طراحی بهینه‌سازی تنش صفحه بلبرینگ و بار دینامیکی-تکنولوژی تطبیق تحمل برای خطوط بار سنگین-

طراحی بهینه‌سازی تنش صفحه بلبرینگ و بار دینامیکی-تکنولوژی تطبیق تحمل برای خطوط بار سنگین-

ویژگی های تنش و اشکال شکست صفحات فشار مسیر در خطوط حمل و نقل سنگین- چیست؟

ویژگی های تنش صفحات فشار مسیر در خطوط حمل و نقل سنگین-به طور عمده به صورت بارهای جانبی متناوب با فرکانس بالا، تمرکز تنش موضعی و برهم نهی ضربه دینامیکی آشکار می شود. هنگام عبور قطار، ارتعاش جانبی ریل به صفحه فشار منتقل می شود و یک بار متناوب با فرکانس 10-50 هرتز تشکیل می دهد که احتمالاً باعث آسیب خستگی به صفحه فشار می شود. بخش‌های تمرکز تنش صفحه فشار عمدتاً در قسمت‌های خمشی و اطراف سوراخ‌های پیچ، با ضریب تمرکز تنش بیش از 2.8، بسیار بالاتر از سطح تنش بدنه صفحه فشار، که منطقه اصلی شروع ترک است، قرار دارد. برهم نهی ضربه دینامیکی یک ویژگی معمول خطوط حمل و نقل سنگین{12}}است. هنگامی که قطاری با بار محوری 30 تن یا بیشتر عبور می‌کند، بار ضربه‌ای آنی روی صفحه فشار ایجاد می‌کند که مقدار اوج آن بیش از 3 برابر بار استاتیک است و تغییر شکل پلاستیک صفحه فشار را تشدید می‌کند. اشکال شکست صفحات فشار مسیر در خطوط حمل و نقل سنگین عمدتاً شامل سه نوع است: شکستگی ناشی از خستگی در قطعات خمشی، تغییر شکل سایش در اطراف سوراخ‌های پیچ و تغییر شکل کلی پلاستیک صفحه فشار. شکستگی ناشی از خستگی بیشتر 1-2 سال پس از به کارگیری صفحه فشار رخ می دهد و ترک هایی از قسمت های خمیده به بدن گسترش می یابد. تغییر شکل سایش در اطراف سوراخ های پیچ به دلیل لغزش نسبی بین صفحه فشار و پیچ و مهره ها ایجاد می شود و هنگامی که میزان سایش از 2 میلی متر بیشتر شود، اثر بست کاهش می یابد. تغییر شکل کلی پلاستیک به صورت جدا شدن سطح فشار صفحه فشار از کنار ریل آشکار می شود که نمی تواند جابجایی جانبی ریل را محدود کند و مستقیماً ایمنی رانندگی را تهدید می کند.

طرح طراحی هسته برای بهینه سازی تنش ساختار صفحه فشار مسیر چیست؟

طرح اصلی طراحی برای بهینه سازی تنش ساختار صفحه فشار مسیر، طراحی پراکندگی تنش، تطبیق مقطع متغیر-و بزرگ شدن سطح تماس است. طراحی پراکندگی تنش، خمش زاویه سمت راست صفحه فشار را به یک انتقال قوس R15-R20 میلی‌متر تغییر می‌دهد و ضریب تمرکز تنش را در قسمت خمشی از 2.8 به زیر 1.3 کاهش می‌دهد و منبع تمرکز تنش را حذف می‌کند. تطبیق مقطع متغیر، ضخامت مقطع{11}}را با توجه به توزیع تنش صفحه فشار تنظیم می‌کند. در مناطق تمرکز تنش مانند قطعات خمشی و اطراف سوراخ‌های پیچ، ضخامت مقطع{14}}از 12 میلی‌متر به 18 میلی‌متر افزایش می‌یابد تا ظرفیت باربری{15} بهبود یابد. در مناطق مستقیم{16}}تنش کم، ضخامت مقطع-از 12 میلی‌متر به 8 میلی‌متر کاهش می‌یابد تا طراحی سبک وزن و در عین حال توزیع یکنواخت تنش تضمین شود. طراحی افزایش سطح تماس حالت تماس بین صفحه فشار و ریل را از تماس خط به سطح تماس تغییر می دهد. سطح پرس صفحه فشار دارای یک طرح قوس است، با درجه اتصال بزرگتر یا مساوی 90٪ با کناره ریل، کاهش استرس تماس و جلوگیری از سایش موضعی. علاوه بر این، چیدمان سوراخ‌های پیچ صفحه فشار را بهینه کنید، پیچ‌های تک ردیف{{24} را به ترتیب متقارن دو ردیفه- تغییر دهید، فاصله پیچ‌ها را از 150 میلی‌متر تا 200 میلی‌متر تنظیم کنید، به‌گونه‌ای که بار به طور مساوی روی دو پیچ توزیع شود و بار تنش یک پیچ را کاهش دهید. پس از تکمیل بهینه سازی سازه، تحلیل شبیه سازی المان محدود برای تأیید، شبیه سازی بار ضربه قطارهای باربری سنگین برای اطمینان از اینکه مقدار تنش هر قسمت از صفحه فشار کمتر از حد خستگی ماده است، مورد نیاز است.

