Aggiornamenti dell'acciaio dei fermagli per binari e del trattamento termico

Il lavoro della barra elastica

La barra elastica mantiene il piede della rotaia contro la piastra di base con una forza di serraggio definita e mantiene tale forza per milioni di cicli di carico. Quando una ruota passa, la clip si flette e ritorna indietro, quindi il suo materiale deve combinare un elevato limite elastico con resistenza alla fatica e la sua superficie deve sopravvivere alla corrosione senza perdere sezione. I due input di progettazione che determinano la qualità della clip sono il tipo di acciaio e il trattamento termico, ed entrambi vengono rilevati nei test di accettazione: forza di serraggio, deformazione permanente dopo deflessione ripetuta, durata a fatica e prestazioni alla corrosione. Gli acquirenti che confrontano solo il prezzo delle clip non riescono a cogliere la differenza di costo che appare nel tracciato: una clip che perde forza di serraggio o si rompe dopo tre anni costringe gli addetti alla manutenzione a sostituirla su una linea sotto tensione.

Acciaio per molle 60Si2MnA contro 55SiCr

Il percorso di trattamento termico è diverso: il 55SiCr necessita di un ciclo di tempra e rinvenimento più preciso per sviluppare la microstruttura temperata fine che fornisce una forza di bloccaggio stabile, mentre il 60Si2MnA è più tollerante nella produzione. A parità di geometria, la clip in 55SiCr mantiene meglio la forza di serraggio nel tempo e resiste alla tensocorrosione in ambienti umidi. La selezione è un equilibrio tra intensità operativa della linea, intervallo di manutenzione e costo; su una linea secondaria con traffico leggero, 60Si2MnA è spesso la risposta economica.

Opzioni di protezione della superficie

L'ossido nero è economico ma non offre quasi nessuna reale protezione dalla corrosione. La zincatura a caldo-dà uno strato spesso e durevole, ma può danneggiare l'acciaio della molla se la temperatura del bagno non viene controllata. Il rivestimento in lamelle di zinco è sottile, uniforme e non modifica l'elasticità della clip, motivo per cui è specifico per piste costiere e ad alta velocità- dove corrosione e fatica agiscono insieme. L'infiltrazione di zinco diffonde lo zinco nello strato superficiale ed è un'ottima scelta per l'attrezzatura da trasporto pesante-. Qualunque sia il rivestimento, il test di accettazione dovrebbe includere lo spessore del rivestimento e le ore di nebbia salina, e il rivestimento deve sopravvivere alla deflessione della clip senza rompersi.

Il sistema di binari senza massicciata WJ-7

Sul binario cinese ad alta velocità-senza zavorra, il sistema di fissaggio WJ-7 utilizza una barra elastica a forma di arco-con bracci elastici su entrambe le estremità, che funziona con deflettori e bulloni per fissare il binario. I suoi valori di progettazione illustrano ciò che una clip moderna deve offrire: una forza di serraggio iniziale superiore a 13 kN con attenuazione della forza di serraggio entro il 10% dopo un uso prolungato, recupero elastico che mantiene la geometria sotto vibrazione ad alta frequenza e un intervallo di regolazione dell'altezza da meno 4 a più 26 mm modificando gli spessori di regolazione sotto la guida. La clip è realizzata in acciaio per molle 55SiCr con trattamento termico definito, e si installa e si rimuove con uno speciale attrezzo per una rapida manutenzione. Il sistema è fissato alla soletta del binario mediante viti in manicotti prefabbricati e l'intero assemblaggio è verificato mediante test di accettazione della norma sui sistemi di fissaggio. Questi numeri sono valori di progettazione di accettazione e il certificato del lotto consegnato dovrebbe confermarli.

