Technologie zur Auswahl und Kompatibilität von Laschenmaterialien für verschiedene Schienenverbindungen
Was sind die Materialauswahlpunkte von Laschen für gewöhnliche Verbindungen nationaler Standardschienen mit 60 kg/m?
Laschen für normale Verbindungen von 60-kg/m-Schienen nach nationalem Standard sollten vorzugsweise niedrig-legierten hoch-Stahl Q345B verwenden, der eine Zugfestigkeit größer oder gleich 510 MPa und eine Streckgrenze größer oder gleich 345 MPa aufweist und die Belastungsanforderungen normaler Leitungen erfüllt. Bei der Materialauswahl muss der Schwerpunkt auf der Prüfung des Dehnungsindex des Materials liegen. Eine Dehnung größer oder gleich 21 % kann sicherstellen, dass die Lasche nicht zum Sprödbruch neigt, wenn sie Zugstoßbelastungen ausgesetzt wird. Gleichzeitig sollte auf die Kaltbiegeleistung des Materials geachtet werden. Ein 180-Grad-Kaltbiegetest ohne Risse ist eine notwendige Voraussetzung, um einen Sprödbruch der Lasche in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen zu vermeiden. Außerdem ist es notwendig, den Schwefel- und Phosphorgehalt des Materials zu überprüfen. Ein Schwefelgehalt von weniger als oder gleich 0,040 % und ein Phosphorgehalt von weniger als oder gleich 0,040 % können das Risiko einer Anlasssprödigkeit des Materials verringern. Schließlich ist es notwendig, den Wärmebehandlungsprozess der Fischplatte anzupassen. Die Lasche weist nach der Normalisierungsbehandlung eine gleichmäßige Härte auf und der HB-Wert liegt zwischen 180 und 220, wodurch die Kraft zusammen mit der Schienenverbindung besser ausgehalten werden kann.
Welche besonderen Materialanforderungen gelten für Laschen für isolierte Verbindungen ausländischer Normschienen?
Die Hauptanforderung an Laschen für isolierte Verbindungen ausländischer Standardschienen ist eine hohe Festigkeit und Isolationsleistung. Das Material sollte ein glasfaserverstärktes Epoxidharz-Verbundmaterial sein, dessen Volumenwiderstand größer oder gleich 10¹²Ω·cm ist und die Stromleitung wirksam blockieren kann. Die Zugfestigkeit des Materials sollte größer oder gleich 450 MPa sein, um den Belastungsanforderungen von Schwertransportleinen nach ausländischem Standard (z. B. AREMA-Standardleinen) gerecht zu werden. Gleichzeitig soll die Alterungsbeständigkeit des Materials gewährleistet sein. Unter der Einwirkung von ultravioletter Strahlung und Temperatur-Feuchtigkeitszyklen beträgt die Dämpfungsrate der Dämmleistung weniger als oder gleich 5 % pro Jahr. Auch auf die Korrosionsbeständigkeit des Materials sollte geachtet werden. Nach 1000-stündigem Eintauchen in eine Salznebelumgebung gibt es keine offensichtlichen Korrosionsflecken auf der Oberfläche, um die Nutzungssicherheit von Küstenlinien zu gewährleisten. Darüber hinaus sollte der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials nahe an dem der Schiene liegen, um eine Vergrößerung der Verbindungsspalte durch Temperaturänderungen zu vermeiden und die Glätte der Linie zu beeinträchtigen.
Welche Materialmodifizierungsmaßnahmen gibt es bei Laschen für Schienenkompensatoren im Alpenraum?
