Doi termeni, două semnificații
Șurubul cu rezistență ridicată-este o declarație de material: înseamnă că oțelul șurubului are o rezistență ridicată la desprindere, cuantificată prin rezistența la tracțiune în MPa. Șurubul cu rezistență ridicată este o declarație de proiectare: înseamnă că șurubul este destinat să suporte o sarcină cu rezistență la tracțiune, forfecare și încovoiere, iar în inginerie structurală înseamnă în mod specific un șurub strâns într-o conexiune prin frecare-în care sarcina este transferată prin frecare între plăcile prinse, mai degrabă decât prin sprijinirea tijei șurubului. Deoarece toate șuruburile cu rezistență ridicată-la tracțiune sunt, de asemenea, puternice din punct de vedere al designului și multe șuruburi-rezistente sunt fabricate din oțel-înaltă la tracțiune, termenii se suprapun în practică. Confuzia contează pentru un cumpărător de cale ferată, deoarece un șurub cu pește specificat ca -rezistență mare poate fi livrat ca șurub de prindere cu frecare structurală-cu dimensiuni diferite sau un șurub comandat ca rezistență-înaltă poate fi livrat fără niciun marcaj de clasă de proprietate. Specificația corectă indică întotdeauna clasa de proprietate sau cerința mecanică exactă, niciodată doar adjectivul.
Clase de proprietate conform ISO 898-1
Proprietățile mecanice ale șuruburilor metrice din oțel sunt fixate prin marcajele clasei de proprietate conform ISO 898-1. Prima cifră este o zecime din rezistența minimă la tracțiune în MPa, a doua cifră este o zecime din raportul dintre curgerea și rezistența la tracțiune. Prin urmare, un șurub din clasa 8.8 are o rezistență minimă la tracțiune de 800 MPa și o rezistență la curgere de cel puțin 640 MPa; clasa 10.9 oferă 1040 MPa la tracțiune și un randament de 940 MPa. Tabelul de mai jos enumeră clasele care apar în lucrările de cale și pod.
| Clasa de proprietate | Rm la tracțiune min | Stresul de curgere sau de rezistență | Utilizare tipică a căii ferate |
|---|---|---|---|
| 4.8 | 400 MPa | 320 MPa | Șuruburi de pește ușor, prindere generală |
| 5.6 | 500 MPa | 300 MPa | Șuruburi de pește pe linii convenționale |
| 8.8 | 800 MPa | 640 MPa | Șuruburi de șenile, șuruburi T-, șuruburi de ancorare |
| 10.9 | 1040 MPa | 940 MPa | Șuruburi grele-de tracțiune, șuruburi de prindere cu frecare structurală- |
| 12.9 | 1220 MPa | 1100 MPa | Îmbinări specializate de sarcină mare-, rareori pe cale |
Clasa este marcată pe capul șurubului și pe piuliță pentru șuruburi peste 5,8, astfel încât gradul poate fi verificat la livrare fără testare de laborator. Un șurub fără semn de cap ar trebui respins pentru siguranța-utilizare critică a căii. Duritatea este, de asemenea, o verificare bună a livrării: clasa 8.8 este de obicei 22 până la 32 HRC și clasa 10.9 aproximativ 32 până la 39 HRC, iar o nepotrivire între marcare și duritate indică material contrafăcut sau amestecat.
Ce componente feroviare folosesc Ce grad
Hardware de fixare a căilor ferate se prezintă pe clase după cum urmează. Șuruburile de pește, numite și șuruburi de îmbinare, unesc două capete de șină prin placa de pescuit; pe liniile convenționale, acestea sunt de obicei de 4,8 până la 5,6, în timp ce îmbinările temporare de-transport grele și de mare-viteză folosesc 8,8 sau mai mult. Șuruburile T-și șuruburile de ancorare ale sistemelor de prindere elastică suportă preîncărcarea sistemului și sunt de obicei 8,8, cu 10,9 specificat pentru sistemele de-transportare grele. Șuruburile sunt o familie de componente diferită: sunt filetate direct în diblul din lemn sau plastic al traversei, iar puterea lor de reținere provine din angajarea filetului cu substratul, nu de o față a piuliței, deci sunt specificate de standardul vârfului și de materialul traversei mai degrabă decât de clasa de proprietate a șuruburilor. Suruburile structurale de mare-rezistență apar în podurile și viaductele din oțel, în care conexiunea prin frecare-prinza este proiectată și preîncărcată în conformitate cu codul structural, iar clasa de proprietate a șuruburilor face parte din calculul conexiunii.
