เทคโนโลยีการออกแบบน้ำหนักเบาและโซลูชันการปรับการเชื่อมต่อที่มีความแข็งแรงสูง-สำหรับแผ่นปลา
หลักการและวัตถุประสงค์หลักในการออกแบบแผ่นปลาน้ำหนักเบาคืออะไร
หลักการสำคัญของการออกแบบให้มีน้ำหนักเบาสำหรับแผ่นปลาคือเพื่อลดการใช้วัสดุโดยคำนึงถึงความแข็งแรงและความแข็งของการเชื่อมต่อ. ในกระบวนการออกแบบ จำเป็นต้องรักษาสมดุลระหว่างคุณสมบัติทางกลของโครงสร้างและความสามารถในการผลิต เพื่อหลีกเลี่ยงความแข็งแรงของโครงสร้างที่ไม่เพียงพอเนื่องจากการมีน้ำหนักเบามากเกินไป วัตถุประสงค์หลักของน้ำหนักเบาคือการลดน้ำหนักของตัวเอง-ของแผ่นปลา น้ำหนักตัวเองของ-แผ่นป้ายปลาที่ใช้ในรถไฟลากจูงหนัก-ควรลดลง 15%-20% และน้ำหนักของแผ่นป้ายปลาที่ใช้ในรถไฟความเร็วสูงควรลดลง 20%-25% ในเวลาเดียวกัน จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความต้านทานแรงดึงตามยาวมากกว่าหรือเท่ากับ 500MPa และความต้านทานการดัดงอตามขวางมากกว่าหรือเท่ากับ 300MPa เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดของภาระบรรทุกของรถไฟ นอกจากนี้ การออกแบบที่มีน้ำหนักเบายังควรปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความล้าของแผ่นปลา ยืดอายุการใช้งาน ลดต้นทุนการบำรุงรักษาสายการผลิต และตระหนักถึงผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสังคมที่เป็นเอกภาพ
มาตรการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างหลักสำหรับการออกแบบแผ่นปลาน้ำหนักเบามีอะไรบ้าง
มาตรการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างหลักสำหรับการออกแบบแผ่นปลาน้ำหนักเบา ได้แก่การออกแบบโครงสร้างกลวง การออกแบบการไล่ระดับสีแบบตัดขวาง- และการเพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนผ่านของฟิลเลต์. การออกแบบโครงสร้างแบบกลวงคือการเปิดรูกลวงทรงรีในบริเวณที่ไม่รับแรง-ของแผ่นปลา ทิศทางแกนยาวของรูกลวงสอดคล้องกับทิศทางแรงดึง ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางรูถูกกำหนดตามการวิเคราะห์ความเค้น โดยทั่วไปคือ 20-30 มม. โครงสร้างกลวงสามารถลดการใช้วัสดุได้โดยไม่กระทบต่อความสามารถในการรับน้ำหนักของแผ่นปลา การออกแบบการไล่ระดับตามขวาง-คือการค่อยๆ ลดความหนาของหน้าตัด-ของแผ่นปลาจากปลายทั้งสองไปจนถึงตรงกลาง ความหนาของปลายทั้งสองข้างคือ 20 มม. ความหนาของตรงกลางคือ 12 มม. และความยาวการเปลี่ยนการไล่ระดับสีคือ 50 มม. การออกแบบนี้สามารถทำให้การกระจายความเครียดมีความสม่ำเสมอมากขึ้น หลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความเครียด และลดน้ำหนักในตัวเองไปพร้อมๆ กัน การเพิ่มประสิทธิภาพการเปลี่ยนเนื้อคือการเพิ่มรัศมีการลบมุมของรูสลักเกลียวของแผ่นปลาจาก 2 มม. เป็น 8 มม. และรัศมีขอบเนื้อจาก 3 มม. เป็น 10 มม. ลดปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดและปรับปรุงความต้านทานต่อความเมื่อยล้า จำเป็นต้องใช้มาตรการทั้งสามร่วมกัน และความแข็งแรงของโครงสร้างควรได้รับการตรวจสอบโดยการวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อให้แน่ใจว่าแผ่นปลาน้ำหนักเบาตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน
ทิศทางการอัพเกรดวัสดุและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับการออกแบบแผ่นปลาน้ำหนักเบามีอะไรบ้าง
ทิศทางการอัพเกรดวัสดุสำหรับการออกแบบแผ่นปลาน้ำหนักเบาคือเพื่อทดแทนเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาด้วยเหล็กโครงสร้างโลหะผสม-ความแข็งแรงสูงต่ำ-. วัสดุที่แนะนำคือ Q460C และ Q550D เหล็กกล้า Q460C มีความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 460MPa ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 345MPa การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 18% และประสิทธิภาพการเชื่อมและความเป็นพลาสติกที่ดี เหล็กกล้า Q550D มีความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 550MPa, ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 