Desain gerigi-anti selip pada pelat bantalan rel dan pengaruhnya terhadap penahan lateral rel
Apa parameter desain pola gigi trapesium pelat tekanan standar nasional?
Pola gigi trapesium pelat tekanan standar nasional memiliki kedalaman 1,0 mm, jarak gigi 5 mm, dan sudut gigi 60 derajat. Parameter ini merupakan nilai optimal yang diverifikasi oleh uji gesekan dan dapat memaksimalkan gesekan. Lebar atas gigi pola gigi trapesium adalah 2mm, dan lebar bawah gigi adalah 3mm, dengan struktur-atas dan lebar-bawah yang sempit, tidak mudah aus dan berubah bentuk, serta memiliki masa pakai yang lama. Untuk pelat penekan yang menopang rel 60kg/m, pola gigi harus menutupi seluruh permukaan pengepresan untuk memastikan bahwa area kontak dengan permukaan dasar rel lebih besar dari atau sama dengan 90% dan meningkatkan efek pengekangan lateral. Pada kereta api angkut berat, kedalaman pola gigi harus ditingkatkan secara tepat menjadi 1,2 mm, dan jarak gigi harus dikurangi menjadi 4 mm untuk meningkatkan gesekan dan beradaptasi dengan persyaratan beban kereta beban gandar besar. Selama konstruksi, perlu diperiksa apakah pola giginya masih utuh. Jika terjadi keausan atau deformasi, pelat penekan harus diganti tepat waktu.
Apa kelebihan anti-slip yang dimiliki pola gigi berlian dibandingkan pola gigi trapesium?
Pola gigi berlian berbentuk-berlian, dan kontak dengan permukaan bawah rel adalah kontak titik, yang dapat menghasilkan tegangan kontak lebih besar, dan gaya gesekan meningkat lebih dari 20% dibandingkan dengan pola gigi trapesium, dengan efek anti-slip yang lebih signifikan. Kedalaman dan jarak pola giginya dapat disesuaikan secara fleksibel, dengan kisaran kedalaman 0,8-1,5mm dan jarak 4-6mm, beradaptasi dengan material rel dan kondisi kerja jalur yang berbeda. Pola gigi berlian memiliki kinerja anti-selip dua arah yang sangat baik, yang tidak hanya menahan perpindahan rel ke kiri tetapi juga mencegah perpindahan lateral ke kanan, sehingga sangat cocok untuk digunakan pada bagian kurva radius kecil. Pelat penekan dengan desain pola gigi ini aus secara merata, tanpa keausan lokal yang berlebihan, dan masa pakainya 15% lebih lama dibandingkan pelat penekan pola gigi trapesium. Pada saat yang sama, pola gigi berlian mudah dibersihkan, dan debu serta kotoran pada lintasan tidak mudah tersangkut di celah pola gigi, sehingga memudahkan perawatan.
Persyaratan khusus apa yang ada untuk desain pola gigi pelat penekan pada bagian kurva-radius kecil?
Gaya sentrifugal yang dihasilkan ketika kereta api melewati tikungan di bagian kurva dengan radius-kecil adalah besar. Kedalaman pola gigi pelat penekan harus ditingkatkan menjadi 1,5 mm, dan jarak gigi harus dikurangi menjadi 3 mm untuk memaksimalkan gesekan dan menahan gaya dorong lateral rel. Sudut gigi harus disesuaikan hingga 75 derajat untuk meningkatkan derajat penyatuan antara pola gigi dan rel dan mencegah perpindahan lateral rel. Permukaan penekan pelat penekan harus dikarburasi, dan kekerasan permukaan harus ditingkatkan hingga di atas HRC55 untuk meningkatkan ketahanan aus pola gigi dan beradaptasi dengan seringnya gesekan pada bagian kurva. Pola gigi harus menutupi seluruh lebar pelat penekan, dan area kontak dengan rel harus lebih besar dari atau sama dengan 95% untuk menghindari deformasi pelat penekan yang disebabkan oleh tegangan lokal yang tidak merata. Selain itu, kerapatan pola gigi pelat penekan di sisi luar kurva harus lebih tinggi daripada di sisi dalam, dengan jarak gigi 3mm di sisi luar dan 4mm di sisi dalam, untuk secara khusus menahan gaya sentrifugal luar.
Apa dampak keausan pola gigi terhadap kapasitas penahan lateral pelat penekan?
Keausan pola gigi akan meningkatkan area kontak antara pelat penekan dan rel, berubah dari kontak titik atau kontak garis ke kontak permukaan, menghasilkan penurunan gaya gesekan yang signifikan dan pengurangan kapasitas penahan lateral lebih dari 50%. Ketika kedalaman pola gigi dipakai kurang dari 0,3 mm, pelat penekan tidak dapat secara efektif mencegah perpindahan lateral rel, dan perpindahan lateral rel cenderung terjadi saat kereta melewati tikungan, sehingga menyebabkan ukuran melebihi standar. Setelah pola gigi aus, tingkat penyatuan antara pelat penekan dan rel berkurang, dan rawan terjadi selip saat diberi tekanan. Dalam tindakan-jangka panjang, pelat penekan akan kendor atau bahkan jatuh. Pola gigi yang aus mudah menumpuk debu dan kotoran, sehingga mengurangi gesekan dan membentuk lingkaran setan. Selain itu, keausan pola gigi akan menyebabkan distribusi tegangan yang tidak merata pada pelat penekan, mempercepat kerusakan kelelahan pada pelat penekan, dan memperpendek masa pakai.
Bagaimana cara mendeteksi apakah-kinerja antiselip pola gigi pelat penekan memenuhi standar?
Gunakan penguji koefisien gesekan untuk mengukur koefisien gesekan antara pola gigi pelat tekanan dan permukaan bawah rel. Koefisien gesekan yang lebih besar atau sama dengan 0,6 adalah yang memenuhi standar, dan semakin tinggi nilainya, semakin baik-kinerja anti selipnya. Lakukan uji dorong lateral, terapkan putaran kereta simulasi beban lateral ke pelat penekan, amati perpindahan lateral rel, dan perpindahan lateral Kurang dari atau sama dengan 0,5 mm memenuhi syarat untuk memverifikasi kapasitas penahan lateral. Ukur kedalaman pola gigi melalui inspeksi visual, gunakan pengukur kedalaman untuk mengukur pada berbagai posisi pola gigi, dan kedalaman rata-rata lebih besar dari atau sama dengan 80% dari nilai desain yang memenuhi syarat. Jika lebih rendah dari nilai ini, pelat penekan perlu diganti. Melakukan uji keausan, mensimulasikan kondisi kerja gesekan dalam pengoperasian kereta api, mengukur keausan pola gigi setelah 100,000 siklus gesekan, dan keausan yang kurang dari atau sama dengan 0,2 mm memenuhi syarat. Selain itu, pengamatan pelacakan di lokasi dapat dilakukan untuk menghitung data perpindahan lateral rel di bagian kurva dan secara intuitif mengevaluasi kinerja sebenarnya dari kinerja anti selip pola gigi.