A vasúti tüskék anyagválasztásának kompatibilitása a talpfák rögzítési módszereivel
Melyek az alapvető teljesítménybeli különbségek a szénacél és az ötvözött acél vasúti tüskék között?
A szénacél tüskék Q235 vagy 45 acélból készülnek. Alapvető jellemzőik a közepes szilárdság, a jó szívósság és az alacsony költség. Szakítószilárdságuk nagyobb vagy egyenlő, mint 450 MPa, keménységük kisebb vagy egyenlő, mint HB200, és kiváló megmunkálhatóságuk, így tömeggyártásra is alkalmasak. Az ötvözött acél tüskék viszont ötvözőelemeket, például krómot, mangánt és vanádiumot adtak hozzá. Hőkezelés után a szakítószilárdságuk nagyobb vagy egyenlő, mint 800 MPa, keménységük pedig elérheti a HB280{11}}320-at. Erősségük és fáradtságállóságuk sokkal jobb, mint a szénacél tüskék. Az ötvözött acél tüskék kopásállósága is nagyobb, és ellenáll a hosszú távú vibráció okozta menetkopásnak. Mindkettő viszonylag gyenge korrózióállósággal rendelkezik, ezért védőképességük javítása érdekében felületkezelésre van szükség. A szénacél tüskék alkalmasak a hagyományos sebességvonalakra és az állomási vágányokra; Az ötvözött acél tüskék alkalmasak a nagy sebességű,{15}}nagy terhelésű vonalakra, és ellenállnak a nagyobb terhelésnek.
Milyen speciális vonalakra alkalmasak a rozsdamentes acél tüskék, és miért használják ritkábban a közönséges vonalakban?
A rozsdamentes acél síncsúcsok (általában 304-es vagy 316-os rozsdamentes acélból készülnek) kiváló korrózióállósággal rendelkeznek, és főként part menti sópermetezési területeken, vegyileg szennyezett területeken és nedves környezetben, például alagutakban található vezetékekhez alkalmasak. Ezeken a területeken durva korrozív környezet uralkodik, és a szénacél és ötvözött acél lánctalpok még felületkezelés esetén is hajlamosak a rozsdásodásra, ami a rögzítési szilárdság csökkenéséhez vezet. A rozsdamentes acél síncsúcsok viszont karbantartásmentes,-hosszú-korrózióvédelmet kínálnak. A rozsdamentes acél síncsúcsok közönséges vonalakban való korlátozott használatának fő oka a magas költségük; ezek 5-8-szor többe kerülnek, mint a szénacél síncsúcsok, ami jelentősen megnöveli az építési költségeket. Ezenkívül a rozsdamentes acél síntüskéknek kisebb a keménysége és a menetszilárdsága az ötvözött acél síntüskékhez képest, ezért hajlamosak a menetcsupaszításra nehéz terhelési vonalakban. Ezért csak kis terhelésű vezetékekhez alkalmasak speciális korrozív környezetben.
Miért részesítik előnyben a szénacél lánctalpas tüskét az ötvözött acél lánctalpas tüskékkel szemben a kénes rögzítésnél?
A kénes horgonyzás rögzíti a pályacsúcsokat a kénes habarcs kötőereje révén. A szénacél síncsúcsokat elsősorban azért részesítik előnyben, mert felületi érdességük közepes, ami jobb tapadást eredményez a kénes habarcshoz. A szénacél pályatüskék oxidrétege és mikro-érdessége növeli a mechanikai kötőerőt a tüskék és a kénes habarcs között, ami stabilabb rögzítést eredményez. A jellemzően hőkezelt, ötvözött acél lánctalpas tüskék sima felületűek és nagy keménységűek, ami gyengébb tapadáshoz vezet a kénes habarcshoz, és hajlamos meglazulni a rögzítés utáni vibráció miatt. A kén-horgonyzott vonalak többnyire hagyományos sebességű vonalak vagy viszonylag kis terhelésű állomásvonalak; a szénacél lánctalpas tüskék szilárdsága megfelel a követelményeknek, így nincs szükség nagyszilárdságú, ötvözött acél tüskékre. Ezenkívül a szénacél pályatüskék hőtágulási együtthatója közelebb áll a kénes habarcshoz, ami szinkronizált deformációt okoz a hőmérséklet-változások során, és csökkenti a delamináció valószínűségét.
