Ermüdungslebensdauer von Federklemmen und ihre Kompatibilität mit der Schwingungsfrequenz des Stromkreises
Was ist der Kernprozess des Ermüdungslebensdauertests von Schienenklemmen?
Der Ermüdungslebensdauertest von Schienenklemmen erfordert zunächst die Installation der Schienenklemme auf einer Testvorrichtung, die eine Schwelle simuliert, und die Anwendung der gleichen Vorspannung wie bei der tatsächlichen Strecke, um den tatsächlichen Betriebszustand wiederherzustellen. Für den Test wird eine Hochfrequenz-Vibrationsprüfmaschine verwendet, wobei die Vibrationsfrequenz auf 10–50 Hz eingestellt ist, um die Vibrationsbedingungen verschiedener Leitungen zu simulieren, und die Lastamplitude auf ±15 % der vorgesehenen Klemmkraft gesteuert wird. Während des Tests muss die Dämpfung der Klemmkraft der Schienenklemme in Echtzeit überwacht werden und alle 1 Million Vibrationen werden Daten aufgezeichnet. Wenn die Abschwächung der Klemmkraft mehr als 10 % beträgt, wird sie als ungültig gewertet. Wenn die Schienenklemme reißt oder bricht, wird der Test abgebrochen und die Anzahl der Vibrationen aufgezeichnet, die die tatsächliche Ermüdungslebensdauer darstellt. Nach dem Test muss eine metallografische Analyse der ausgefallenen Schienenklemme durchgeführt werden, um die Ursache der Rissentstehung zu untersuchen und Daten zur Produktoptimierung bereitzustellen.
Wie wirkt sich die hochfrequente Vibration von Stadtbahnstrecken auf die Ermüdungslebensdauer von Schienenklemmen aus?
Städtische Bahnstrecken haben kurze Zugabfahrtsintervalle und die Vibrationsfrequenz kann 30-50 Hz erreichen, viel höher als die 10-20 Hz herkömmlicher Schnellbahnen, was die Ermüdungslebensdauer von Schienenklemmen erheblich verkürzt. Hochfrequente Vibrationen beschleunigen die Entstehung von Mikrorissen im Schienenclip. Bei gewöhnlichen Schienenklemmen unter städtischen Hochfrequenzbetriebsbedingungen verlängert sich die Zeit, in der Risse auftreten, um 50 %. Hochfrequente Vibrationen führen zu einem erhöhten Verschleiß an den Kontaktteilen zwischen der Schienenklemme und dem Eisensitz, was zu einer Spannungskonzentration und einer weiteren Beschleunigung des Ermüdungsversagens führt. Durch die hochfrequenten Vibrationen der Stadtschienen lässt auch die Klemmkraft der Schienenklemme schnell nach. Der Schienenclip mit einer ursprünglichen Lebensdauer von 20 Millionen Mal erreicht unter städtischen Schienenbetriebsbedingungen möglicherweise nur 8 Millionen Mal und muss häufig ausgetauscht werden. Darüber hinaus führen hochfrequente Vibrationen zu einer Resonanz der Schienenklemme, wodurch sich die Spannungsamplitude bei Resonanz verdoppelt und die Schädigung der Ermüdungslebensdauer exponentiell zunimmt.
Was sind die Materialoptimierungsrichtungen für Schienenklemmen mit hoher -Ermüdungsermüdung- nach ausländischem Standard?