Angajarea filetului și înălțimea piuliței
O eroare obișnuită de specificație este de a solicita o lungime excesivă de angrenare a firului, în opinia că mai mult contact cu firul previne dezlipirea. Regula de inginerie este diferită: o piuliță standard cu înălțimea de 0,8 ori diametrul șurubului dezvoltă întreaga capacitate de tracțiune a șurubului, iar angajarea mai lungă nu adaugă nimic la rezistență, deoarece tija șurubului, nu filetul, devine punctul slab. Ceea ce previne de fapt decaparea este adaptarea corectă a filetului la toleranțele ISO 965, duritatea adecvată a piuliței în raport cu șurubul și filetele curate și lubrifiate la strângere. Pentru un șurub de 20 mm, înălțimea piuliței cu rezistență maximă este de aproximativ 16 mm, iar specificarea unui filet de cuplare de 1,5 ori diametrul, așa cum apare uneori în specificațiile pentru amatori, este inutilă și poate cauza chiar probleme făcând îmbinarea sensibilă la stivuirea toleranței. Abordarea corectă este să urmați standardul componentelor: înălțimea piuliței, toleranța filetului și testul de încărcare de rezistență sunt definite acolo, iar un filet decupat după strângere este un simptom de potrivire greșită, duritate greșită sau cuplu excesiv, nu de cuplare insuficientă.
Temperatură scăzută și fragilizare cu hidrogen
Două puncte de selecție suplimentare contează pentru șuruburile de cale. În regiunile reci sub aproximativ -40 de grade C, șuruburile din oțel carbon își pierd duritatea, iar specificația ar trebui să adauge o cerință de impact sau să treacă la un grad de temperatură scăzut-, deoarece un șurub fragil sub preîncărcare se poate defecta fără avertisment. În direcția opusă, șuruburile de înaltă rezistență de la clasa 10.9 și mai sus, sau cu duritate peste aproximativ 390 HV, sunt susceptibile la fragilizarea hidrogenului dacă sunt galvanizate: hidrogenul introdus în timpul placare poate provoca fracturi întârziate după instalare. Regula practică este de a evita galvanizarea șuruburilor de șenile întărite și de a utiliza în schimb o acoperire cu fulgi de zinc sau galvanizare prin imersie la cald-și să solicite o coacere de-scădere, dacă galvanizarea este inevitabil, conform practicii ISO 4042. Un cumpărător care specifică șuruburi de pește din clasa 10.9 pentru o linie de transport greu de coastă ar trebui, prin urmare, să specifice procesul de acoperire, precum și clasa de proprietate, deoarece cei doi decid împreună dacă șurubul supraviețuiește primei ierni.
Întrebări frecvente
Î1: Un șurub-înaltă la tracțiune este același cu un șurub-de înaltă rezistență?
Nu tocmai. Rezistenta-înaltă descrie materialul, o rezistență la tracțiune de 800 MPa sau mai mult, clasa 8.8 și mai sus. Rezistența-înaltă descrie rolul de proiectare, inclusiv conexiunile de frecare preîncărcate. În practică, termenii se suprapun, deci specificați întotdeauna clasa de proprietate în scris.
Î2: Ce înseamnă 8.8 pe un cap de șurub?
Este clasa de proprietate ISO 898-1: rezistență minimă la tracțiune 800 MPa și limită de curgere 640 MPa. Marcajul este o zecime din rezistența la tracțiune, urmată de o zecime din raportul de curgere-la tracțiune.
Î3: Ce calitate ar trebui să fie șuruburile de pește?
Căile articulate convenționale utilizează în mod obișnuit 4,8 până la 5,6, în timp ce liniile de-transport greu și-de trafic intens specifică 8,8 sau mai mare. Calitatea trebuie să se potrivească cu designul plăcii și cu specificațiile cuplului de întreținere ale liniei.
Î4: De ce șuruburile întărite se sparg după instalare?
Fractura întârziată de clasa 10.9 și mai sus este, de obicei, fragilizarea cu hidrogen din electroplacare. Soluția este să folosiți fulgi de zinc sau acoperiri prin imersie fierbinte-care nu introduc hidrogen sau să coaceți piesele conform ISO 4042 după placare.
Î5: Cât de mult angajarea firului este necesară pentru rezistență maximă?
Aproximativ de 0,8 ori diametrul șurubului, care este înălțimea standard a piuliței. Angajarea mai lungă nu crește capacitatea de tracțiune; potrivirea și duritatea corectă sunt cele care împiedică decaparea.
Î6: Cum pot verifica gradul șuruburilor livrate?
Verificați marcajul capului în raport cu clasa de proprietate, verificați duritatea cu un tester portabil și solicitați certificatul morii cu rezultatele testelor mecanice. Șuruburile nemarcate ar trebui respinse pentru utilizare-critică a căii de siguranță.