Milyen alapvető jellemzőkkel kell rendelkeznie a műgyanta rögzítésére alkalmas tüskés anyagoknak?
A gyantás rögzítés rögzíti a pályacsúcsokat a gyanta rögzítőszer kötési és rögzítési erején keresztül. A megfelelő vágánytüskés anyagoknak három alapvető jellemzővel kell rendelkezniük: nagy szilárdság, nagy keménység és tiszta felület. A műgyanta rögzítést főleg nagy-sebességű, nehéz-terhelésű vonalakban használják. A tüskéknek hatalmas kihúzó{5}} és nyíróerőknek kell ellenállniuk; ezért az ötvözött acélt úgy kell kiválasztani, hogy biztosítsa a 800 MPa vagy annál nagyobb szakítószilárdságot és a terhelési hatásokkal szembeni ellenállást. A tüske felületét homokfúvással kell eltávolítani az oxidréteg és az olaj eltávolításához, és az Ra felületi érdesség 6,3-12,5 μm között van szabályozva, hogy növelje a gyanta rögzítőszerrel való kötési területet és javítsa a rögzítési erőt. A tüske keménységének nagyobbnak vagy egyenlőnek kell lennie, mint HB280, hogy megakadályozza a plasztikus deformációt a rögzítés és a szervizelés során. Ezenkívül a tüske anyagának hőtágulási együtthatójának közel kell lennie a gyanta rögzítőszeréhez, hogy elkerülje a rögzítőanyag hőmérséklet-változások miatti megrepedését.
Miért kell a mechanikus rögzítési módszereknek (például csavartüskék) ötvözött acélanyagokat használni?
A mechanikus rögzítés a tüske meneteinek a talpfába{0}}előre beágyazott karmantyúval való összekapcsolásával éri el a rögzítést. A mechanikus rögzítés alapvető elemeként a csavartüskéknek ötvözött acélból kell készülniük, ezt a követelményt a feszültségi jellemzőik határozzák meg. Először is, a mechanikus rögzítés nem támaszkodik ragasztóanyagra; a terhelést teljes egészében a tüskemenetek és a hüvely közötti mechanikus reteszeléssel továbbítja. A tüskének hatalmas húzóerőt és nyomatékot kell ellenállnia. A szénacélnak nincs kellő szilárdsága, és nagyon hajlamos a menetcsúszásra vagy -törésre. Másodszor, a ballaszt nélküli vágányokat széles körben használják a nagy sebességű -vasutak és az utasok{7}}vonalain, amelyeknek rendkívül magas követelményeket támasztanak a vágány simasága tekintetében. Kioltás és megeresztés után az ötvözött acél tüskék kivételes méretstabilitást biztosítanak, hatékonyan ellenállva a hosszú távú -vonatvibráció által okozott képlékeny deformációnak. Ezen túlmenően az ötvözött acél tüskék felülete megmunkálható a nagyobb menetpontosság elérése érdekében, ami minimális kapcsolódási hézagot,-előre beágyazott hüvelyekkel, jobb előfeszítés megtartását és a tüskék kilazulásának megelőzését eredményezi. Végül a felületkezelések, például a cinkbeszivárgás révén az ötvözött acél kiváló fáradtság- és korrózióállóságot mutat a szénacélhoz képest, így biztosítva, hogy a tüske élettartama során ne tönkremenjen. Ezért aA nagy sebességű{0}}vasuti ballaszt nélküli vágányok műszaki feltételeikifejezetten előírja, hogy a csavartüskéket 40 Cr vagy azzal egyenértékű erősségű ötvözött acél felhasználásával kell gyártani.