Cosa significa forza di serraggio per una clip
La forza di serraggio, o carico di punta, è la forza verticale con cui la clip preme il piede della rotaia contro il materassino e la traversina. È il parametro di funzionamento del sistema di fissaggio: mantiene la rotaia sullo scartamento, fornisce il vincolo longitudinale e laterale che resiste allo scorrimento e all'instabilità della rotaia e mantiene la rigidità del sistema al valore assunto dal progetto del binario. Per i sistemi di fissaggio elastici il carico di punta è tipicamente compreso tra 7 e 12 kN per clip, stabilito dal disegno del sistema e verificato su un banco di prova; il metodo di prova per la forza di bloccaggio è definito nella serie EN 13146 e i requisiti prestazionali dei sistemi completi su traverse di cemento sono forniti nelle norme EN 13481-1 e EN 13481-2. Poiché il carico di punta non può essere visto in servizio, la manutenzione lo gestisce attraverso controlli di coppia per i sistemi a coppia impostata, controlli di deflessione o di spazio per i sistemi a clip e misurazioni periodiche del carico di punta con un manometro calibrato.
La legge di attenuazione: tre fasi
La forza di serraggio decade in tre fasi. La prima fase è quella di assestamento, i primi tre mesi dopo l'installazione o dopo il rinnovo della linea: il cuscinetto si fissa in modo permanente, il sedile della cuccetta si assesta e il punto di lavoro della clip si sposta, quindi il carico di punta diminuisce più rapidamente in questo periodo, in genere dal 10 al 20% del valore iniziale. La seconda fase è la fase di servizio stabile: il cuscinetto si è stabilizzato e la perdita rimanente deriva dal lento rilassamento delle sollecitazioni dell'acciaio della molla, dall'usura da sfregamento al contatto della clip-con la rotaia e dalla corrosione superficiale, dando una leggera tendenza al ribasso che può essere gestita con controlli periodici. La fase tre è la fase di degrado: la clip ha perso così tanta deflessione di lavoro che il carico di punta scende al di sotto del minimo del sistema, la rotaia inizia a muoversi sotto carico e il fissaggio si comporta sempre di più come un sistema rigido, accelerando l'usura del pattino e del piede della rotaia. La forma della curva è la stessa per ogni sistema elastico; ciò che cambia è la scala temporale, che dipende dal traffico, dalla gravità della curva e dall'ambiente.
Perché curve e gradienti perdono la forza di serraggio più velocemente
L'attenuazione non è uniforme lungo la linea. Nelle curve, la ruota applica una forte forza laterale alla testa del binario, la clip funziona con un percorso di carico più complesso e le superfici di contatto subiscono sfregamento e usura che una sezione diritta non subisce mai, quindi il carico di convergenza sul binario esterno di una curva decade notevolmente più velocemente che sul binario rettilineo. Sulle pendenze, le forze di trazione e frenatura longitudinale sono maggiori, e sulle sezioni articolate l'impatto in corrispondenza della giunzione aggiunge carico dinamico alle clip adiacenti. La conseguenza pratica è una differenza: dopo lo stesso tempo di servizio, i fermagli su curve e pendenze possono avere un carico di punta inferiore dal 10 al 20% rispetto ai loro vicini su binario rettilineo, motivo per cui la pianificazione delle ispezioni campiona curve e pendenze a un ritmo più elevato e perché le campagne di riserraggio iniziano sul binario esterno delle curve.
