Дизајнирање шинских вијака високе{0}}деформације навоја и-олабављења/против клизања{2}}структуре
Које су основне предности формирања навоја шинских вијака поступком хладног савијања и ваљања навоја?
У поређењу са традиционалним поступком стругања, формирање навоја завртњева на шинама хладним заглављивањем и процесом ваљања навоја има кључне предности упобољшање механичких својстава навоја, обезбеђивање тачности димензија, повећање ефикасности производње и смањење губитка материјала, који у потпуности испуњава захтеве високе чврстоће и високе конзистенције вијака у колосечној машинству. Процес хладног савијања и ваљања навоја није-метод обраде. Навоји се формирају екструдирањем дршке вијка помоћу калупа. Метална влакна челика се не одсецају током обраде, већ се уместо тога распоређују континуирано дуж профила навоја, чинећи затезну чврстоћу и границу течења дела навоја 20%-30% већом од оне код токованих навоја, а отпорност на замор више од 40% већа. Може да поднесе велику силу пред{16}}затезања и поновљено оптерећење вибрацијама причвршћивања шина, избегавајући лом навоја. Што се тиче тачности димензионисања, процес хладне главе и ваљања навоја контролишу ЦНЦ калупи, са одступањем корака навоја мањим од или једнаким ±0,03 мм и одступањем угла профила зуба мањим или једнаким ±0,5 степени, што је много веће од тачности окренутих навоја, осигуравајући завртње и прецизну концентрацију напона између навоја, избегавајући концентрацију напона између навоја. побољшање стабилности причвршћивања. У погледу ефикасности производње, процес хладног састављања и ваљања навоја остварује аутоматску континуирану обраду. Једна опрема може да обради 800-1000 вијака на сат, што је 5-6 пута више од процеса токарења, задовољавајући потражњу понуде великих железница. Што се тиче губитка материјала, процес окретања формира навоје сечењем дршке са стопом губитка материјала од 15%-20%, док је процес хладног састављања и ваљања навоја пластично обликовање са стопом губитка материјала мањом или једнаком 3%, што увелико смањује трошкове сировина. Поред тога, храпавост површине навоја након хладног затезања и ваљања навоја је Ра мања или једнака 1,6 μм, а површина је глатка, што може смањити отпор трења током спајања навоја, олакшати контролу силе претходног затезања током конструкције и смањити вероватноћу корозије навоја.
Које кључне критеријуме треба поштовати при избору основних{0}}материјала високе чврстоће за завртње на шинама?
Избор основних{0}}материјала високе чврстоће за завртње за шине прати четири основна критеријума:прилагођавање механичких перформанси, добра обрадивост, одлична отпорност на корозију и контролисани трошак. Неопходно је прецизно одабрати материјале у складу са условима рада на линији (тешки-извлачење/велика-брзина/обична-брзина) и услужним окружењима (приобално/унутрашње/алпско) како би се избегао превелик-избор или недовољан избор материјала. Прилагодба механичких перформанси је примарни критеријум. Челичне материјале одговарајућег степена чврстоће треба изабрати у складу са положајем употребе и захтевима силе пред{7}}затезања вијака. За вијке за причвршћивање колосека са језгром потребни су-конструкцијски челици од легуре високе чврстоће разреда 8.8 и 10.9 (завртњи са рибљом плочом, завртњи са еластичном траком). Вијци разреда 10.9 имају затезну чврстоћу већу или једнаку 1000 МПа и границу течења већу или једнаку 900 МПа, прилагођавајући се великим захтевима силе пред{16}}затезања за тешке-путеве и велике{18}}лине; угљенични конструкциони челици разреда 4.8 и 6.8 могу се користити за помоћне завртње станица и кракова како би се смањили трошкови. Добра обрадивост је основни критеријум. Одабрани основни материјал мора имати добре перформансе процеса хладног заглављивања, ваљања навоја и термичке обраде, није лако пуцати током хладног удара, потпуно формирање навоја током ваљања навоја и добру отврдњавање током термичке обраде, осигуравајући уједначене укупне перформансе вијака. На пример, 42ЦрМо челик који се обично користи за завртње разреда 10.9 има одличну способност каљења, а језгро и површинска чврстоћа су конзистентне након топлотне обраде без одступања у перформансама. Одлична отпорност на корозију је критеријум прилагођавања околини. Легирани челици отпорни на корозију-треба да се изаберу за приобална окружења са високим-сланим прскањем, или треба додати врхунски-противкорозивни-третман на бази обичних челика високе{32}}врсте; челике са добром отпорношћу на ниске{33}температуре, као што је челик 35ЦрМнСи, треба изабрати за алпска подручја како би се избегло крто ломљење вијака на ниским температурама; конвенционални челици високе{35}}врсте могу се изабрати за унутрашње суво окружење да би се поједноставио-процес против корозије. Трошак који се може контролисати је економски критеријум. На основу испуњавања механичких перформанси и еколошких захтева, приоритет треба дати одабиру основних материјала са високим перформансама. За исти степен чврстоће, приоритет треба дати одабиру зрелих домаћих челичних материјала како би се смањили трошкови увоза, а истовремено избегавати избор челичних материјала преко{40}}спецификације за високе перформансе, што резултира губитком трошкова.
