볼트 구멍에서 압력판이 파손되는 이유
클램프 플레이트 또는 레일 베이스 플레이트라고도 불리는 압력 플레이트 -는 탄성 고정 시스템에서 침목에 대해 레일 풋을 누르는 구성 요소입니다. 기차가 지나갈 때 볼트 구멍은 인장력을 전달하는 반면 레일 풋과 접촉하는 작업 표면은 반력을 전달합니다. 이 두 응력장이 교차하는 곳에서는 극심한 전단 응력과 굽힘 응력이 발생합니다. 열차 진동은 이 영역에 높은-주파수 교번 응력을 가하므로 볼트-구멍 가장자리가 사용 중인 주요 균열-시작 지점인 이유입니다. 균열이 시작되면 응력 집중을 특별히 설계하지 않는 한 빠르게 전파됩니다. 이러한 종류의 피로 고장은 교통량이 많은 라인에서 조기 고정 부품 교체의 상당 부분을 차지합니다.
응력 완화 그루브가 응력을 재분배하는 방법
응력 완화 홈은 집중 지점에서 재료를 제거하고 하중-지탱-단면을 의도적으로 수정합니다. 구멍 가장자리의 날카로운 피크 대신 홈은 응력을 더 넓은 영역으로 분산시키고 응력 흐름 선을 부드럽게 만듭니다. 홈은 완충 구역 역할을 합니다. 하중을 가하는 동안 작은 탄성 변형을 겪고 변형 에너지를 흡수하여 균열 핵생성을 지연시킵니다. 홈이 있는 플레이트의 유한 요소 분석은 일반적으로 홈이 없는 동일한 플레이트에 비해 볼트 구멍 주변의 최대 응력이 30% 이상 떨어지는 것을 보여줍니다. 이는 동일한 차축-하중 스펙트럼에서 피로 수명이 상당히 길어진다는 것을 의미합니다.
그루브 크기 및 위치에 대한 설계 원칙
최고-응력선에 위치합니다.홈은 볼트-구멍 중심과 작업 표면을 연결하는 선에 위치해야 합니다. 이 선에서 벗어난 홈은 임계 피크를 줄이는 데 거의 도움이 되지 않으며 다른 곳에 새로운 집중 지점을 생성할 수도 있습니다.
판 두께의 1/3~1/2 깊이.깊이는 주요 튜닝 변수입니다. 플레이트 두께의 절반보다 깊은 홈은 단면을 약화시키고 나머지 인대가 붕괴될 위험이 있습니다. 1/3-보다 얕은 홈은 응력장을 효과적으로 분산시키지 못합니다.
플레이트 크기에 맞게 너비가 조정되었습니다.너비는 플레이트 치수 및 구멍 가장자리로부터의 거리에 비례하여 설정되며 일반적으로 FEA에 의해 깊이와 함께 확인됩니다.
부드러운 루트 반경.홈 루트는 반경이 넓어야 하며 모서리가 뾰족하지 않아야 합니다. 날카로운 뿌리는 단순히 응력 집중을 홈 바닥으로 이동시킵니다.
스위치 플레이트에 더욱 공격적인 홈 가공이 필요한 이유
스위치(턴아웃) 플레이트는 일반 라인 플레이트보다 훨씬 더 복잡한 부하 이력을 견뎌냅니다. 이는 수직 휠 압력, 스위치 입구 및 출구 영역의 큰 측면 추력, 견인 및 제동으로 인한 세로 힘을 결합합니다. 스위치-기계 작동은 포인트 엔드 피팅에 동적 충격 하중을 추가합니다.- 그 결과 기존의 단일 홈으로는 처리할 수 없는 볼트 구멍의 다축 교번 응력 상태가 발생합니다. 따라서 스위치 플레이트는 이중 홈 또는 프로파일 릴리프 홈으로 설계되었으며 프로토타입 제작 전에 분기의 특정 하중 케이스에 대해 FEA에 의해 형상이 검증되었습니다.
파손된 판을 진단하는 방법
판이 파손되고 파단 표면에 뚜렷한 피로 줄무늬가 나타나는 동안 홈 루트에서 균열이 시작되는 경우 홈 설계는 일반적으로 날카로운 루트 반경, 부정확한 깊이 또는 잘못된 위치의 원인일 수 있습니다. - 결함이 홈 외부에서 시작되고 홈 자체가 손상되지 않은 경우 원인은 재료 결함, 볼트의 과도한 조임-또는 베이스 플레이트 정렬 오류와 같은 설치 오류일 가능성이 높습니다. 설계까지 추적된 배치 실패의 경우 올바른 대응은 배송을 중단하고,-실제 부하 스펙트럼으로 FEA를 다시 실행하고, 수정된 플레이트를 다시 인증하는 것입니다-. 고립된 고장의 경우 먼저 설치 토크와 침목 표면 상태를 검토하십시오.
자주 묻는 질문
응력 완화 홈이 압력판을 약화시키나요?
그루브는 재료를 제거하지만, 정확한 크기의 그루브는 강도가 아닌 응력을 제거합니다. 깊이는 판 두께의 약 절반으로 제한되고 위치는 최대-응력선을 따르기 때문에 피로 수명이 늘어나는 동안 하중-지탱 부분은 적절하게 유지됩니다.
기존 플레이트 설계에 홈을 추가할 수 있습니까?
이미 사용 중인 플레이트에 홈을 개조하려면 FEA 및 피로 테스트를 통한 재{0}}검증이 필요합니다. 설계되지 않은 플레이트에 홈을 가공하는 것만으로도 강성이 감소하고 클램핑력이 변경될 수 있으므로 정식 설계 변경을 권장합니다.
압력판에 일반적으로 사용되는 재료는 무엇입니까?
압력 플레이트는 일반적으로 스프링 강철 또는 담금질 및 템퍼링된 구조용 강철로 생산됩니다. 정확한 등급과 경도가 선택되어 영구 고정 없이 클립 설치 중에 플레이트가 탄성적으로 편향될 수 있습니다.
생산 시 홈 치수는 어떻게 확인됩니까?
홈 깊이, 너비 및 루트 반경의 치수 검사는 보정된 게이지 또는 광학 측정을 통해 수행되며, 각 생산 배치의 샘플은 설계 부하 스펙트럼에서 피로-테스트를 거칩니다.
압력판과 같은 시스템 구성 요소를 고정하는 데 어떤 표준이 적용됩니까?
레일 고정 시스템과 해당 구성 요소에 대한 성능 요구 사항은 EN 13481 시리즈에 정의되어 있으며, 중국 공급은 일반적으로 탄성 고정 시스템에 대한 TB/T 고정 구성 요소 표준을 기준으로 확인됩니다. 레일 클립 및 플레이트 강철 등급은 관련 GB/T 스프링 강철 및 구조용 강철 표준을 따릅니다.