اقدامات ارتقای عملکرد مواد برای صفحات فشار در خطوط حمل و نقل سنگین چیست؟

اقدامات ارتقای عملکرد مواد برای صفحات فشار در خطوط حمل و نقل سنگین بر سه جنبه تمرکز دارد: مواد ماتریس با استحکام بالا، درمان تقویت سطح، و اصلاح ضد خستگی. مواد ماتریس از فولاد آلیاژی بالا-استحکام پایین-Q460 به جای فولاد Q235 سنتی استفاده می‌کند. استحکام تسلیم فولاد Q460 بیشتر یا برابر با 460 مگاپاسکال است و استحکام کششی بزرگتر یا برابر با 550 مگاپاسکال است که بیش از دو برابر فولاد Q235 است، با مقاومت عالی در برابر تغییر شکل پلاستیک. درمان تقویت‌کننده سطح از فرآیند مرکب خاموش کردن لیزر + شات پینینگ استفاده می‌کند. بخش‌های کلیدی مانند قطعات خمشی و اطراف سوراخ‌های پیچ صفحه فشار تحت کوئنچ لیزری قرار می‌گیرند، با عمق خاموش کردن 1.5{21}}2 میلی‌متر کنترل می‌شود و سختی سطح می‌تواند به HRC50-55 برسد، که مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خستگی را بهبود می‌بخشد. پس از خاموش کردن، شات پینینگ برای تشکیل یک لایه تنش فشاری پسماند با ضخامت 0.2- 0.3 میلی‌متر بر روی سطح، با مقدار تنش فشاری پسماند تا -300 مگاپاسکال انجام می‌شود، که اثر تنش کششی متناوب را خنثی می‌کند و شروع ترک‌های چربی را به تأخیر می‌اندازد. اصلاح ضدخستگی از طریق عملیات حرارتی کوئنچ و تمپرینگ، اتخاذ فرآیند خاموش کردن + معتدل با دمای بالا، با دمای خاموش کردن 880-900 درجه و دمای اعتدال 600-620 درجه به دست می آید، به طوری که ماده ساختار سوربیتی نرم شده با درجه ضربه ای بزرگتر از 5-20 به دست می آورد. بهبود مقاومت ضربه دینامیکی مواد. برای صفحات فشار در خطوط حمل و نقل سنگین در محیط های خورنده، یک پوشش فلوئوروکربن با ضخامت 30-40 میکرومتر بر روی سطح پاشیده می شود که دارای مقاومت عالی در برابر آب و هوا و مقاومت در برابر خوردگی است و درجه چسبندگی پوشش بزرگتر یا مساوی 1 است و از عدم ریزش در طول سرویس طولانی مدت اطمینان حاصل می کند.

