El papel de las barras de resorte en un sistema de fijación
Una barra elástica (tira elástica) es el elemento de sujeción elástico de un sistema de fijación de carriles. Se presiona o golpea en el hombro de la fijación y sus brazos doblados se apoyan en el pie del riel, generando una fuerza de pandeo continua que mantiene el riel hacia abajo y evita el movimiento lateral. Debido a que la fuerza de sujeción proviene de una deformación elástica en lugar de una presión rígida, el riel puede moverse libremente en la dirección longitudinal durante la expansión térmica, lo cual es esencial en un riel soldado continuamente. Las barras de resorte se clasifican por modelo, fuerza de pandeo y grado de material, y cada modelo está diseñado para una clase de servicio específica, desde vías sin lastre de alta-velocidad hasta líneas industriales-de servicio pesado.
Clasificaciones de modelos básicos y fuerza de pandeo
| Modelo | Fuerza de pandeo | Uso típico |
|---|---|---|
| tipo W2 | Al menos 10 kN | Vía sin lastre de alta-velocidad, bloqueo continuo |
| tipo x3 | Al menos 3 kN | Modelo auxiliar emparejado con W2, baja resistencia a la micro expansión |
| Tipo I | Al menos 6 kN | Líneas principales ordinarias lastradas, bloqueo estándar |
| Tipo II | Al menos 8 kN | Ramas pesadas de línea ordinaria, mejor resistencia al impacto. |
| Tipo engrosado-de alta resistencia | Al menos 12 kN | Orugas pesadas industriales y mineras, anti-aflojamiento y anti-rodamiento |
El tipo W2 es el modelo principal de alta-velocidad con una vida útil superior a 5 millones de ciclos; el tipo X3 se utiliza junto con W2 donde el micro-movimiento ferroviario no debe estar excesivamente-restringido. Los tipos I y II cubren líneas ordinarias, y el tipo de servicio pesado-utiliza una sección aproximadamente un 30 por ciento más gruesa para soportar las fuerzas dinámicas más altas del tráfico minero e industrial.
Requisitos de materiales y superficies
El material del núcleo es acero para resortes 60Si2Mn, especificado con una resistencia a la tracción mínima de 1275 MPa y un límite elástico de al menos 1175 MPa de acuerdo con GB/T 1222. Para aplicaciones de alta-velocidad, se seleccionan grados de aleación más altos, como 60Si2CrVA, por su límite de fatiga superior bajo vibración de alta-frecuencia. La recuperación elástica de una barra de resorte correctamente fabricada es completa: después de repetidas deflexiones vuelve a la forma diseñada y debe pasar una prueba de fatiga de 5 millones de ciclos de carga sin fractura ni deformación plástica permanente. La protección de la superficie consiste en galvanización en caliente-más pasivación con un espesor de recubrimiento de al menos 65 micrones y una resistencia a la niebla salina superior a 400 horas, porque la rotura del recubrimiento es el punto de partida habitual de la fatiga por corrosión en ambientes húmedos.
Compatibilidad de bloqueo con rieles y pernos
La ranura de la barra de resorte debe encajar sin espacios en el perfil de la cabeza del riel, para que la tensión sea uniforme y la barra no pierda elasticidad en un punto de contacto. La fuerza de pandeo y el torque del perno deben estar sincronizados: los clips W2 y X3 están bloqueados con pernos de grado 10,9 a 500-550 Nm, los tipos I y II con pernos de grado 8,8 a 350-400 Nm, y clips para trabajos pesados-con pernos de grado 12,9 a 600-650 Nm. Si el torque del perno es demasiado bajo, la barra no puede generar su valor diseñado. fuerza de pandeo; si es demasiado alta, la barra se sobrecarga en la punta y puede agrietarse. La barra debe quedar centrada en la cabeza del riel sin desplazamiento. En las líneas electrificadas, se instalan barras de resorte de alta velocidad con pernos y juntas aislantes para que el clip no pueda provocar un cortocircuito en el circuito de la vía; Las líneas ordinarias e industriales se pueden instalar sin aislamiento.