Које су основне методе модификације навоја за спречавање-олабављења и против-проклизавања вијака на шинама?
Основне методе модификације навоја за спречавање-олабављења и против-проклизавања вијака гусеница укључујулепљење навоја, карбуризирање навоја, нарезивање навоја и спајање најлонских уметака. Сви они повећавају трење између навоја мењајући карактеристике површине или структуру мреже навоја, надокнађују обртни момент отпуштања изазваног вибрацијама и прилагођавају се захтевима против{1}}олабављења различитих линија. Лепљење навоја је најчешће коришћена метода модификације. Специјални анаеробни лепак против-олабављења је премазан на површини навоја завртња са дебљином премаза од 5-10μм. Након затезања, лепак против-олабављења очвршћава у процепу навоја и формира леп-слој високе чврстоће, претварајући механичко спајање навоја у „механичко спајање навоја + лепљење“, а сила трења се повећава неколико пута. Чак и под условима јаких вибрација, вијак се неће олабавити, прилагођавајући се основним линијама као што су велике-брзине и тешке{16}}теле. Процес лепљења је једноставан и може се обрадити у серијама. Карбуризација навоја је побољшана метода модификације. Атоми угљеника се инфилтрирају у површину навоја кроз-процес наугљиковања на високој температури да би се формирао наугљенични слој високе{20}}тврдоће дебљине 0,1-0,2 мм, а површинска тврдоћа достиже више од ХВ800, што не само да побољшава отпорност на хабање и постизање навоја, већ и повећава отпорност на замор на замор током трошења навоја. против-лабављења и против-проклизавања, прилагођавајући се градским железничким линијама уз честе вибрације и лако хабање навоја. Нарезивање навоја је метода физичке модификације. Сићушни дијамантски узорци са дубином од 0,05-0,1 мм ваљају се на бочну површину навоја завртња. Након затезања, шаре се спајају са зупчастом страном навоја навртке да би формирале механичку оклузију, повећавајући отпор трења. У исто време, шаре могу да разбију уљни филм између навоја како би се избегло клизање узроковано контаминацијом уљем, прилагођавајући се станици и гранама са малом силом претходног затезања. Мрежа уметка од најлона је метода структуралне модификације. Најлонски прстен је уметнут у навојну рупу матице, а унутрашњи пречник најлонског прстена је нешто мањи од главног пречника навоја завртња. Када се затегне, навој завртња екструдира најлонски прстен да би се формирала еластична деформација, а најлонски прстен је блиско причвршћен за навој како би се створила континуирана еластична сила држања како би се надокнадио обртни момент отпуштања. Поред тога, најлонски прстен има ефекат пригушења, што може смањити утицај вибрација на навој, прилагођавајући се линијама велике брзине са високим захтевима за прецизност против отпуштања.
Који су принципи против-олабављења и захтеви за прилагођавање подлошки против-олабављења у причвршћивању вијака на шинама?