نکات کلیدی طراحی سازگاری مشترک بین صفحات فشار مسیر، ریل ها و پیچ ها چیست؟

طراحی انطباق مشترک بین صفحات فشار مسیر، ریل ها و پیچ و مهره ها نیاز به دستیابی به سه هدف دارد: هماهنگی تنش، تطبیق اندازه، و سازگاری با خوردگی. از نظر هماهنگی تنش، سفتی صفحه فشار باید با سفتی ریل مطابقت داشته باشد. سفتی صفحه فشار برای خطوط حمل و نقل سنگین در 120-150 کیلو نیوتن بر میلی متر کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که صفحه فشار و ریل به طور همزمان تحت بار ضربه قطار تغییر شکل می دهند و از تمرکز تنش ناشی از اختلاف سختی جلوگیری می شود. از نظر تطابق اندازه، قوس سطح فشار صفحه فشار باید با قوس کناری ریل همخوانی داشته باشد. قوس صفحه فشار سازگار با ریل های استاندارد ملی R130 میلی متر است و قوس ریل استاندارد خارجی باید مطابق با استانداردهای مربوطه تنظیم شود. قطر سوراخ پیچ صفحه فشار باید یک تناسب انتقالی با قطر پیچ ایجاد کند، با شکاف مناسبی که در 0.05-0.1 میلی متر کنترل می شود تا از شکست انتقال بار ناشی از شکاف های بیش از حد جلوگیری شود. از نظر سازگاری با خوردگی، پوشش‌های سطح صفحه فشار، ریل و پیچ باید از موادی با پتانسیل یکسان مانند پوشش داکرومت استفاده کنند تا از خوردگی الکتروشیمیایی ناشی از اختلاف پتانسیل جلوگیری شود. یک واشر عایق به ضخامت 2 میلی متر بر روی سطح تماس بین صفحه فشار و ریل گذاشته شده است که نه تنها می تواند لرزش را مهار کند، بلکه از خوردگی ناشی از تماس مستقیم بین دو فلز نیز جلوگیری می کند. طراحی انطباق مشترک همچنین باید فرآیند نصب را در نظر بگیرد. گشتاور نصب صفحه فشار باید با درجه گشتاور پیچ مطابقت داشته باشد. گشتاور نصب صفحه فشار برای خطوط حمل و نقل سنگین در 800-900 نیوتن متر کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که نیروی فشار صفحه فشار روی ریل به طور پایدار در 25-30 کیلو نیوتن حفظ می شود و به محدودیت قابل اعتمادی دست می یابد.

شاخص‌های تست عملکرد و استانداردهای پذیرش برای صفحات فشار در خطوط{0}}حمل سنگین چیست؟

نشانگرهای تست عملکرد صفحات فشار در خطوط{0}حمل سنگین شامل سه دسته است: شاخص‌های عملکرد مکانیکی، شاخص‌های عملکرد خستگی، و شاخص‌های سازگاری نصب. شاخص های عملکرد مکانیکی استحکام تسلیم، استحکام کششی و چقرمگی ضربه مواد را آزمایش می کنند. استحکام تسلیم صفحات فشار فولاد Q460 بیشتر یا مساوی 460 مگاپاسکال، استحکام کششی بیشتر یا مساوی 550 مگاپاسکال، و -چقرمگی ضربه 20 درجه بیشتر یا مساوی 50 ژول است. سختی سطح با استفاده از سختی سنج راکول تست می شود و سختی قطعات کوئنچ شده بیشتر یا مساوی HRC50 است. شاخص‌های عملکرد خستگی از طریق یک میز تست خستگی با اعمال بار متناوب با فرکانس 30 هرتز و دامنه بار 20-30 کیلونیوتن آزمایش می‌شوند. صفحه فشار باید 2 میلیون چرخه بار را بدون ترک پشت سر بگذارد و عمر خستگی بیش از دو برابر صفحات فشار سنتی است. نشانگرهای انطباق نصب، دقت ابعاد و تناسب نصب صفحه فشار را آزمایش می کنند. انحراف ضخامت صفحه فشار کمتر یا مساوی 0.5 ± میلی متر، انحراف عرض کمتر یا مساوی ± 1 میلی متر. درجه تناسب با ریل بزرگتر یا مساوی 90% و انحراف عمودی صفحه فشار پس از نصب کمتر یا مساوی 1 درجه. انحراف درجه موقعیت سوراخ پیچ کمتر یا مساوی ± 0.5 میلی متر برای اطمینان از نصب دقیق پیچ. استاندارد پذیرش این است که همه نشانگرهای تست استانداردها را برآورده می کنند و میزان صلاحیت همان دسته از صفحات فشار بیشتر یا مساوی 99٪ است. صفحات فشار نصب شده باید در-آزمایش بار سایت انجام شوند و در هنگام عبور قطارهای سنگین{26}}، حداکثر تنش صفحه فشار کمتر یا مساوی با تنش مجاز ماده باشد. میزان خسارت سالانه در حین سرویس کمتر یا مساوی 0.5٪، نیازهای عملیات طولانی مدت خطوط حمل و نقل سنگین را برآورده می کند. صفحات فشار غیرمجاز باید به طور کامل اسقاط شوند و ورود آنها به محل ساخت و ساز اکیدا ممنوع است.