Progettazione del ciclo di riavvitamento-
Il ciclo di riserraggio- segue la curva di attenuazione. Dopo l'apertura o il rinnovo della linea, programma il primo ri-potenziamento da uno a tre mesi dopo, quando la fase di liquidazione sarà in gran parte terminata; questo singolo passaggio ripristina la maggior parte del carico di punta iniziale ed è l'azione di manutenzione più conveniente-nella vita del sistema. Successivamente, il ciclo viene impostato dal tasso di attenuazione della sezione: sulle linee ad alta-velocità e trasporto pesante-e sulle curve, controllare il carico di punta o la coppia trimestralmente; sui tratti rettilinei convenzionali, la pratica comune è due volte l'anno; e provvedere sempre ad un controllo prima dell'inverno e dopo la stagione calda, perché le temperature estreme sollecitano il fissaggio in direzioni opposte. Piuttosto che un calendario fisso, l'approccio moderno è basato su condizioni-: campiona un numero rappresentativo di clip per chilometro, traccia la tendenza del carico-della punta e ri-stringi o sostituisci quando la media del campione si avvicina al minimo del sistema, in modo che il ciclo si avvicini alle sezioni veloci-attenuanti e si rilassi su quelle stabili.
Pratica sul campo per il ri-serraggio e la sostituzione
La qualità di una passata di ri-serraggio dipende dai dettagli. Utilizzare una chiave dinamometrica calibrata o il-indicatore di carico specificato dal sistema e serrare nuovamente-al valore di disegno, mai oltre: una deflessione eccessiva-sollecita l'acciaio della molla e ne riduce la durata a fatica. Pulisci la superficie di contatto del binario della clip-prima di stringerla nuovamente, poiché la polvere, la ruggine e le particelle di zavorra intrappolate modificano il valore misurato e accelerano l'usura futura. Ispezionare la clip mentre viene maneggiata: una clip con una crepa visibile, un'usura permanente, vaiolature di corrosione o un segno di utensile nella zona di lavoro viene sostituita, non ri-serrata e lo stesso vale per una clip che è stata colpita da apparecchiature di compressione. Dopo il passaggio, controllare l'uniformità della sezione: i fermagli sulla stessa rotaia dovrebbero mostrare un carico di punta costante, e un fermaglio che si distingue da quelli vicini indica un problema del materassino o della traversina che la coppia non risolverà. Registrare i valori per clip o per gruppo di campioni, perché è l'andamento nel corso degli anni, non la singola lettura, a indicare alla manutenzione se il ciclo è corretto.
Domande frequenti
Q1: Qual è il carico tipico sulla punta di una clip elastica?
Tipicamente da 7 a 12 kN per clip, a seconda del sistema e della sezione della rotaia. Il valore è fissato dal disegno del sistema e verificato mediante il test della forza di serraggio EN 13146-7 rispetto al requisito del sistema EN 13481-1.
D2: Perché la forza di serraggio diminuisce più rapidamente nei primi mesi?
Perché il cuscino si fissa in modo permanente e il sedile del dormiente si assesta, spostando il punto di lavoro della clip. Questa perdita di assestamento è in genere compresa tra il 10 e il 20% del valore iniziale e viene recuperata con il primo nuovo serraggio.
Q3: Con quale frequenza è necessario stringere nuovamente le clip-?
Primo passaggio da uno a tre mesi dopo l'apertura, poi in base al tasso di attenuazione: trimestralmente su tratti ad alta-velocità, trasporto pesante-e curve, due volte all'anno su binari rettilinei convenzionali, sempre prima dell'inverno e dopo la stagione calda.
Q4: Perché i clip sulle curve perdono forza più velocemente?
Le curve aggiungono forze laterali sulle ruote, caricamento delle clip più complesso e sfregamento sulle superfici di contatto. Il binario esterno delle curve mostra comunemente un carico di punta inferiore dal 10 al 20% rispetto al binario rettilineo dopo lo stesso tempo di servizio.
Q5: È necessario stringere nuovamente una clip deformata-?
No. Una clip con segni permanenti, crepe o vaiolature viene sostituita. Il ri-serraggio di una clip deformata la sollecita oltre il design e rischia la frattura per fatica durante il servizio.
D6: Cosa succede se la forza di bloccaggio scende al di sotto del minimo?
La rotaia perde la sua tenuta-: la resistenza longitudinale diminuisce, inizia lo scorrimento della rotaia, lo scartamento si allarga e il pattino si usura rapidamente. Questa è la fase di degrado e l'azione corretta è una nuova campagna di restringimento o sostituzione prima che compaiano i difetti di geometria.