470MPa, การยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 16%, ความทนทานต่อแรงกระแทกต่ออุณหภูมิต่ำ-ดีเยี่ยม และเหมาะสำหรับใช้ในพื้นที่เทือกเขาแอลป์ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของวัสดุ ได้แก่ ความแข็งแรงสูง ความเหนียวสูง และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ความแข็งแรงสูงสามารถลดความหนาของหน้าตัด-หน้าตัดของแผ่นปลาเพื่อให้มีน้ำหนักเบา ความเหนียวสูงสามารถป้องกันไม่ให้แผ่นปลาแตกหักเปราะภายใต้แรงกระแทก ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีสามารถยืดอายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย นอกจากนี้ ประสิทธิภาพการเชื่อมของวัสดุต้องเป็นไปตามข้อกำหนดการเชื่อมของข้อต่อราง และความแข็งแรงของรอยเชื่อมควรไม่น้อยกว่า 90% ของความแข็งแรงของโลหะฐานเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อ
อะไรคือประเด็นสำคัญของการปรับการเชื่อมต่อระหว่างแผ่นปิดปลาน้ำหนักเบาและรางประเภทต่างๆ
ประเด็นสำคัญของการปรับการเชื่อมต่อระหว่างแผ่นปลาน้ำหนักเบาและรางประเภทต่างๆ คือการปรับขนาดรูโบลต์และแรงบิดในการขันให้แน่น. เมื่อเชื่อมต่อกับรางมาตรฐานแห่งชาติ 60 กก./ม. เส้นผ่านศูนย์กลางของรูโบลต์คือ 24 มม. ระยะห่างของรูคือ 140 มม. และแรงบิดในการขันจะถูกควบคุมที่ 300-350N·m เพื่อให้แน่ใจว่าแผ่นปลาและรางจะติดกันอย่างใกล้ชิดโดยไม่มีช่องว่าง เมื่อเชื่อมต่อกับราง EU EN54E1 เส้นผ่านศูนย์กลางรูโบลต์คือ 22 มม. ระยะห่างของรูคือ 120 มม. และแรงบิดในการขันจะถูกควบคุมที่ 250-300N·m เพื่อปรับให้เข้ากับขนาดข้อต่อของรางมาตรฐาน EN เมื่อเชื่อมต่อกับราง AAR136RE ในอเมริกาเหนือ เส้นผ่านศูนย์กลางรูสลักคือ 26 มม. ระยะห่างของรูคือ 150 มม. และแรงบิดในการขันจะถูกควบคุมที่ 350-400N·m เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดในการเชื่อมต่อของ-รางรถไฟลากจูงขนาดหนัก เมื่อเชื่อมต่อกับรางเกจแคบ-ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เส้นผ่านศูนย์กลางรูสลักคือ 20 มม. ระยะห่างของรูคือ 100 มม. และแรงบิดในการขันจะถูกควบคุมที่ 200-250N·m เพื่อปรับให้เข้ากับขนาดหน้าตัดเล็กของรางเกจแคบ ควรใช้สลักเกลียวความแข็งแรงสูงที่ทำจาก 40Cr ในการเชื่อมต่อ และพรีโหลดควรตรงกับแรงบิดในการขันเพื่อให้แน่ใจว่าความแข็งแรงในการเชื่อมต่อเป็นไปตามมาตรฐาน
วิธีการตรวจจับความแข็งแรงและมาตรฐานการยอมรับสำหรับแผ่นปลาน้ำหนักเบามีอะไรบ้าง
วิธีการตรวจจับความแข็งแรงของแผ่นปลาน้ำหนักเบาได้แก่การทดสอบแรงดึง การทดสอบการดัด และการทดสอบความล้า. การทดสอบแรงดึงใช้เครื่องทดสอบอเนกประสงค์เพื่อยืดตัวอย่างแผ่นปลาจนแตกหัก และบันทึกค่าความต้านทานแรงดึงและค่าความแข็งแรงคราก ความยาวเกจของตัวอย่างคือ 50 มม. และความเร็วในการยืดคือ 2 มม./นาที การทดสอบการดัดงอใช้เครื่องทดสอบการดัดงอสาม-จุดที่มีรัศมีการดัดงอ 50 มม. และมุมการดัดงอ 180 องศา และตัวอย่างจะผ่านการรับรองหากไม่มีรอยแตกร้าว การทดสอบความล้าใช้เครื่องทดสอบความล้าความถี่สูง-เพื่อใช้โหลดแบบสลับ โดยโหลดสูงสุดคือ 80% ของค่าความต้านทานแรงดึงที่กำหนด และจำนวนรอบคือ 1×107 เท่า ตัวอย่างจะผ่านการรับรองหากไม่มีการแตกหัก มาตรฐานการยอมรับขึ้นอยู่กับ GB/T 11265-2017 โดยมีความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 460MPa ความแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 345MPa ไม่มีรอยแตกในการทดสอบการดัดงอ และไม่มีการแตกหักในการทดสอบความล้า การตรวจสอบลักษณะที่ปรากฏไม่จำเป็นต้องมีรอยแตก การเสียรูป สนิม และข้อบกพร่องอื่นๆ บนพื้นผิว และการเบี่ยงเบนมิติของรูสลักเกลียวน้อยกว่าหรือเท่ากับ ±0.5 มม. อัตราส่วนการสุ่มตัวอย่างสำหรับการตรวจสอบคือ 10 ตัวอย่างต่อชุด หากตัวอย่างหนึ่งตัวอย่างไม่เข้าเกณฑ์ จะต้องดำเนินการสุ่มตัวอย่างสองครั้ง หากการสุ่มตัวอย่างสองครั้งยังคงไม่มีคุณสมบัติครบถ้วน ชุดของผลิตภัณฑ์จะถูกตัดสินว่าไม่มีคุณสมบัติเหมาะสม