Однос тврдоће на контакту са клипом-тое
Еластични клип је прво опруга, а други причвршћивач. Челик за обујмице мора остати еластичан кроз свој радни отклон, што захтева високу границу течења, а тврдоћа је практична мера те чврстоће. Тип Е- и сличне обујмице се обично праве од опружног челика 60Си2МнА, 55Си2Мн или 38Си7 и каљене на 44-48 ХРЦ, отприлике 430-470 ХБ. Стандардни угљенични челик за шине, за поређење, је око 260-300 ХБ на глави и стопалу, а каљене шине достижу око 340-380 ХБ. Обујмица је стога увек тврђа од шине, а компатибилност се не односи на једнаку тврдоћу, већ на контролу последица разлике у тврдоћи: довољно велика контактна површина на прсту штипаљке, оптерећење прста у оквиру пројектованог опсега и нема релативног померања на контакту који би забио стопало шине.
Тврдоћа и хабање на подножју шине
На прсту штипаљке контактни притисак је висок и свако микро{0}}померање између копче и стопе шине носи мекшу површину, а то је шина. Са стандардном шином од око 260-300 ХБ, обујмица у опсегу 44-48 ХРЦ задржава оптерећење прстију без урезивања у шину, а хабање на подножју шине остаје унутар дубине дозвољене стандардима одржавања. На каљеним шинама са тврдоћом стопала близу 350 ХБ и више, баланс хабања се помера и на страни спојнице контакта долази до већег губитка материјала; оператери на таквим линијама прате хабање ножних прстију током инспекције и мењају копче раније него касније. Практично правило је да је тврдоћа обујмице одређена дизајном опруге и захтевом за замор, а профил шине је одабран тако да одговара саобраћају, док је контактна геометрија пројектована тако да задржи трошење на оба дела.
Легура у односу на угљенични опружни челик у хладним климама
Квалитет опружног челика мења понашање клипа на ниским{0}}има. Легура са садржајем мангана од око 1,0-1,5% или ванадијума са око 0,1-0,2% задржава дуктилност до отприлике -30 степени до -40 степени, што држи клип еластичним када га удари воз на ниској температури. Обични угљенични опружни челик губи дуктилност у истом опсегу, а тврда, крута обујмица под ударом може да пукне при концентрацији напрезања као што је корен савијања. За линије у континенталној и арктичкој клими, спецификација треба да наведе класу легуре отпорне на хладноћу, а тест прихватања треба да укључи проверу угиба при ниској температури, а не само тест замора на собној температури.
Геометрија савијања и еластични опсег
Радијус закривљености савијања копче одређује колико отклона клип може да апсорбује пре него што напон влакана достигне тачку попуштања. Већи радијус савијања, на пример око 25 мм, шири напрезање на дужи лук и даје шири опсег еластичности, прилагођавајући ширење и контракцију шине до око 10 мм пре трајног везивања. Мањи радијус, на пример око 15 мм, даје већу почетну напетост при истом отклону, али ужи еластични прозор, који одговара линијама у зонама стабилне температуре са малим кретањем шина. Одабир треба да одмери сезонски температурни опсег пруге у односу на потребно оптерећење прстију; на дугим завареним шинама у врућим климама шири опсег еластичности је обично сигурнији избор.
Одржавање силе стезања током хабања шина
Шине губе 1-3 мм висине главе и стопала током 5-10 година рада, а ножни прст прати стопу шине, што смањује оптерећење прста осим ако систем не може да компензује. Подесиви{7}} дизајни затезања користе рупе за монтажу са прорезима или уклоњиве подлошке тако да се клип може мало померити да би се повратио дизајн угиба; ово је документовано да продужава радни век клипа за 30-40% у поређењу са дизајном са фиксним-напоном на истој линији. На пругама за велике брзине изнад 300 км/х, дизајн обујмице са опругом одржава силу стезања у опсегу од 20-30 кН кроз високофреквентне вибрације и апсорбује део енергије удара на обујму, што смањује хабање и обујмице и стопе шине у поређењу са крутим стезањем.
Смернице за избор за купце
Наведите класу челика за шине и његову тврдоћу када тражите узорке клипова; штипаљка развијена за стандардну шину ће можда требати проверу геометрије на шини-очвршћеној на глави.
За пројекте са хладном{0}}климом, наведите легирани опружни челик, као што је 38Си7 или легирани челик-манганом, и захтевајте податке за испитивање угиба на ниској температури.
За линије са великим температурним колебањима, преферирајте већи радијус савијања и проверите опсег еластичности у односу на очекивано кретање шине.
Потврдите оптерећење прста при пројектованом отклону, обично 8-13 кН за обујмице типа Е, и век трајања замора при том угибу према коришћеном стандарду за причвршћивање.
Затражите опсег тврдоће у сертификату о инспекцији; опсег 44-48 ХРЦ је уобичајена прихватљива трака за обујмице од опружног челика.
Често постављана питања
П: Да ли тврдоћа клипа треба да одговара тврдоћи шине?О: Не. Обујмица мора бити тврђа од шине да би задржала својства опруге, а компатибилност се управља геометријом контакта и оптерећењем прстију, а не једнаком тврдоћом.
П: Шта се дешава ако је клип превише мекан?О: Мека копча попушта при свом радном отклону, губи оптерећење прстију и рано пада на тесту замора; не може да одржи силу стезања коју захтева стандард за причвршћивање.
П: Да ли тврдоћа копче утиче на стопу шине?О: Индиректно. Ножни прст притиска на подножје шине, а са правилном геометријом стопа хабања стопала шине је у границама одржавања; са неусклађеном геометријом, тврђи клип може забити стопало шине.
П: Који опружни челик је најбољи за хладну климу?О: Легура разреда као што је 38Си7, или класе угљеника са додатком мангана или ванадијума, одржавају дуктилност на око -30 степени до -40 степени и одолијевају кртом лому при удару.
П: Како се у производњи проверава тврдоћа клипова?О: Тестирањем тврдоће по Роцквеллу на готовом клипу, са опсегом прихватања обично 44-48 ХРЦ, забележеним у сертификату материјала за сваку серију.