Основни принцип против-олабављења подложака против-олабављења у причвршћивању вијака колосека јекомпензација еластичне деформације + блокада обрнутог трења. Кроз структурне карактеристике подлошки, када вијак има благи тренд отпуштања услед вибрација, сила претходног затезања се компензује на време и ствара се обрнуто трење како би се спречило да вијак настави да олабави, што је важна помоћна структура за спречавање-олабављења завртња. Већина подлошки против-олабављења су у облику диска-или двоструке-самозакључајуће структуре-. Подлошка у облику диска -против-компресује се да би произвела еластичну деформацију када се завртањ затегне, чувајући потенцијалну енергију еластичности. Када се завртањ олабави услед вибрације и сила пред-притезања се смањи, еластична потенцијална енергија подлошке се ослобађа да би се створила обрнута сила притиска како би се компензовао губитак силе пред{13}}затезања. У исто време, површина трења између подлошке и главе завртња, и површина спојеног дела ће генерисати обрнуто трење како би се надокнадио обртни момент отпуштања; двосложна-самозакључујућа -подлошка се састоји од две подлошке са спиралним зупцима. Када су затегнути, спирални зупци две подлошке се међусобно спајају. Када вибрира, само{19}}структура спиралних зубаца ће спречити релативну ротацију подложака, чиме се закључава завртањ, а ефекат против-отпуштања је бољи него код подлошке у облику диска{21}}. Адаптација подлошки против{23}}олабављења мора да испуњава три захтева:усклађеност са снагом вијака, усклађивање са радним условима и подударање са површином за уградњу. У смислу подударања чврстоће, за вијке високе-врсте 8.8 и 10.9 треба изабрати подлошке високе{1}}одговарајуће класе против отпуштања. Затезна чврстоћа и граница еластичности подложака морају одговарати завртњима како би се избегла деформација и квар подложака пре вијака; у смислу усклађивања радних услова, двоструко-самосталне-забрављујуће-подлошке високе чврстоће против-треба да се изаберу за тешке-возове и велике{{12}брзине, диск-против-обликоване пригушне траке против-могу да се изаберу обичне линије за прање опруге и обичне опруге за прање подлошке против-олабављења могу се изабрати за обичне-брзине и водове за гранање; у смислу подударања површине уградње, равне подлошке против-треба одабрати када је површина спојеног дела глатка равна, а против-подлошке против лабавости са зупцима против клизања-треба изабрати када је површина храпава или закривљена да би се повећало трење са површином за уградњу и избегло клизање подлошке. Поред тога, унутрашњи и спољашњи пречник подлошке против-олабављења морају бити прецизно усклађени са спецификацијама завртња, са размаком мањим од или једнаким ±0,1 мм, како би се обезбедило центрирање и позиционирање током инсталације и избегло отпуштање против-отпуштања узроковано ексцентричним оптерећењем.
Како дизајн зуба против клизања на глави завртња шине побољшава стабилност причвршћивања?
Дизајн зупца против клизања на глави завртња шине побољшава укупну стабилност причвршћивања од извора причвршћивања завртња кроз три аспекта:повећање коефицијента трења са површином за уградњу, спречавање релативне ротације главе завртња и распршивање силе пред{0}}затезања, који ефикасно надокнађује ризик од отпуштања изазваног вибрацијама воза, и представља основну структуру против клизања -завртња колосека. Зупци против клизања су пројектовани на доњој површини главе завртња (страна која је у контакту са површином за уградњу), углавном троугласти или тракасти зупци распоређени у прстену, са висином зуба од 0,2-0,5 мм и нагибом зуба од 1-2 мм. Када се завртањ затегне, зупци против клизања ће бити уграђени у површину спојеног дела (као што је притисна плоча, рибља плоча) да би формирали механичку оклузију, претварајући једноставан површински контакт између главе завртња и спојеног дела у „површински контакт + оклузија зуба“, коефицијент трења се повећава} 2{3 пута на релативну главу завртња која се повећава} за 2{3 пута{12 вибрацијама и спречава отпуштање завртња од извора. Истовремено, зупци против клизања су равномерно распоређени у прстену, што може учинити да се притисак главе завртња равномерно преноси на површину спојеног дела, да распрши пред-силу затезања, избегне деформацију површине уградње узроковану локалном концентрацијом напона и обезбеди стабилан пренос пред{17} пред{17}. Ако на глави завртња нема зубаца против клизања, глава се лако клизи са површином за уградњу током вибрација, што доводи до брзог слабљења силе пред-затезања и квара система за причвршћивање. Поред тога, величина зубаца против клизања је прецизно дизајнирана у складу са спецификацијама завртња и положајима употребе. Зупци против клизања великих-завртња (М24 и више) су виши и гушћи, прилагођавајући се захтевима велике силе пред{26}}затезања; зупци против клизања малих-завртња (М16 и ниже) су плићи и ређи, чиме се избегава прекомерна оштећења површине спојеног дела услед превисоких зубаца; зупци против клизања вијака са рибљом плочом су зупци траке, који се прилагођавају равној уградној површини плоче за рибу, а противклизни зупци вијака са еластичним тракама су троугласти зупци, који се прилагођавају закривљеној уградној површини еластичне траке. Тачна величина и облик дизајна максимизирају ефекат зубаца против клизања. Зупци против клизања сарађују са подлошкама за спречавање-олабављења и-олабављења навоја да би формирали троструки систем против клизања -„против клизања главе + навој против отпуштања + компензација подлошке“, тако да вијци шина увек остају причвршћени у условима дуготрајних вибрација.