Peran Paku dalam Struktur Lintasan
Paku menjalankan tiga fungsi mekanis pada jalur bantalan kayu. Ia menahan alas rel atau pelat pengikat terhadap beban roda vertikal, menahan rel secara lateral terhadap gaya flensa yang dihasilkan pada tikungan dan dengan berburu, dan menahan gaya mulur memanjang yang akan mendorong rel sepanjang bantalan. Pada garis dengan pelat pengikat, paku menahan pelat ke bawah dan pelat pada gilirannya menahan rel melalui bahunya; di jalur biasa, kepala paku menahan dasar rel secara langsung. Karena kayu tidak dapat dilas atau direkatkan dengan baik, paku tetap menjadi pengikat praktis untuk bantalan kayu di seluruh dunia, dan jutaan keping masih didorong dan dipindahkan setiap tahunnya.
Paku Anjing vs Paku Sekrup: Cara Kerjanya Berbeda
Paku anjing, juga disebut paku potong, adalah paku{0}}berpenampang persegi dengan kepala offset yang bertumpu pada dasar rel atau bahu pelat pengikat. Mereka didorong dengan dampak dan ditahan oleh gesekan antara betis dan serat kayu. Keuntungannya adalah biaya rendah, pemasangan sederhana dengan penggerak paku atau palu hidrolik, dan pelepasan yang mudah dengan menarik; kelemahannya adalah ketahanan terhadap penarikan bergantung pada keutuhan kayu, sehingga penarikan berulang-ulang dan-pengemudian ulang di lubang yang sama akan melonggarkan cengkeramannya.
Paku sekrup memiliki ulir heliks yang dikerjakan atau digulung pada betis dan dipasang secara rotasi dengan kunci momen atau obeng tidur. Daya tahannya beberapa kali lebih besar dibandingkan paku anjing dengan ukuran serupa karena benangnya bertautan dengan serat kayu, dapat dilepas dan-dipasang kembali dengan lebih sedikit kerusakan pada bantalan, dan tahan terhadap beban yang lebih tinggi dan dinamis. Kerugiannya-adalah biaya unit yang lebih tinggi, kebutuhan akan-lubang pilot yang sudah dibor sebelumnya, dan persyaratan torsi yang tepat:-pengencangan yang kurang akan membuat pengikat menjadi longgar, sedangkan-pengencangan yang berlebihan akan menghilangkan benang pada kayu dan mengurangi daya penahan.
Nilai Baja dan Perlindungan Permukaan
Baja paku harus menggabungkan kekuatan untuk menahan tekukan akibat gaya rel lateral dengan ketangguhan yang cukup untuk bertahan dari benturan saat berkendara tanpa memecahkan kepala atau betis. Dalam praktik GB, dog spike umum terbuat dari baja karbon seperti baja Q235 atau 45#, sedangkan paku sekrup untuk lingkungan beban lebih tinggi menggunakan baja karbon atau paduan sedang, misalnya 35CrMo, dengan tingkat kekuatan yang sesuai dengan logika klasifikasi baut ISO 898-1. Praktik AREMA menetapkan paku potong dengan persyaratan tarik minimum dan kekerasan terkontrol sehingga paku tidak menjadi rapuh dalam servis dingin.
Perlindungan permukaan mengikuti lingkungan. Paku biasa diberi minyak untuk-penyimpanan jangka pendek; pelapisan listrik seng atau galvanisasi hot-dip sesuai ISO 1461 digunakan jika terdapat kelembapan atau garam pantai; dan lapisan serpihan seng atau pelapis serpihan seng-dikhususkan untuk layanan di gurun dan industri berat karena lapisan tersebut menggabungkan ketahanan terhadap korosi dengan toleransi benang yang tidak selalu dapat ditandingi oleh galvanisasi. Pada jalur tidur yang dialiri listrik atau diolah secara kimia, pilihan pelapis juga harus mempertimbangkan kompatibilitas dengan residu pengolahan tembaga-krom-arsenik atau kreosot.
Dimensi dan Pilihan Standar
Ukuran paku anjing dijelaskan berdasarkan bagian dan panjang betis. Paku-jalur utama anjing pada umumnya memiliki betis persegi berukuran 16 mm kali 16 mm dan panjang 140 hingga 165 mm; jalur yang lebih ringan menggunakan shank 14 mm atau 15 mm, dan jalur derek atau industri menggunakan paku yang lebih panjang dan lebih berat. Paku sekrup diklasifikasikan berdasarkan diameter dan panjang ulir: Diameter M22 dan M24 dengan panjang ulir 140 hingga 175 mm umum digunakan untuk jalur utama, dan panjang ulir efektif harus diukur sedemikian rupa sehingga setidaknya satu setengah diameter ulir pengikat tetap berada pada kayu yang sehat di bawah pelat.
