Pengaturan Lubang Baut pada Pelat Ikan dan Metode untuk Mengurangi Konsentrasi Stres pada Sambungan Rel
Mengapa konsentrasi tegangan pada sambungan rel akan bertambah ketika jarak lubang baut pada pelat ikan melebihi 150mm?
Jarak lubang baut yang berlebihan pada pelat ikan akan menyebabkan daya rekat yang buruk antara rel dan pelat ikan pada sambungan, dan transmisi tegangan terputus-putus. Di bawah pengaruh beban kereta api, tegangan akan terkonsentrasi pada area rel tanpa penyangga lubang baut, sehingga membentuk zona-tegangan tinggi. Amplitudo tegangan di area ini bisa mencapai 2,5 kali lipat dari bagian tengah rel, dan-retakan mikro mudah terjadi. Di bawah-beban bolak-balik jangka panjang,-retak mikro akan menyebar dengan cepat, menyebabkan pengelupasan dan patah pada sambungan rel. Selain itu, jarak lubang yang berlebihan akan menyebabkan tegangan yang tidak merata pada baut, dan beberapa baut akan menanggung gaya geser yang berlebihan, mempercepat kelonggaran baut dan semakin memperparah konsentrasi tegangan.
Mengapa pelat ikan sambungan rel GB mengadopsi susunan 4 lubang, sedangkan pelat ikan sambungan rel standar luar sebagian besar mengadopsi susunan 6 lubang?
Tingkat beban sambungan rel GB rendah, dan susunan 4-lubang dapat memenuhi permintaan transmisi tegangan, serta mengurangi biaya pemrosesan dan berat. 4 lubang baut didistribusikan secara merata, yang secara efektif dapat menghilangkan tegangan sambungan dan mengontrol amplitudo tegangan dalam 60% dari kekuatan luluh rel. Rel standar luar sebagian besar digunakan untuk jalur-kecepatan tinggi atau angkutan berat dengan tingkat beban tinggi, sehingga diperlukan penataan 6 lubang untuk menambah jumlah baut dan meningkatkan kekuatan pembatas sambungan. 6 lubang baut dapat membubarkan jalur transmisi tegangan menjadi 5 bagian, mengurangi amplitudo tegangan sebesar 30%, dan meningkatkan area kontak antara baut dan pelat ikan, sehingga mengurangi tegangan geser baut. Oleh karena itu, perbedaan jumlah lubang menjadi kunci untuk beradaptasi dengan tingkat beban saluran yang berbeda.
Mengapa susunan lubang baut di tepi fish plate akan meningkatkan risiko patahnya fish plate?
Susunan lubang baut pada tepi pelat ikan akan mengurangi bagian bantalan efektif pelat ikan dan membentuk titik konsentrasi tegangan. Di bawah aksi beban kereta, tegangan pada tepi lubang baut akan diteruskan ke tepi pelat ikan, sehingga menyebabkan konsentrasi tegangan di area tepi. Amplitudo tegangan di area ini bisa mencapai 2 kali lipat dari area pusat, dan retakan lelah mudah terjadi. Selain itu, akurasi pemasangan lubang baut tepi tinggi, dan penyimpangan posisi lubang akan menyebabkan tegangan baut offset, yang selanjutnya memperparah konsentrasi tegangan. Di bawah beban bolak-balik jangka panjang, retakan akan menyebar dengan cepat, menyebabkan patahnya lempeng ikan dan mempengaruhi kekuatan sambungan secara keseluruhan.
Bagaimana cara mengurangi konsentrasi tegangan pada sambungan rel melalui chamfering dan pemolesan lubang baut?
Talang tepi lubang baut pelat ikan, dengan radius talang yang direkomendasikan sebesar 3-5mm, yang dapat menghilangkan struktur sudut tajam di tepi lubang dan membubarkan konsentrasi tegangan. Pada saat yang sama, poles dinding bagian dalam lubang baut untuk mengurangi kekasaran permukaan dan koefisien konsentrasi tegangan. Setelah chamfering dan pemolesan, amplitudo tegangan pada lubang baut dapat dikurangi sebesar 25%-30%, dan kemungkinan terjadinya retakan mikro sangat berkurang. Selain itu, lubang baut yang dipoles dapat mengurangi kerusakan gesekan antara ulir dan baut, sehingga memperpanjang masa pakai baut. Metode ini mudah dioperasikan dan berbiaya rendah, cocok untuk promosi dan penerapan di tempat.
Apa dampak konsentrasi tegangan pada sambungan rel terhadap masa pakai bantalan-bawah rel?
Konsentrasi tegangan pada sambungan rel akan menyebabkan penurunan rel yang tidak merata pada sambungan tersebut, dan tekanan lokal yang berlebihan pada-lapisan bawah rel. Di bawah tekanan tinggi, laju set kompresi pad meningkat, dan masa pakai diperpendek sebesar 30%-40%. Pada saat yang sama, konsentrasi tegangan akan mengurangi kelancaran lintasan pada sambungan, dan beban tumbukan yang ditimbulkan oleh kereta api saat melintas akan memperburuk keausan dan penuaan bantalan. Selain itu, fluktuasi stres pada sambungan akan diteruskan ke bantalan yang tidur, menyebabkan tekanan yang tidak merata pada bantalan tersebut, mempercepat kerusakan bantalan, dan secara tidak langsung memengaruhi siklus servis bantalan bawah-rel. Oleh karena itu, mengurangi konsentrasi tegangan pada sambungan dapat secara efektif memperpanjang masa pakai bantalan bawah rel.