Tecnología de control de precisión de precarga de pernos y soluciones de adaptación para diferentes sistemas de fijación
¿Cuáles son los métodos de control precisos para la precarga de pernos en sistemas de fijación de rieles de alta-velocidad?
La precarga del perno en los sistemas de fijación de rieles de alta-velocidad debe controlarse con precisión dentro de 200-220 N·m. Los métodos de control emplean principalmente el método del ángulo de torsión-. Este método implica aplicar primero un par base (50 N·m) y luego girar el perno en un ángulo específico (60 grados -70 grados), lo que puede controlar con precisión la desviación de la precarga a menos o igual a ±5 %. En segundo lugar, se utiliza una llave dinamométrica de alta-precisión, con una precisión de torsión inferior o igual a ±2%, lo que garantiza una aplicación de fuerza precisa. Simultáneamente se debe controlar el ambiente de aplicación, manteniendo la temperatura a 20±5 grados. Los cambios de temperatura afectan el coeficiente de fricción del perno, lo que provoca fluctuaciones en la precarga. Además, los tornillos requieren lubricación. La aplicación de una grasa especial a la superficie de la rosca ayuda a estabilizar el coeficiente de fricción en 0,12-0,15, evitando que las fluctuaciones en el coeficiente de fricción afecten la precarga. Finalmente, se realiza una reinspección de precarga. Dentro de las 24 horas posteriores a la instalación, se utiliza un probador de precarga ultrasónico y la tasa de aprobación de la reinspección debe alcanzar el 100 % antes de que el sistema pueda ponerse en uso.
¿Cuáles son las medidas de control mejoradas para la precarga de pernos en sistemas de sujeción-de alta resistencia?
La precarga del perno en los sistemas de sujeción-de alta resistencia debe aumentarse a 300-350 N·m. Las medidas de control mejoradas incluyen: en primer lugar, seleccionar pernos de alta resistencia fabricados con material 40CrNiMoA con una resistencia a la tracción mayor o igual a 1200 MPa y un límite elástico mayor o igual a 1000 MPa, capaces de soportar una mayor precarga. En segundo lugar, aplicar la precarga mediante un método de tensado hidráulico, con una precisión del tensor hidráulico inferior o igual a ±1%, garantiza una distribución uniforme de la fuerza en los pernos, evitando daños en la rosca causados por los métodos de torsión. Al mismo tiempo, se optimiza la estructura de la rosca del perno mediante el uso de roscas de paso fino-, que tienen un paso más pequeño y una mayor estabilidad de precarga. También es necesaria una monitorización dinámica de la precarga. Se instalan sensores de tensión en las cabezas de los pernos para monitorear los cambios en la precarga durante la operación del tren en tiempo real, emitiendo advertencias oportunas cuando la precarga disminuye en más del 10%. Además, se realiza una nueva inspección manual cada 3 meses utilizando una llave dinamométrica para garantizar que la precarga permanezca dentro del rango objetivo.
¿Cuál es un esquema de control económico para la precarga de pernos en sistemas de fijación ferroviarios convencionales?
Para sistemas de fijación ferroviarios convencionales, es suficiente una precarga del perno de 100-120 N·m. El núcleo de un esquema de control económico es el uso de una llave dinamométrica fija, con una precisión de torsión inferior o igual a ±5%, que cuesta solo un-tercio del precio de una llave de alta-precisión. Las medidas de control primero simplifican el proceso de aplicación de fuerza aplicando directamente la precarga utilizando el método de torsión, eliminando la necesidad de control del ángulo y reduciendo la dificultad operativa. En segundo lugar, las roscas de los pernos se lubrican uniformemente con grasa ordinaria a base de litio-, que es económica y garantiza un coeficiente de fricción estable. Al mismo tiempo, se utiliza el muestreo por lotes para el control de calidad, inspeccionándose el 10% de los pernos de cada lote; se considera 合格 (calificado) una desviación de precarga menor o igual a ±10%. La capacitación operativa estandarizada mejora aún más la competencia operativa del personal de construcción, reduciendo el error humano. Además, se seleccionan pernos de acero 45# de alto rendimiento para cumplir con los requisitos de carga de las líneas ferroviarias convencionales, lo que reduce aún más los costos.
¿Cuáles son las principales causas de la atenuación de la precarga de los pernos y sus medidas de prevención?
Hay cuatro razones principales para la disminución de la precarga de los pernos: Primero, cambios en el coeficiente de fricción de la rosca. Durante el servicio, la pérdida de grasa o la contaminación pueden aumentar el coeficiente de fricción, provocando una disminución de la precarga. En segundo lugar, la deformación plástica del perno. Una precarga excesiva o una vibración prolongada pueden provocar la deformación plástica del perno, lo que resulta en una disminución de la precarga. En tercer lugar, la fluencia de los componentes. El deslizamiento de componentes elásticos, como los soportes de rieles, puede aumentar el espacio libre en el sistema de sujeción, provocando una disminución de la precarga. Cuarto, factores ambientales. Las altas temperaturas, la humedad y la corrosión pueden degradar las propiedades del material de los pernos y provocar el deterioro de la precarga. Las medidas de prevención incluyen: primero, reponer grasa periódicamente y lubricar las roscas de los pernos cada 6 meses; en segundo lugar, controlar estrictamente el límite superior de precarga, sin exceder el 70% del límite elástico del perno; en tercer lugar, utilizar apoyos de riel con buena resistencia a la fluencia para reducir el impacto de la fluencia del resto en la precarga; y finalmente, aplicar un tratamiento anticorrosión-a los pernos para evitar la degradación del rendimiento causada por la corrosión.
¿Cuáles son las comparaciones de aplicabilidad y recomendaciones de selección para diferentes métodos de control de precarga?
Hay tres métodos principales para controlar la precarga de los pernos: método de torsión, método de torsión-ángulo y método de tensión hidráulica. Su aplicabilidad varía significativamente. El método de torsión es simple de operar y de bajo costo, con una desviación de precarga de ±8%-±10%, lo que lo hace adecuado para sistemas de sujeción ferroviarios convencionales donde los requisitos de precarga no son altos. El método del ángulo de torsión-tiene mayor precisión, con una desviación de precarga de ±3%-±5%, dificultad de operación moderada y costo moderado, lo que lo hace adecuado para sistemas de fijación ferroviaria de alta-velocidad y cumple con los requisitos de estabilidad de precarga bajo vibración de alta-frecuencia. El método de tensión hidráulica tiene la mayor precisión, con una desviación de precarga de ±1%-±2%, pero tiene altos costos de equipo y operación compleja, lo que lo hace adecuado para sistemas de sujeción de cargas pesadas-y permite un control preciso de grandes precargas. Las recomendaciones de selección deben determinarse en función del tipo de línea ferroviaria: los ferrocarriles convencionales priorizan el método de torsión, los ferrocarriles de alta-velocidad priorizan el método de torsión-ángulo y los ferrocarriles de carga-pesada priorizan el método de tensión hidráulica. Para secciones especiales (como centros ferroviarios de alta-velocidad y rampas de carga-pesadas), se puede utilizar una combinación de método de tensión hidráulica y monitoreo de tensión para garantizar la estabilidad de la precarga a largo plazo-.