linee di trasporto pesante- adottano una struttura con scanalatura più profonda, con la profondità della scanalatura aumentata di 2-3 mm rispetto alle stecche a ganascia ordinarie, principalmente per aumentare l'area di contatto tra la stecca a ganascia e la rotaia e migliorare l'efficienza di trasmissione delle sollecitazioni. I treni sulle linee per il trasporto pesante-hanno grandi carichi sugli assi e le forze di trazione e di taglio sul giunto ferroviario sono molto maggiori di quelle sulle linee ordinarie. Approfondendo la scanalatura è possibile aumentare l'altezza di contatto tra la stecca e la rotaia, aumentare l'area di contatto del 15%-20% e ridurre significativamente lo stress sopportato per unità di area. Il tipo di scanalatura più profonda può anche migliorare la rigidità alla flessione della stecca, riducendo la deformazione della stecca sotto carico ed evitando l'aumento dello spazio tra i giunti causato dalla deformazione della stecca. Inoltre, il tipo di scanalatura più profonda può avvolgere meglio l'estremità della rotaia, ridurre la concentrazione di sollecitazioni sull'estremità della rotaia e prevenire danni all'estremità della rotaia. Pertanto, le stecche a ganascia speciali per linee di trasporto pesante adottano tutte un design con scanalature più profonde per adattarsi alla grande richiesta di carico.
Quali effetti ha la rugosità superficiale del tipo con scanalatura a stecca sulle prestazioni del giunto della rotaia?
La rugosità superficiale del tipo con scanalatura a stecca richiede Ra inferiore o uguale a 3,2μm e la superficie è liscia e piatta, il che ha un impatto importante sulle prestazioni del giunto della rotaia. Un tipo di scanalatura con bassa rugosità superficiale si adatta meglio alla rotaia, ha un'area di contatto più ampia e una trasmissione delle sollecitazioni più uniforme, che può ridurre la concentrazione delle sollecitazioni sul giunto. Se la rugosità superficiale è elevata, sono presenti micro-sporgenze sulla superficie della scanalatura, che porteranno al contatto puntuale o lineare tra la stecca a ganascia e la rotaia, con conseguente forte aumento dello stress locale e predisposizione a danni da fatica. Una superficie liscia della scanalatura può anche ridurre la resistenza all'attrito durante il montaggio, evitare di graffiare il rivestimento anti-corrosione sulla superficie della rotaia e proteggere la rotaia dalla ruggine. Inoltre, la superficie con bassa rugosità non è facile da accumulare polvere e umidità, il che può ridurre la corrosione elettrochimica sulla scanalatura e prolungare la durata della stecca.