یک بشقاب ماهی چه می کند
ورق ماهی یک میله فولادی است که بر روی هر دو تار دو انتهای ریل مجاور پیچ شده است و همراه با پیچ ماهی، اتصال ریل را تشکیل می دهد. اتصال ضعیف ترین نقطه مسیر اتصال است: ریل قطع می شود، سفتی خمش کاهش می یابد و هر عبور چرخ ضربه ای در شکاف ایجاد می کند. بشقاب ماهی با انجام سه کار اتصال را بازیابی می کند. این لنگر خمشی و برش را در سراسر اتصال منتقل می کند، بنابراین دو ریل به عنوان یک تیر پیوسته تا حد مفیدی عمل می کنند. انتهای ریل را در تراز عمودی و جانبی نگه می دارد و سطح در حال اجرا و گیج را درست نگه می دارد. و نیروهای ریل طولی را منتقل می کند، بنابراین اتصال تحت انقباض حرارتی باز نمی شود یا تحت فشار بیش از محدوده طراحی بسته نمی شود. بنابراین صفحه ماهیگیری باید با بخش ریل مطابقت داشته باشد، به اندازه کافی برای بار محور قوی باشد و با یک پیش بار مشخص شده پیچ شود و شکاف اتصال باید به درستی برای دمای ریل در هنگام نصب تنظیم شود.
انتخاب مواد
مواد بشقاب ماهی از ریل و وظیفه پیروی می کند. برای خطوط معمولی، فولاد کربن متوسط معمول است: قابل جوش، شکل پذیر و ارزان است، با استحکام کششی که با وظیفه مشترک درجات ریل استاندارد مطابقت دارد. برای خطوط-محموله سنگین و{3}}ترافیک زیاد، از فولاد با استحکام کم-آلیاژی- با استحکام کششی 800 مگاپاسکال یا بیشتر و مقاومت در برابر خستگی خوب استفاده میشود، بنابراین صفحه میتواند ممانهای خمشی بالاتر از 25 تا 35 تن بار محور را بدون ایجاد ترک در پیچ حمل کند. سختی صفحه ماهی به طور کلی زیر سختی ریل نگه داشته می شود، زیرا صفحه نباید به تار ریل بریده شود. سختی نزدیک به ریل، در محدوده 260 تا 300 HBW برای ریل استاندارد، هدف طراحی رایج است. حفاظت در برابر خوردگی بخشی از مشخصات است: صفحات ماهی در فضای باز با گالوانیزه گرم-تا ISO 10684 یا با رنگآمیزی محافظت میشوند و در محیطهای تهاجمی ساحلی یا تونلی، پوشش ورقهای روی{15}}آلومینیوم یا فولاد هوازدگی در نظر گرفته میشود. صفحه فورج شده یا به نمای شبکه ریل میپیچد، بنابراین سطوح تماس نزدیک به کل ارتفاع تار متصل میشوند.
شکاف مشترک و حرکت حرارتی
شکاف مشترک فاصله کاری بین دو انتهای ریل است و باید حرکت حرارتی ریل را جذب کند. فولاد در حدود 0.115 میلی متر بر متر در هر 10 درجه سانتیگراد منبسط می شود، بنابراین یک ریل 25 متری با نوسان فصلی 50 درجه سانتیگراد حدود 14 میلی متر طول و یک ریل 12.5 متر حدود 7 میلی متر تغییر می کند. شکاف در هنگام نصب تنظیم می شود تا در زمستان که ریل منقبض می شود، مفصل بیش از ظرفیت پیچ و صفحه ماهیچه باز نشود و در تابستان که ریل منبسط می شود، شکاف به صفر نزدیک نمی شود و فشار انتهایی ایجاد نمی کند. در عمل، شکاف با توجه به دمای ریل در هنگام نصب و طول بخش، با پیروی از قوانین تعمیر و نگهداری راهآهن مالک تنظیم میشود. یک شکاف نصب شده معمولی در مسیر اتصال معمولی 2 تا 6 میلی متر بسته به طول ریل و محدوده دمای محلی است. دو انتهای ریل نیز باید به صورت عمودی و جانبی در یک راستا قرار گیرند: اختلاف ارتفاع بین انتهایی که اغلب به آن مفصل غوطهور گفته میشود، آسیبرسانترین عیب است، زیرا هر عبور چرخ، انتهای پایینی را چکش میکند و به مفصل ضربه میزند. خطوط اصلی سرعت بالا به هیچ وجه از اتصالات آبکاری شده استفاده نمی کنند: آنها به ریل جوش داده شده پیوسته جوش داده می شوند و صفحات ماهیگیری در آن شبکه ها فقط در تعمیرات موقت یا اضطراری و در مجموعه های اتصالات عایق شده ظاهر می شوند.
