1. Умор: граница у стварном животу компоненти стазе
Опружна обујмица, вијак за рибу плочу и рибља плоча ретко покваре једноставно преоптерећење; не успевају услед замора, акумулације оштећења при поновљеним циклусима оптерећења. Сваки пролаз точка савија обујмицу, растеже вијак и савија рибљу плочу, а након довољно циклуса почиње пукотина на тачки највећег напрезања и расте све док се компонента не сломи. Животни век замора је стога пројектована величина која одређује циклус одржавања система причвршћивања и мора се проценити са истом дисциплином као и статичка чврстоћа.
Следе три практичне последице. Прво, век трајања компоненте је изражен у циклусима оптерећења, а не у годинама; претварање циклуса у године захтева тонажу саобраћаја и број циклуса по возу. Друго, оштећења од замора су кумулативна: компонента која је доживела половину свог пројектованог века не може се "ресетовати" инспекцијом, јер је оштећење унутар материјала. Треће, најслабија тачка, обично концентрација напона као што је радијус савијања, рупа за вијке или корен навоја, одлучује о животном веку целе компоненте; дизајн и квалитет уградње у овим тачкама одређују све.
2. Режими квара на замор и процена према С-Н кривама
Еластичне копче отказују због пукотина и ломова на краку обујмице, почевши од радијуса савијања и од врха на месту где копча хвата стопу шине. Замор завртња почиње од првог закаченог корена навоја или од врха-до-углавља. Рибарске плоче пуцају из рупа за вијке и са крајева плоче где је момент савијања највећи. Метода процене је С-Н крива: узорци се тестирају под поновљеним наизменичним оптерећењима различитих амплитуда, број циклуса до лома се бележи за сваки ниво, а крива дефинише однос напона-животног века. Граница замора (напон испод којег компонента опстаје неограничено, за челике обично близу дела затезне чврстоће) се очитава из хоризонталног дела криве.
За вијке, испитивање замора аксијалним оптерећењем прати процедуру ИСО 3800, која дефинише сет за испитивање-, примену оптерећења и процену за причвршћиваче са навојем. Захтеви за пројектовани животни век су постављени према типу линије: у уобичајеној индустријској пракси, еластичне копче за обичне водове су потребне да преживе око 5 милиона циклуса, обујмице за велике-пруге око 10 милиона циклуса, а обујмице за тешке- линије за вучу око 8 милиона циклуса, са тачним вредностима дефинисаним спецификацијом пројекта.
3. Преднапрезање завртња: Параметар који контролише животни век замора вијака
Животни век замора завртња зависи углавном од преднапрезања, а предоптерећење има два смера отказа. Недовољно предоптерећење омогућава отварање зглоба под оптерећењем; вијак тада види додатно савијање и удар, амплитуда наизменичног напрезања расте, а вијак се брзо замара. Прекомерно преднапрезање држи вијак под високим средњим напрезањем; маргина приноса нестаје и животни век замора поново опада. Тачан прозор је дефинисани део границе течења: за вијак разреда 8.8, уобичајено оптимално преднапрезање је око 60-70% границе развлачења, што одржава наизменични напон малим док задржава сигурну маргину испод истезања.
У пракси то значи да је поступак затезања мера контроле замора: калибрисани момент кључеви (према ИСО 6789), тачан обртни момент за ниво и величину завртња и поновно{1}}затезање након првих недеља саобраћаја када дође до губитка седишта. Вијак који је недовољно-затегнут при уградњи није само лабав; осуђен је на кратак век трајања, без обзира да ли изгледа затегнуто или не током следећег прегледа.
4. Фактори заморног века рибље плоче
Својства материјала: затезна чврстоћа, граница попуштања и ударна жилавост постављају отпорност базе на замор; већа чврстоћа није аутоматски боља ако се жилавост смањи.
Концентрација напрезања на споју: рупе за вијке и крајеви плоча концентришу напон; квалитет рупе, растојање ивица и геометрија узорка рупе контролишу фактор концентрације.
Радни услови колосека: фреквенција проласка, осовинско оптерећење и брзина одређују број и амплитуду циклуса оптерећења, односно степен оштећења.
Окружење: влажност и корозивни агенси смањују отпорност на замор челичне површине и убрзавају раст пукотина; замор од корозије може драматично смањити животни век.
Квалитет уградње: пристајање рибље плоче на шину, преднапрезање вијака и вертикално поравнање споја мењају расподелу напрезања у плочи.