Laschen für Schienenkompensatoren in alpinen Regionen sollten aus Q345D-Stahl bestehen und einer Zähigkeitsmodifikationsbehandlung bei niedrigen Temperaturen unterzogen werden. Der Kern der Modifikation besteht darin, die Sprödübergangstemperatur des Materials zu senken, sodass es bei -40 Grad noch eine gute Zähigkeit beibehalten kann. Die erste Modifikationsmaßnahme besteht darin, beim Schmelzen das Element Nickel hinzuzufügen. Der Nickelgehalt wird auf 1,0 %-1,5 % kontrolliert, was die Schlagzähigkeit des Stahls bei niedrigen Temperaturen erheblich verbessern kann. Zweitens wird der Wärmebehandlungsprozess des Abschreckens und Anlassens mit einer Abschrecktemperatur von 880 Grad und einer Anlasstemperatur von 600 Grad angewendet, sodass die Schlagenergie des Materials bei niedriger Temperatur größer oder gleich 34 J ist. Gleichzeitig sollte die Oberfläche der Fischplatte verzinkt sein und die Zinkschichtdicke mindestens 80 μm betragen, um Korrosion durch Eis, Schnee und Enteisungsmittel in alpinen Regionen zu verhindern. Darüber hinaus ist es notwendig, den Querschnittsübergangsbogen der Lasche zu optimieren, den Übergangsradius von 5 mm auf 8 mm zu erhöhen, den Spannungskonzentrationsfaktor zu verringern und Risse durch Spannungskonzentration bei niedrigen Temperaturen zu vermeiden.
Welchen Einfluss hat die Genauigkeit der Laschenbearbeitung auf die Glätte der Schienenverbindungen?
Die Bearbeitungsgenauigkeit der Lasche bestimmt direkt die Glätte der Schienenoberfläche der Schienenverbindung, und ihre Schlüsselmaßabweichung muss streng innerhalb von ±0,2 mm kontrolliert werden. Wenn die Ebenheitsabweichung des Schienenoberflächenkontaktteils 0,3 mm übersteigt, kommt es beim Vorbeifahren des Zuges zu deutlichen Rad-{3}}Schienenstößen, was den Rad-Schienenverschleiß und die Streckenvibrationen verschlimmert. Wenn die Positionsabweichung des Schraubenlochs 0,5 mm überschreitet, passt die Lasche nicht genau auf die Schiene und es entstehen Lücken an der Verbindung, die zu einer ungleichmäßigen Einstellung der Schienenverbindung führen. Eine übermäßige Dickenabweichung der Lasche führt dazu, dass die Zähne der Schiene an der Verbindungsstelle hoch und niedrig versetzt sind, was den reibungslosen Betrieb des Zuges beeinträchtigt. Darüber hinaus sollte die Oberflächenrauheit Ra der Fischplatte kleiner oder gleich 3,2 μm sein. Eine zu hohe Rauheit erhöht den Reibungswiderstand mit der Schiene, was zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung an der Verbindung führt und die Ermüdungslebensdauer der Verbindung verringert.
Was sind die kooperativen Spannungsanpassungsprinzipien zwischen Laschen und Schrauben?
Der Kern der kooperativen Spannungsanpassung zwischen Laschen und Schrauben ist die Anpassung der Festigkeit und Steifigkeit. Die Zugfestigkeit der beiden sollte auf dem gleichen Niveau liegen, um die Situation zu vermeiden, dass „starke Teile schwache Teile beschädigen“. Die Zugfestigkeit des Bolzens sollte mit einem Unterschied von 50-100 MPa etwas höher sein als die der Lasche, damit der Bolzen bei Überlastung zuerst eine plastische Verformung erfährt und so die Rolle des Überlastschutzes spielt. Im Hinblick auf die Steifigkeitsanpassung sollte der Elastizitätsmodul der Lasche nahe an dem des Bolzens liegen, um sicherzustellen, dass die Verformung der beiden unter Last koordiniert wird und eine Spannungskonzentration auf eine bestimmte Komponente vermieden wird. Gleichzeitig ist es notwendig, die Vorspannung des Bolzens zu kontrollieren. Eine unzureichende Vorspannung führt dazu, dass die Lasche nicht fest auf der Schiene sitzt, während eine zu hohe Vorspannung zu einer plastischen Verformung der Lasche führt. Normalerweise wird die Vorspannung auf 60–70 % der Streckgrenze der Schraube eingestellt. Darüber hinaus sollten Anzahl und Anordnungsabstand der Bolzen an die Länge der Lasche angepasst werden. Die 6 Schrauben, die die 60-kg/m-Schienenlasche tragen, sollten gleichmäßig mit einer Abstandsabweichung von höchstens 2 mm verteilt sein, um eine gleichmäßige Kraftaufnahme zu gewährleisten.