Umur Kelelahan Klip Pegas dan Kompatibilitasnya dengan Frekuensi Getaran Sirkuit
Apa proses inti dari uji umur kelelahan klip rel?
Uji umur kelelahan klip rel pertama-tama memerlukan pemasangan klip rel pada perlengkapan uji yang menyimulasikan bantalan tidur dan menerapkan beban awal yang sama dengan saluran sebenarnya untuk mengembalikan kondisi kerja sebenarnya. Mesin pengujian getaran frekuensi tinggi-digunakan untuk pengujian ini, dengan frekuensi getaran yang ditetapkan pada 10-50Hz untuk mensimulasikan kondisi getaran saluran yang berbeda, dan amplitudo beban dikontrol pada ±15% dari gaya penjepit desain. Selama pengujian, redaman gaya penjepitan klip rel harus dipantau secara real time, dan data dicatat setiap 1 juta getaran. Jika redaman gaya penjepit melebihi 10%, maka dianggap tidak valid. Jika klip rel retak atau patah, pengujian dihentikan dan jumlah getaran dicatat, yang merupakan umur lelah sebenarnya. Setelah pengujian, analisis metalografi harus dilakukan pada klip rel yang gagal untuk menyelidiki penyebab timbulnya retakan dan memberikan dukungan data untuk optimalisasi produk.
Bagaimanakah-getaran frekuensi tinggi jalur kereta api perkotaan memengaruhi masa pakai klip kereta api?
Jalur kereta api perkotaan memiliki interval keberangkatan kereta yang pendek, dan frekuensi getarannya bisa mencapai 30-50Hz, jauh lebih tinggi dibandingkan kereta cepat konvensional yang mencapai 10-20Hz, yang secara signifikan akan memperpendek umur kelelahan klip kereta api. Getaran-frekuensi tinggi akan mempercepat timbulnya retakan-mikro di dalam klip rel. Untuk klip rel biasa dalam kondisi kerja frekuensi tinggi{11}kereta perkotaan, waktu munculnya retakan akan bertambah sebesar 50%. Getaran berfrekuensi tinggi menyebabkan peningkatan keausan pada bagian kontak antara klip rel dan dudukan besi, yang mengakibatkan konsentrasi tegangan dan semakin mempercepat kegagalan kelelahan. Getaran frekuensi tinggi pada rel perkotaan juga akan membuat gaya penjepitan klip rel melemah dengan cepat. Klip rel dengan umur asli 20 juta kali mungkin hanya mencapai 8 juta kali dalam kondisi pengoperasian kereta api perkotaan dan perlu sering diganti. Selain itu, getaran frekuensi tinggi akan menyebabkan resonansi pada klip rel, dan amplitudo tegangan di bawah resonansi akan berlipat ganda, dan kerusakan pada umur kelelahan akan meningkat secara eksponensial.
Apa arah pengoptimalan material dari klip rel kehidupan-kelelahan-standar luar negeri?
Klip rel kehidupan-kelelahan-standar luar negeri pertama kali dioptimalkan dalam komposisi material, menggunakan baja paduan 60Si2CrVA. Dibandingkan dengan standar nasional 60Si2MnA, penambahan unsur kromium dan vanadium dapat menghaluskan butiran serta meningkatkan kekuatan dan ketangguhan material. Proses peleburan vakum diterapkan pada tahap produksi untuk mengurangi kandungan pengotor dalam baja cair dan mengurangi sumber inisiasi retak lelah. Proses perlakuan panas pada klip rel ditingkatkan, dan proses pendinginan isotermal diadopsi untuk mendapatkan struktur bainit, yang kekuatan lelahnya 20% lebih tinggi dibandingkan struktur sorbit temper yang diolah dengan pendinginan dan temper standar nasional. Bagian klip rel yang terkonsentrasi pada tegangan diperkuat secara lokal, seperti shot peening pada akar lengan elastis untuk membentuk lapisan tegangan tekan sisa, sehingga menunda perambatan retak. Selain itu, permukaan klip rel dilapisi dengan lapisan anti-korosi dan-tahan aus untuk mengurangi dampak korosi dan keausan pada masa lelah, sehingga mewujudkan optimalisasi ganda pada material dan proses.
Apa korelasi antara beban besar-jalur angkut berat dan umur kelelahan klip rel?
Beban gandar yang berat pada-jalur angkut yang berat akan meningkatkan amplitudo beban gaya penjepit yang ditanggung oleh klip rel. Kisaran fluktuasi beban klip rel biasa meningkat dari ±15% menjadi ±25%, tingkat tegangan meningkat, dan umur kelelahan akan diperpendek sebesar 30%-40%. Beban yang besar akan memperparah deformasi plastis klip rel. Klip rel dalam kondisi beban tinggi dalam waktu lama mengalami penurunan kemampuan pemulihan elastis, dan laju atenuasi gaya penjepit dipercepat, sehingga memasuki tahap kegagalan terlebih dahulu. Beban besar pada jalur angkut berat juga akan meningkatkan tegangan kontak antara klip rel dan rel, dan bagian kontak rentan terhadap keausan dan kerusakan, membentuk titik konsentrasi tegangan baru dan menyebabkan retakan lelah. Respons getaran klip rel menjadi lebih parah pada beban besar, dan risiko resonansi meningkat. Begitu resonansi terjadi, umur kelelahan akan turun tajam. Pada saat yang sama, beban yang besar akan mempercepat hilangnya beban awal pemasangan klip rel, yang selanjutnya mengurangi ketahanan lelahnya dan membentuk lingkaran setan.
Bagaimana cara meningkatkan umur kelelahan klip rel melalui teknologi pemasangan?
Pertama, beban awal harus dikontrol secara akurat selama pemasangan, dan kunci torsi yang dikalibrasi harus digunakan untuk memastikan bahwa beban awal berada dalam kisaran desain, menghindari tekanan awal yang berlebihan pada klip rel karena-pengencangan berlebihan atau keausan akibat getaran karena-pengencangan yang kurang. Sebelum pemasangan, permukaan kontak klip rel dan dudukan besi harus dibersihkan untuk menghilangkan noda karat dan minyak guna memastikan kontak yang baik dan mengurangi konsentrasi tegangan. Kesenjangan yang cocok antara klip rel dan dudukan besi harus dikontrol pada 0,2-0,3 mm. Celah yang terlalu besar akan menyebabkan klip rel bergetar, dan celah yang terlalu kecil akan membatasi deformasi elastis, yang keduanya akan mengurangi umur lelah. Selama pemasangan, sudut pemasangan klip rel harus sesuai dengan desain, dengan deviasi kurang dari atau sama dengan ±1 derajat, untuk menghindari gaya yang tidak merata akibat deviasi sudut. Selain itu, perawatan pra-getaran harus dilakukan setelah pemasangan, dan tegangan sisa pemasangan pada klip rel dihilangkan melalui ketukan manual atau getaran frekuensi rendah untuk meningkatkan ketahanan lelah servis sebenarnya.