5. Подешавање и оптимизација циклуса одржавања
Циклус одржавања се изводи из века трајања компоненте са најкраћим преосталим веком, а затим се прилагођава саобраћају. Уобичајени пример планирања је 10 година за опруге, 8 година за вијке и 12 година за рибље плоче на линији са мешовитим{4}}окретом; ово су планске вредности које треба прецизирати стварним подацима. Линије велике тонаже скраћују интервале за отприлике 30-50%; лагано коришћене линије продужују их. Метод оптимизације је дневник компоненти: свака компонента за причвршћивање се бележи са датумом инсталације, серијом, догађајима одржавања и резултатима инспекције, тако да се преостали животни век може пратити у реалном времену. Како се акумулира више података о инспекцијама, интервал се динамички прилагођава уместо да се прати фиксни календар, чиме се избегава и претерано-одржавање и недовољно одржавање.
На тешким-путевима, захтеви за замором су намерно већи јер осовинска оптерећења од 25 т и више подижу ниво напрезања за више од 50% у поређењу са обичним саобраћајем, а дневна тонажа брзо акумулира штету. Типична спецификација за тешки{4}}извлачење захтева око 8 милиона циклуса за еластичне копче, 6 милиона циклуса за вијке и 10 милиона циклуса за рибље плоче. Интервал инспекције је постављен у бруто тонама, а ултразвучне или магнетне провере честица критичних компоненти су заказане у складу са тим.
6. Уобичајене заблуде
"Ако компонента изгледа добро, у реду је."Фалсе. Заморне пукотине су често унутрашње или длакаве; визуелни изглед не открива нагомилана оштећења од умора. Живот се троши у циклусима, а дневник, а не изглед, је доказ.
"Јаче затезање завртња увек продужава његово трајање."Фалсе. Изнад оптималног прозора преднапрезања средњи напон расте, а век трајања замора опада; обртни момент мора бити у наведеном прозору за класу вијака.
„Век трајања је исти за све линије са истим компонентама.“Фалсе. Исти клип види веома различите стопе оштећења на линији за тешке{1}}тешке вучне линије и линији гранања; циклус одржавања мора да прати тонажу, а не каталог компоненти.
"Вијак веће чврстоће аутоматски има дужи век трајања."Није нужно. Век трајања замора зависи од амплитуде наизменичног напрезања, која се контролише преднапрезањем и дизајном зглоба; завртњи велике{1}}врсте под-моментом могу да се замарају брже од завртња нижег квалитета који је правилно претходно напет.
"Корозија утиче само на површину."Фалсе. Корозивне јаме делују као покретачи пукотина и смањују чврстоћу на замор целе секције; замор од корозије је један од најбржих механизама оштећења у компонентама колосека.
ФАК
П1: Како се процењује век трајања еластичне копче?
Испитивањем на замор под поновљеним наизменичним оптерећењима која симулирају стање напона у раду, генеришући С-Н криву и очитавајући границу замора; потребан век трајања се затим упоређује са линијским саобраћајем да би се одредио интервал одржавања.
П2: Какав је однос између преднапрезања завртња и века трајања?
Преднапон поставља средњи напон завртња. Прениско предоптерећење омогућава отварање зглоба и подиже наизменични стрес; превисоко предоптерећење се приближава приносу. За вијке разреда 8.8 уобичајени оптимум је 60-70% границе течења, што даје најдужи век замора.
П3: Који фактори доминирају умором рибљег тањира?
Чврстоћа и жилавост материјала, концентрација напрезања на рупама за вијке и крајевима плоча, саобраћај (учесталост, осовинско оптерећење, брзина), корозивно окружење и квалитет уградње укључујући предоптерећење завртња и поравнање спојева.
П4: Како се циклуси одржавања оптимизују са подацима о заморном веку?
Конвертовањем века трајања замора у годишње циклусе из података о тонажи, постављањем интервала од најкраће{0}}трајне компоненте, скраћивањем за 30-50% за линије високе тонаже и одржавањем дневника компоненте тако да се преостали век прати и интервали прилагођавају како се подаци инспекције акумулирају.
П5: Зашто је тешким-компонентама за транспорт потребан већи век трајања?
Heavy-haul axle loads (25 t and above) are more than 1.5 times ordinary traffic loads, the damage per cycle is higher, and daily tonnage accumulates cycles quickly. Typical requirements are 8 million cycles for clips, 6 million for bolts and 10 million for fishplates.
П6: Који стандард испитивања се примењује на испитивање замора вијака?
Испитивање на замор аксијалног оптерећења причвршћивача са навојем прати ИСО 3800, који специфицира опрему за испитивање, нивое оптерећења и критеријуме за процену С-Н процене вијака.