Fattori di vita a fatica e ottimizzazione

La durata a fatica della clip è governata da quattro gruppi di fattori. La qualità del materiale viene prima di tutto: inclusioni e grane grosse accorciano la durata a fatica. La lavorazione è seconda: cricche, bave e decarburazione da formatura a caldo creano punti di concentrazione delle tensioni. L'installazione è la terza: una coppia insufficiente- lascia che la clip si allenti, mentre una coppia eccessiva-la sottopone a sollecitazioni eccessive, e uno scarso adattamento tra la clip e il deflettore del manometro esercita una forza irregolare su una gamba. L’ambiente è al quarto posto: l’umidità e gli agenti corrosivi accelerano la crescita delle crepe superficiali. Le misure di ottimizzazione seguono direttamente: specificare acciaio per molle pulito con purezza controllata, utilizzare formatura di precisione e trattamento termico controllato, installare alla coppia specificata con una chiave calibrata, scegliere il rivestimento per il sito e ispezionare periodicamente le clip in modo che le parti danneggiate dalla fatica- vengano sostituite prima che si guastino. Il solo controllo della coppia elimina gran parte dei guasti prematuri delle clip.

Requisiti per i clip- per trasporti pesanti

Le linee di trasporto pesante-sottopongono i fermagli ai carichi maggiori e alle vibrazioni peggiori, quindi le regole di progettazione sono più rigorose: forza di bloccaggio superiore a 15 kN in modo che la rotaia non possa spostarsi sotto l'impatto del treno pesante, acciaio per molle come 55SiCr con una durata a fatica garantita di almeno cinque anni, bracci elastici più spessi e una curva dell'arco ottimizzata per una maggiore capacità portante e una geometria di contatto con la rotaia che evita la concentrazione locale delle sollecitazioni. La protezione della superficie è un rivestimento in scaglie di zinco o infiltrazioni di zinco per sopravvivere in ambienti difficili e la precisione dimensionale è maggiore perché la clip deve corrispondere esattamente al deflettore del calibro e alla piastra di base. Il test di accettazione per un gancio per trasporto pesante- include il controllo della forza di bloccaggio, il test di fatica allo spettro di carico specificato e il test di corrosione.

Quando dovrei scegliere 60Si2MnA invece di 55SiCr?

Scegli 60Si2MnA per linee veloci convenzionali, ambienti asciutti e progetti-sensibili ai costi in cui non sono necessari i margini di fatica e corrosione del 55SiCr. Scegli 55SiCr per linee costiere ad alta-velocità, trasporto pesante-dove la stabilità della forza di serraggio e la resistenza alla corrosione determinano i costi di manutenzione.

Quale rivestimento è migliore per una ferrovia costiera?

Il rivestimento in lamelle di zinco garantisce la protezione più lunga per le clip in acciaio per molle in atmosfere contenenti cloruro, con una durata operativa superiore a dieci anni in condizioni tipiche. È sufficientemente sottile da non compromettere l'elasticità della clip e non rischia di temperare l'acciaio per molle come invece avviene con la lavorazione a caldo-.

Perché la forza di serraggio della clip diminuisce nel tempo?

La forza di serraggio diminuisce a causa del rilassamento elastico dell'acciaio della molla, della corrosione superficiale che riduce la sezione efficace e dell'assestamento permanente dovuto ai cicli di sovraccarico. Un buon trattamento termico e un rivestimento adeguato rallentano tutti e tre gli aspetti, motivo per cui il limite di attenuazione è scritto nelle specifiche del sistema.

A cosa serve il sistema di fissaggio WJ-7?

WJ-7 è un sistema di fissaggio dei binari senza zavorra per le ferrovie cinesi ad alta velocità. La clip ad arco, i deflettori di calibro e gli spessori di regolazione mantengono il binario sulla soletta di cemento, con regolazione dell'altezza da meno 4 a più 26 mm per correggere la geometria del binario.

Come posso individuare una clip-danneggiata per fatica nella traccia?

Cerca linee di ruggine sulla punta della clip e sulla piega dell'arco, che indicano una crepa in via di sviluppo, ascolta il tintinnio allentato di una clip che ha perso forza di serraggio e controlla lo spazio della punta rispetto alle specifiche del sistema. Sostituire le clip danneggiate in gruppi all'interno del set di fissaggio interessato.