پیچ ماهی: چیدمان و سفت کردن
اتصال توسط پیچ های ماهی، معمولاً چهار پیچ برای بخش های ریلی سبک و متوسط و شش پیچ برای بخش های سنگین، به طور متقارن در دو ردیف عمودی قرار می گیرد. اندازه پیچ و فاصله سوراخ ها از استاندارد صفحه ماهیگیری بخش ریل پیروی می کند. اندازه معمولی M22 یا M24 با گام مشخص است. سفت کردن به صورت مرحلهای از پیچهای مرکزی به سمت بیرون انجام میشود، طرفین متناوب، ابتدا تا حدود یک سوم گشتاور مورد نظر، سپس به مقدار کامل، بنابراین صفحه به طور یکنواخت بدون خمیدگی روی تار کشیده میشود. گشتاور هدف به درجه پیچ و مشخصات تعمیر و نگهداری بستگی دارد. برای پیچهای ماهی M22 در کلاسهای 4.8 تا 5.6، محدوده رایج حدود 150 تا 250 نیوتنمتر است، و درجههای قدرت بالاتر با گشتاور محاسبهشده از طراحی اتصال، T=K x F xd، با ضریب گشتاور K تا 0.25 معمولاً 0.15 سفت میشوند. پس از سفت شدن، مهره باید یک تا دو رشته را فراتر از انتهای پیچ نشان دهد، و اتصال باید بعد از نشست اولیه و دوباره قبل از زمستان دوباره{14} سفت شود، زیرا تغییرات دما و خمیر مفصل باعث شل شدن پیش بارگیری پیچ می شود. شل شدن پیچ ماهی یک عیب جزئی نیست: به صفحه ماهی اجازه حرکت می دهد، چکش های اتصال می زند و صفحه در سوراخ های پیچ می شکافد.
حالت های آسیب و بازرسی
بشقاب های ماهی به چهار روش مشخص شکست می خورند. ترکهایی که معمولاً از سوراخهای پیچ یا لبه ناحیه تماس با وب ناشی از خستگی در اثر ضربه مکرر مفصل شروع میشوند، خطرناکترین هستند: یک صفحه ماهی ترک خورده میتواند اجازه دهد مفصل زیر قطار در حال عبور باز شود، بنابراین قانون بازرسی این است که ترک با طول قابل توجهی، معمولاً هر ترک قابل مشاهده در سوراخ پیچ یا در حال اجرا در سراسر صفحه، به معنای محدود کردن سرعت تا زمانی که قوانین ایمنی انجام شود، سریعاً انجام شود. تغییر شکل، یک صفحه خمیده یا خمیده که دیگر با شبکه ریل جفت نمی شود، توسط شکاف بین صفحه و تار تشخیص داده می شود. یک صفحه ماهی که صاف نمی نشیند تعویض می شود، زیرا صاف کردن صفحه باربر-در مزرعه نه استحکام و نه تناسب را باز می گرداند. ساییدگی صفحات تماس با وب، بخش گیره را کاهش می دهد و به مفصل اجازه می دهد تا شل شود، و خوردگی، حفره و از دست دادن بخش، با عملیات سطح و با جایگزینی زمانی که افت بخش قابل اندازه گیری می شود، مدیریت می شود. بنابراین بازرسی مفصل شامل گشتاور پیچ، شکاف اتصال، ارتفاع و هم ترازی جانبی انتهای ریل، و وضعیت بصری صفحه ماهیگیری، در فرکانس تعیین شده توسط ترافیک و تاریخچه اتصال است.
