Що робить рибна тарілка
Рибка — це сталевий стрижень, прикріплений болтами до обох перегородок двох сусідніх кінців рейки, і разом із гвинтами він утворює з’єднання рейки. Стик є найслабшим місцем шарнірної колії: рейка переривається, жорсткість на вигин падає, і кожен прохід колеса створює удар у розрив. Рибка пластина відновлює з’єднання, виконуючи три дії. Він передає згинальний момент і зсув через з’єднання, тому дві рейки діють як одна суцільна балка в корисній мірі. Він утримує кінці рейок у вертикальному та бічному вирівнюванні, зберігаючи рівність робочої поверхні та правильну ширину колії. І він передає поздовжні зусилля на рейці, тому з’єднання не відкривається під час термічного звуження або не закривається під час стиснення за межі свого проектного діапазону. Таким чином, пластина має відповідати перетину рейки, бути достатньо міцною для навантаження на вісь і кріпитися болтами з певним попереднім натягом, а зазор між з’єднаннями має бути правильно встановлений відповідно до температури рейки під час встановлення.
Вибір матеріалу
Матеріал рибної пластини слідує за рейкою та боргом. Для звичайних ліній середньовуглецева сталь є нормою: її можна зварювати, формувати та дешево, її міцність на розрив відповідає навантаженню стандартних рейок. Для важких-магістралей і інтенсивних-транспортних ліній використовується низько-легована високо{5}}сталь із міцністю на розрив 800 МПа або більше та хорошою стійкістю до втоми, тому пластина може витримувати вищі згинальні моменти навантаження на вісь від 25 до 35 т без розтріскування в отворах для болтів. Твердість пластини, як правило, залишається нижче твердості рейки, тому що пластина не повинна врізатися в полотно рейки; твердість, близька до твердості рейки, в діапазоні від 260 до 300 HBW для стандартної рейки, є загальною проектною метою. Захист від корозії є частиною специфікації: зовнішні пластини захищені гарячим-оцинкуванням згідно з ISO 10684 або фарбуванням, а в агресивному прибережному або тунельному середовищах розглядається покриття цинку-алюмінієм або стійка до атмосферних впливів сталь. Плита кується або прокатується до профілю рейкового полотна, тому контактні поверхні щільно з’єднуються по всій висоті полотна.
Суглобовий зазор і тепловий рух
З’єднувальний зазор – це робочий зазор між двома кінцями рейки, і він повинен поглинати термічний рух рейки. Сталь розширюється приблизно на 0,115 мм на метр на 10°C, тому 25-метрова рейка з сезонним коливанням 50°C змінює довжину приблизно на 14 мм, а 12,5-метрова рейка — приблизно на 7 мм; зазор встановлюють при монтажі таким чином, щоб взимку, коли рейка стискається, з'єднання не розмикалося за межі кріплення болта і пластини, а влітку, коли рейка розширюється, зазор не закривався до нуля і створював торцевий тиск. На практиці зазор встановлюється відповідно до температури рейки під час встановлення та довжини ділянки, дотримуючись правил технічного обслуговування залізниці-власника; типовий встановлений зазор на звичайній з’єднаній колії становить від 2 до 6 мм залежно від довжини рейки та місцевого температурного діапазону. Обидва кінці рейки також повинні бути вирівняні вертикально та збоку: різниця у висоті між кінцями, яку часто називають кузовним з’єднанням, є найбільш небезпечним недоліком, тому що кожен прохід колеса б’є по нижньому кінці та б’є по з’єднанню. Високошвидкісні-магістралі взагалі не використовують пластинчасті з’єднання: вони приварюються до безперервно зварених рейок, а пластини на цих мережах з’являються лише під час тимчасового чи аварійного ремонту та в ізольованих з’єднаннях.
Рибкові болти: схема та затягування
З’єднання затискається гвинтами, як правило, чотирма болтами для легких і середніх секцій рейок і шістьма для важких секцій, розташованих симетрично у два вертикальних ряди. Розмір болта та відстань між отворами відповідають стандарту пластини для секції рейки; загальним розміром є M22 або M24 з певним кроком. Затягування виконується поетапно від центральних болтів назовні, чергуючи сторони, спочатку до приблизно третини цільового крутного моменту, а потім до повного значення, щоб пластина рівномірно притягувалася до полотна без згинання. Цільовий крутний момент залежить від класу болта та специфікації технічного обслуговування; для болтів M22 класів 4,8–5,6 загальний діапазон становить приблизно від 150 до 250 Нм, а вищі{10}}класи міцності затягуються до крутного моменту, розрахованого на основі конструкції з’єднання, T=K x F xd, із коефіцієнтом крутного моменту K зазвичай від 0,15 до 0,25. Після затягування гайка має виходити за кінець болта на одну-дві різьби, і з’єднання слід повторно-затягнути після початкового осідання та ще раз перед зимою, оскільки зміни температури та удари з’єднання послаблюють попереднє натяг болта. Ослаблений гвинт не є незначною несправністю: він дає можливість пластині рухатися, шарнір б’є, і пластина тріскається в отворах для болтів.