Pemilihan tergantung pada lalu lintas, spesies tidur dan strategi pemeliharaan. Jalur yang sering merencanakan pembaruan tidur mendukung peningkatan ekonomi; jalur dengan beban gandar yang berat, tikungan yang sempit, atau penggantian rel yang sering memerlukan paku sekrup karena jalur tersebut-menggunakan kembali lubang yang sama dengan kerusakan kayu yang lebih sedikit. Untuk kayu keras tropis, diameter dan kedalaman lubang pilot harus disesuaikan dengan kepadatan kayu, dan untuk kayu lunak panjang paku harus ditingkatkan untuk mencapai serat suara di bawah kayu gubal.
Praktek Instalasi dan Torsi
Paku anjing harus digerakkan tegak lurus dengan permukaan bantalan, dengan kepala terpasang sepenuhnya pada dasar rel atau bahu pelat; kepala yang duduk sebagian akan mengendur dalam beberapa minggu. Lubang paku pada bantalan baru harus dibor dengan diameter yang benar agar bantalan tidak terbelah, dan paku yang digerakkan ulang pada lubang yang sudah aus harus menggunakan paku betis yang terlalu besar atau lubangnya harus dipasang dan dibor ulang. Paku sekrup memerlukan lubang pilot kira-kira 80 persen diameter akar, dan torsi pemasangan dikontrol: untuk paku sekrup M24 pada bantalan kayu keras biasa, torsi pemasangan biasanya berada pada kisaran 150 hingga 250 N-m, dengan target dipilih sehingga paku mencapai tempat duduk penuh tanpa melepaskan benang kayu. Inspeksi torsi ulang secara teratur mendeteksi relaksasi alami yang terjadi pada minggu-minggu pertama setelah pemasangan.
Mode Kegagalan Umum dan Inspeksi
Kegagalan spike akan terlihat sebelum menjadi berbahaya jika inspeksi dilakukan secara sistematis. Cacat yang paling umum adalah: paku-paku lepas yang disebabkan oleh keausan atau pembusukan serat kayu, terlihat dari goyangan pelat di bawah lalu lintas yang lewat; paku bengkok akibat gaya lateral pada tikungan tajam, diidentifikasi dengan kemiringan kepala; korosi pada betis pada garis pelat, tempat berkumpulnya uap air; dan kepala pecah-pecah karena-mengemudi berlebihan dalam cuaca dingin. Pada pemeriksaan, mengetuk kepala dan mendengarkan nada tumpul dari paku yang lepas, ditambah memeriksa tanda oli atau karat di sekitar betis pada permukaan pelat, dapat mengidentifikasi sebagian besar masalah. Garis dengan kelengkungan yang berat dan gaya lateral yang tinggi biasanya memerlukan lebih banyak paku per pelat atau menambahkan sistem jangkar untuk mengurangi mulur memanjang daripada hanya mengandalkan paku saja.
Pertanyaan Umum
Mengapa beberapa perkeretaapian menggunakan paku anjing dan yang lain menggunakan paku sekrup?
Paku anjing mendominasi tempat yang ekonomis dan pemasangannya sederhana serta umur tidurnya pendek; paku sekrup dipilih karena daya penahan yang lebih tinggi, pembaruan rel yang sering, dan bantalan harus-digunakan kembali melalui beberapa siklus pengikatan.
Bisakah paku sekrup digerakkan dan bukan disekrup?
Tidak. Paku sekrup sudah mengeras dan harus dimasukkan secara berputar; mengemudikannya akan merusak benang, membelah kayu, dan menghilangkan sebagian besar keunggulan daya penahan dibandingkan paku anjing.
Seberapa dalam seharusnya lonjakan masuk ke dalam bantalan?
Untuk paku anjing, penetrasi di bawah pelat harus setidaknya sepanjang betis di bawah bahu kepala pada kayu yang sehat; untuk paku sekrup, ulirnya harus terpasang setidaknya 1,5 kali diameter ulir serat suara dengan kedalaman-penuh.
Berapa kekuatan menahan paku anjing pada umumnya?
Ketahanan penarikan bergantung pada spesies kayu dan kelembapan, tetapi dog spike berukuran 16 mm pada bantalan kayu keras yang berpengalaman biasanya dapat menahan beberapa ton tarikan; paku sekrup pada bantalan yang sama mengembangkan kira-kira dua hingga empat kali resistensi tersebut.
Mengapa paku mengendur di tikungan?
Gaya roda lateral pada tikungan bertindak sebagai beban pencungkil siklik pada spike; setiap siklus mengerjakan serat kayu di sekitar betis, dan keausan yang diakibatkannya, ditambah dengan goyangan pelat, secara bertahap mengurangi gesekan hingga paku menjadi longgar.
Bagaimana korosi lonjakan dimulai pada garis pelat?
Air dan bahan kimia pengolahan terkumpul di celah melingkar tempat betis melewati pelat, dan celah tersebut mempercepat korosi lokal; inilah sebabnya paku yang dilapisi serpihan galvanis atau-seng merupakan standar di layanan yang lembab dan pesisir.