مفاصل سنگین-کشنده و عایق
دو مورد خاص تصویر را کامل می کند. در اتصالات حمل و نقل سنگین از صفحات ماهیگیری ضخیمتری نسبت به خطوط معمولی استفاده میشود، معمولاً چندین میلیمتر ضخیمتر، با یک بخش تقویتشده در اطراف سوراخهای پیچ برای مقاومت در برابر خمش بیشتر و ضربه زدن بارهای محوری 30 تنی. فولاد کم-آلیاژ بالا-استحکام است، پیچها درجه بالاتری دارند، و گشتاور سفت شدن آن بیشتر است، همه اینها برای محکم نگه داشتن اتصال تحت بارهایی است که به صفحه معمولی ضربه میزند. اتصالات ریلی عایقشده، که در مرزهای مسیر{6}}استفاده میشوند، اتصالات ماهیپوشی با یک لایه عایق بین صفحه ماهی و ریل هستند، بنابراین دو ریل از نظر الکتریکی از هم جدا میشوند در حالی که اتصال هنوز بار مکانیکی را حمل میکند. عایق با آزمایش مقاومت تأیید می شود و نگهداری اتصالات عایق شده بر تمیز نگه داشتن مواد عایق و عاری از آلودگی رسانا متمرکز است، زیرا یک عایق پل شده مدار مسیر را از بین می برد. در هر دو مورد، قوانین نصب بخش قبل با تلورانسهای سختتر اعمال میشود: همترازی، توالی گشتاور و کنترل شکاف تفاوت بین اتصالی است که دوام دارد و مفصلی که در عرض چند ماه از کار میافتد.
سوالات متداول
Q1: عملکرد یک بشقاب ماهی چیست؟
یک صفحه ماهی دو انتهای ریل را با انتقال خمش و برش در سرتاسر اتصال، تراز نگه داشتن انتها و انتقال نیروهای طولی به هم متصل می کند، بنابراین اتصال تا حد مفیدی مانند یک ریل پیوسته رفتار می کند.
Q2: شکاف مشترک چگونه تعیین می شود؟
شکاف حرکت حرارتی را جذب میکند: فولاد حدود 0.115 میلیمتر بر متر در هر 10 درجه سانتیگراد حرکت میکند. شکاف نصبشده برای طول ریل و محدوده دمای محلی، معمولاً 2 تا 6 میلیمتر در مسیر اتصال معمولی تنظیم میشود.
Q3: پیچ های ماهی باید با چه گشتاوری سفت شوند؟
برای پیچ و مهره های ماهی M22 در گریدهای 4.8 تا 5.6، محدوده مشترک حدود 150 تا 250 نیوتن متر است که در مراحل از مرکز به بیرون سفت می شود. پیچها{6}}با استحکام بالاتر از گشتاور محاسبهشده از طراحی اتصال پیروی میکنند، T=K x F x d.
Q4: آیا خطوط{1}}سرعت بالا از صفحات ماهی استفاده می کنند؟
خیر. خطوط اصلی-سرعت بالا از ریل جوش داده شده مداوم استفاده می کنند، بنابراین اتصالات روکش ماهی فقط در تعمیرات موقت و مجموعه های اتصالات عایق شده ظاهر می شوند. فرض اصلی شکاف های مشترک کوچک در خطوط{3}}سرعت بالا برای عملیات خط اصلی اعمال نمی شود.
Q5: خطرناک ترین نقص صفحه ماهی چیست؟
ترکی که معمولاً از یک سوراخ پیچ و مهره از خستگی شروع می شود. بشقاب ماهی ترک خورده فوراً تعویض می شود و در مواردی که قوانین ایمنی آن را ایجاب می کند محدودیت سرعت اعمال می شود.
Q6: چرا بشقابهای ماهی سنگین-ضخیمتر هستند؟
برای حمل ممان خمشی بالاتر و ضربه بارهای سنگین محور بدون ترک. صفحات حمل و نقل سنگین ضخیمتر هستند، از فولاد با استحکام بالاتر و پیچ و مهرههای درجه بالاتر- استفاده میکنند و تا گشتاور بیشتری سفت میشوند.