Режими пошкодження та перевірка
Рибні пластини виходять з ладу чотирма характерними способами. Найбільш небезпечними є тріщини, які зазвичай починаються біля отворів для болтів або краю зони контакту з перетинкою через втому під час повторного удару з’єднання: тріснута пластина може дозволити з’єднанню відкритися під поїздом, що проїжджає, тому правило перевірки полягає в тому, що тріщина значної довжини, як правило, будь-яка тріщина, видима в отворі для болта або проходить по пластині, означає негайну заміну та, якщо це вимагається правилами безпеки, обмеження швидкості, поки вона не буде завершена. Деформація, зігнута або зігнута пластина, яка більше не з’єднується з полотном рейки, визначається зазором між пластиною та полотном; пластину, яка не стоїть рівно, замінюють, оскільки випрямлення-несучої пластини в полі не відновлює ні міцності, ні посадки. Зношення контактних поверхонь перетинів зменшує затискну секцію та дозволяє ослабити з’єднання, а корозію, точкову точку та втрату секцій можна контролювати шляхом обробки поверхні та заміни, коли втрати секцій стають вимірними. Таким чином, спільна перевірка включає момент затягування болтів, зазор між з’єднаннями, висоту та бокове вирівнювання кінців рейок, а також візуальний стан накладки з періодичністю, встановленою трафіком та історією з’єднання.
Важкі-транспортні та ізольовані з’єднання
Два особливих випадки доповнюють картину. У важких -тягувальних з’єднаннях використовуються товщі пластини, ніж у звичайних волосінях, як правило, на кілька міліметрів товщі, з посиленою секцією навколо отворів для болтів, щоб протистояти більшому вигину та ударам 30-тонним навантаженням на вісь; сталь має низьку -леговану високу-міцність, болти мають вищий сорт, а момент затягування вищий, і все це для того, щоб утримувати з’єднання жорстким під навантаженнями, які б завдали удару звичайній пластині. Ізольовані з’єднання рейок, які використовуються на межах колі-ланцюгів, є з’єднаннями з ізоляційним шаром між пластиною та рейкою, тому дві рейки електрично розділені, а з’єднання все ще несе механічне навантаження; ізоляція перевіряється випробуванням опору, а технічне обслуговування ізольованих з'єднань зосереджується на підтримці ізоляційного матеріалу в чистоті та без провідних забруднень, оскільки мостова ізоляція руйнує рейкове коло. В обох випадках застосовуються правила монтажу попереднього розділу з більш жорсткими допусками: центрування, послідовність крутного моменту та контроль зазору є різницею між з’єднанням, яке служить, і з’єднанням, яке виходить з ладу протягом місяців.
Часті запитання
Q1: Яка функція рибної тарілки?
Пластина з’єднує два кінці рейки, передаючи згин і зсув через з’єднання, зберігаючи кінці вирівняними та передаючи поздовжні сили, тому з’єднання поводиться як безперервна рейка в корисній мірі.
Q2: Як визначається щілина суглоба?
Зазор поглинає теплове переміщення: сталь рухається приблизно на 0,115 мм на метр на 10 градусів C. Встановлений зазор встановлюється відповідно до довжини рейки та місцевого температурного діапазону, як правило, від 2 до 6 мм на звичайній з’єднаній колії.
Q3: Який крутний момент слід затягувати гвинти?
Для болтів M22 класу 4.8-5.6 загальний діапазон становить приблизно 150-250 Нм, затягуючи поетапно від центру назовні. Більш{6}}болти мають крутний момент, розрахований на основі конструкції з’єднання, T=K x F x d.
Запитання 4: чи використовують високошвидкісні-ліни рибні пластини?
Ні. Високошвидкісні-магістралі використовують безперервно зварені рейки, тому з’єднання з пластинами з’являються лише під час тимчасового ремонту та ізольованих з’єднань. Початкове припущення про невеликі зазори між з’єднаннями на високо-швидкісних лініях не стосується роботи магістралі.
Q5: Який найнебезпечніший дефект пластинки?
Тріщина, яка зазвичай починається в отворі під болт від втоми. Тріснуту пластину негайно замінюють із обмеженням швидкості, якщо цього вимагають правила безпеки.
Питання 6: Чому вагомі-тарелки товщі?
Витримувати вищий згинальний момент і вплив великих навантажень на вісь без розтріскування. Пластини для важких-вантажів товщі, використовують сталь-вищої міцності та болти вищого{3}}класу та затягують із вищим крутним моментом.