Reglas de instalación y aceptación.
Inspeccione cada barra antes de la instalación para detectar deformaciones, óxido y grietas, y confirme que el modelo coincida con las especificaciones del riel y el perno. La barra se sujeta en la ranura del cabezal del riel con una herramienta de instalación especial; No se permiten martillazos violentos porque pueden marcar el acero y provocar una grieta. Después de la instalación, verifique la deflexión elástica: el tipo W2 debe deformarse al menos 12 mm y el tipo I al menos 8 mm bajo la acción de bloqueo, que es la señal visible de que hay fuerza de pandeo. La aceptación cubre cada barra: sin caídas, sin torceduras, sin aflojamiento, y el espacio de instalación a través del riel debe ser uniforme dentro de 5 mm. Después de la prueba de funcionamiento, vuelva a comprobar que la elasticidad no haya disminuido y que el riel no muestre fluencia ni desplazamiento lateral.
Fallos comunes y mantenimiento
La atenuación elástica se muestra como una fuerza de pandeo reducida y un ligero deslizamiento del riel; reemplácelo con el mismo modelo y verifique el torque del perno al mismo tiempo. La fractura suele ser causada por sobrecarga por fatiga o defectos del material; retire la barra rota, verifique si la carga de la línea excede el valor de diseño y actualice al tipo engrosado en líneas de servicio pesado-. El óxido sigue al daño del revestimiento y la humedad; Después de quitar el óxido y repintar, considere la posibilidad de utilizar barras de acero inoxidable en las zonas costeras. La caída se debe a una mala instalación o ranuras desgastadas; Vuelva a -sujetar y agregue-juntas resistentes al desgaste donde la ranura esté desgastada. La deformación proviene de un impacto externo; corrija la barra si es posible, reemplácela si no, y coloque protecciones anticolisión donde el riesgo de impacto sea alto.
Haga coincidir el modelo de clip con la clase de servicio: W2 para alta-velocidad, Tipo I y II para líneas ordinarias, servicio pesado-para vías mineras e industriales.
Sincronice el grado del perno y el torque con la fuerza de pandeo del clip.
Verifique la deflexión elástica después de la instalación e inspeccione los arcos en busca de grietas y desconchones en servicio.
Preguntas frecuentes
¿Cómo elijo entre W2 y Tipo II para una línea de tráfico mixto-?
Elija por clase de servicio: W2 está diseñado para vías sin lastre de alta-velocidad con bloqueo continuo, mientras que el tipo II se adapta a líneas con lastres con mayores cargas de impacto. El tipo de sistema de fijación y el perfil del carril deciden qué modelo encaja.
¿Por qué el par de apriete del perno debe coincidir con el modelo de clip?
La fuerza de pandeo del clip se desarrolla contra la precarga del perno. Un torque no coincidente deja el clip mal-sujetado, lo que permite que el riel se deslice, o sobrecarga-la punta, acortando la vida útil del clip.
¿Qué causa que una barra de resorte se rompa en invierno?
Las bajas temperaturas aumentan la sensibilidad a la fragilidad del acero, por lo que es más probable que cualquier muesca en la superficie existente, daño en el revestimiento o condición de torsión excesiva- acabe en fractura. Las líneas de regiones frías-deben utilizar calidades con tenacidad garantizada a bajas-temperaturas.
¿Es seguro mantener en servicio una barra de resorte oxidada?
El óxido superficial ligero se puede eliminar y repintar, pero las picaduras reducen la sección efectiva y aumentan la concentración de tensiones. Las barras con pérdida importante de sección o cualquier fisura deben ser reemplazadas inmediatamente.
¿Se pueden reutilizar las barras de resorte después de quitarlas?
Sólo si pasan los controles de deflexión y apariencia y no presentan deformación plástica. En la práctica, la mayoría de las barras retiradas se reemplazan porque el historial de fatiga no puede evaluarse de manera confiable en el campo.