Співвідношення твердості в контакті -носка
Еластична кліпса - це спочатку пружина, а потім застібка. Сталь кліпси повинна залишатися еластичною через її робочий прогин, що вимагає високої межі текучості, і твердість є практичним мірилом цієї міцності. Затискачі типу E- та подібні зазвичай виготовляються з пружинної сталі 60Si2MnA, 55Si2Mn або 38Si7 і загартовані до 44-48 HRC, приблизно 430-470 HB. Стандартна вуглецева рейкова сталь, для порівняння, становить приблизно 260-300 HB на голові та підніжжі, а рейки, загартовані головою, досягають приблизно 340-380 HB. Тому скоба завжди твердіша за рейку, і сумісність полягає не в рівній твердості, а в контролі наслідків різниці твердості: достатньо велика площа контакту на носці кліпси, навантаження на носок в межах проектного діапазону та відсутність відносного руху в контакті, яке могло б пошкодити ніжку рейки.
Твердість і зношення опори рейки
На носку затискача високий контактний тиск, і будь-який мікро-рух між затискачем і опорою рейки зношує м’якшу поверхню, якою є рейка. Зі стандартною рейкою приблизно 260-300 HB, затиск у діапазоні 44-48 HRC витримує навантаження на носок, не врізаючись у рейку, а знос опори рейки залишається в межах глибини, дозволеної стандартами технічного обслуговування. На загартованих рейках з опорною твердістю близько 350 HB і вище баланс зносу зміщується, і на стороні затискача контакту відбувається більше втрат матеріалу; Оператори на таких лініях контролюють знос носка кліпси під час перевірки та змінюють кліпси раніше, ніж пізніше. Практичне правило полягає в тому, що твердість затискача встановлюється конструкцією пружини та вимогою до втоми, а профіль рейки вибирається відповідно до руху, тоді як геометрія контакту розроблена таким чином, щоб уповільнити зношування обох частин.
Сплав проти вуглецевої пружинної сталі в холодному кліматі
Марка пружинної сталі змінює-низькотемпературну поведінку кліпси. Сплави, що містять приблизно 1,0-1,5% марганцю або приблизно 0,1-0,2% ванадію, зберігають пластичність приблизно до -30 градусів до -40 градусів, що зберігає затискач еластичним, коли його вдаряє потяг за низької температури. Звичайна вуглецева пружинна сталь втрачає пластичність у тому ж діапазоні, а твердий жорсткий затиск під ударом може тріснути під впливом концентрації напруги, наприклад, при згині. Для ліній у континентальному та арктичному кліматі в специфікаціях має бути вказана марка сплаву, що витримує холод, а приймальні випробування мають включати перевірку прогину за низької температури, а не лише випробування на втому при кімнатній температурі.
Геометрія вигину та діапазон пружності
Радіус кривизни вигину затискача визначає, скільки прогину затискач може поглинути до того, як напруга волокна досягне межі текучості. Більший радіус вигину, наприклад, приблизно 25 мм, розподіляє деформацію по довшій дузі та дає ширший діапазон пружності, враховуючи розширення та звуження рейки приблизно до 10 мм до остаточного закріплення. Менший радіус, наприклад, близько 15 мм, дає вищий початковий натяг при такому ж прогині, але вужче еластичне вікно, яке підходить для ліній у стабільних температурних зонах із невеликим рухом рейки. При виборі слід зважити сезонний діапазон температури рейкової лінії з необхідним навантаженням на носок; на довгих зварних рейках у жаркому кліматі ширший діапазон пружності зазвичай є безпечнішим вибором.
Збереження сили затиску в міру зносу рейок
Поручні втрачають 1-3 мм висоти голови та стопи протягом 5-10 років служби, і носок кліпси слідує за опорою рейки, що зменшує навантаження на палець, якщо система не може це компенсувати. У конструкціях із регульованим-натягом використовуються отвори для кріплення з прорізами або знімні прокладки, щоб затиск можна було змінити на невелику величину, щоб відновити прогин конструкції; підтверджено, що це подовжує термін служби кліпси на 30-40% порівняно з-конструкціями з фіксованим натягом на одній лінії. На високошвидкісних лініях понад 300 км/год конструкції пружинного затискача зберігають силу затиску в діапазоні 20-30 кН завдяки високочастотній вібрації та поглинають частину енергії удару на затиску, що зменшує знос як затиску, так і опори рейки порівняно з жорстким затиском.
Інструкції з вибору для покупців
Запитуючи зразки затискачів, вказуйте марку рейкової сталі та її твердість; зажим, розроблений для стандартної рейки, може потребувати перевірки геометрії на -загартованій рейці.
Для проектів із холодним-кліматом укажіть леговану пружинну сталь, таку як 38Si7 або марганцевий-сплав, і вимагайте даних випробувань на прогин за-низьких температур.
Для ліній із великими коливаннями температури віддайте перевагу більшому радіусу вигину та перевірте діапазон пружності щодо очікуваного руху рейки.
Перевірте навантаження на носок при проектному прогині, як правило, 8-13 кН для затискачів E-типу, а також довговічність при такому прогині відповідно до використовуваного стандарту кріплення.
Запитуйте діапазон твердості в сертифікаті перевірки; діапазон 44-48 HRC є звичайним діапазоном прийнятності для затискачів із пружинної сталі.
Часті запитання
Питання: чи повинна твердість кліпси відповідати твердості рейки?Відповідь: Ні. Затискач має бути твердішим за рейку, щоб утримувати свої пружинні властивості, а сумісність визначається через геометрію контакту та навантаження на носок, а не через однакову твердість.
З: Що трапиться, якщо затиск занадто м’який?В: м’який затиск піддається робочому прогину, втрачає навантаження на носок і не проходить випробування на втому; він не може підтримувати силу затиску, яка вимагається стандартом кріплення.
Питання: чи впливає твердість кліпси на опору рейки?A: Побічно. Носок кліпси тисне на опору рейки, і при правильній геометрії ступінь зносу опори рейки знаходиться в межах обслуговування; при неправильній геометрії жорсткіший затиск може забити опору рейки.
З: Яка пружинна сталь найкраща для холодного клімату?Відповідь: марки сплавів, такі як 38Si7, або марки вуглецю з додаванням марганцю чи ванадію, зберігають пластичність приблизно від -30 градусів до -40 градусів і протистоять крихкому руйнуванню під час удару.
Питання: Як перевіряється твердість кліпу на виробництві?Відповідь: шляхом випробування на твердість за Роквеллом на готовому затиску, із прийнятним діапазоном зазвичай 44-48 HRC, записаним у сертифікаті матеріалу для кожної партії.