Ausländische Standard-Schienenklammern mit hoher -Ermüdungsdauer-werden zunächst in der Materialzusammensetzung unter Verwendung von legiertem 60Si2CrVA-Stahl optimiert. Im Vergleich zum nationalen Standard 60Si2MnA kann die Zugabe von Chrom- und Vanadiumelementen die Körner verfeinern und die Festigkeit und Zähigkeit des Materials verbessern. Der Vakuumschmelzprozess wird in der Produktionsphase eingesetzt, um den Gehalt an Verunreinigungen in der Stahlschmelze zu reduzieren und die Ursache für die Entstehung von Ermüdungsrissen zu verringern. Der Wärmebehandlungsprozess des Schienenclips wird verbessert und der isotherme Abschreckprozess wird angewendet, um eine Bainitstruktur zu erhalten, deren Ermüdungsfestigkeit 20 % höher ist als die der angelassenen Sorbitstruktur, die durch Abschrecken und Anlassen nach nationalem Standard behandelt wurde. Die spannungskonzentrierten Teile des Schienenclips werden lokal verstärkt, beispielsweise durch Kugelstrahlen an der Wurzel des elastischen Arms, um eine Restdruckspannungsschicht zu bilden, die die Rissausbreitung verzögert. Darüber hinaus ist die Oberfläche des Schienenclips mit einer -korrosions- und verschleißfesten Beschichtung-beschichtet, um die Auswirkungen von Korrosion und Verschleiß auf die Ermüdungslebensdauer zu reduzieren und so eine doppelte Optimierung von Material und Prozess zu erreichen.
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der großen Belastung von Schwerlastleitungen und der Ermüdungslebensdauer von Schienenklemmen?
Die hohe Achslast von Schwertransportleitungen erhöht die Klemmkraftlastamplitude, die von der Schienenklemme getragen wird. Der Lastschwankungsbereich gewöhnlicher Schienenklemmen erweitert sich von ±15 % auf ±25 %, das Spannungsniveau steigt und die Ermüdungslebensdauer verkürzt sich um 30 % - 40 %. Große Belastungen verstärken die plastische Verformung der Schienenklemme. Die Schienenklemme weist in einem Zustand hoher -längerer Zeit eine verminderte Fähigkeit zur elastischen Erholung auf, und die Abschwächungsrate der Klemmkraft wird beschleunigt, sodass sie vorzeitig in das Versagensstadium eintritt. Durch die große Belastung von Schwerlaststrecken erhöht sich auch die Kontaktspannung zwischen Schienenklemme und Schiene, und die Kontaktteile sind anfällig für Verschleiß und Quetschungen, wodurch neue Spannungskonzentrationspunkte entstehen und Ermüdungsrisse entstehen. Bei großen Belastungen ist die Vibrationsreaktion des Schienenclips stärker und das Resonanzrisiko erhöht. Sobald Resonanz auftritt, sinkt die Ermüdungslebensdauer stark. Gleichzeitig beschleunigen große Belastungen den Verlust der Montagevorspannung des Schienenclips, was seine Ermüdungsfestigkeit weiter verringert und einen Teufelskreis bildet.
Wie kann die tatsächliche Ermüdungslebensdauer von Schienenklemmen durch Installationstechnik verbessert werden?
Erstens muss die Vorspannung während der Installation genau kontrolliert werden, und es muss ein kalibrierter Drehmomentschlüssel verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Vorspannung innerhalb des Auslegungsbereichs liegt, um eine übermäßige Anfangsspannung des Schienenclips aufgrund zu{0}}Anziehens oder Vibrationsverschleiß aufgrund zu-Anziehens zu vermeiden. Vor der Installation müssen die Kontaktflächen des Schienenclips und des Eisensitzes gereinigt werden, um Rost und Ölflecken zu entfernen, um einen guten Kontakt zu gewährleisten und die Spannungskonzentration zu reduzieren. Der passende Spalt zwischen der Schienenklemme und dem Eisensitz sollte auf 0,2-0,3 mm eingestellt werden. Ein zu großer Spalt führt zum Wackeln der Schienenklemme, ein zu kleiner Spalt begrenzt die elastische Verformung, was beides zu einer Verringerung der Ermüdungslebensdauer führt. Bei der Installation muss der Installationswinkel des Schienenclips mit der Konstruktion übereinstimmen und eine Abweichung von höchstens ±1 Grad aufweisen, um ungleichmäßige Kräfte aufgrund von Winkelabweichungen zu vermeiden. Darüber hinaus muss nach der Installation eine Vorvibrationsbehandlung durchgeführt werden, und die Installationseigenspannung der Schienenklemme wird durch manuelles Klopfen oder niederfrequente Vibration beseitigt, um ihre tatsächliche Betriebsermüdungsbeständigkeit zu verbessern.