1.接头阻力的定义
在钢轨接头处,两根钢轨端部由夹板通过螺栓和螺帽拧紧,由此产生的阻止钢轨端部伸缩变化的摩阻力称为接头扣件阻力,简称接头阻力。
2.接头阻力的组成
接头阻力由钢轨与夹板之间的摩阻力和螺栓抗剪力组成,为了确保安全,只考虑摩阻力。
3.接头阻力的计算
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夹板受力图
摩阻力大小主要取决于接头螺栓拉力P和钢轨与夹板接触面之间的摩擦系数f。接头螺栓拧紧后,螺栓产生拉力P,在上、下接触面上有分力,使接触面之间产生摩擦力F和正压力N, N和F的合力称为全约束反力R,即
R=F+N
由上图可知,全约束反力R与螺栓拉力P之间的关系为
式中
P——一个螺栓被拧紧后产生的拉力( kN );
a—— 夹板接触面(或轨底顶面)倾角,tan a=i ;
φ——摩擦角;
i——轨底顶面接触面斜率,43、60 kg/m钢轨i=1/3;50、75 kg/m钢轨i=1/4。
每个接触面间产生的摩擦阻力F为
接头的两块夹板与钢轨有4个接触面,一个螺栓所对应的4个接触面上产生的摩阻力S为
接头一端有3个螺栓,因此,总接头阻力为
(式5)
螺栓拉力P取决于拧紧螺母的扭矩,扭矩T与P的关系用经验公式表示为
T= K·D·P
(式6)
式中
T——接头螺栓扭矩 (N·m);
P——螺栓拉力(kN);
D——螺栓螺杆部分的直径 ( mm );
K—— 扭矩系数,K=0.18~ 0.23。
5.接头阻力的建议值
北京交通大学通过大量试验,测得在不同技术条件下钢轨的接头阻力值,并根据试验分析结果,提出表中所示的建议值。
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表1 接头螺栓的扭力矩与接头阻力
近年来,一些铁路局还研制了高摩擦阻力的接头(又称MG接头)。该接头的最高接头阻力可达1900kN,平顺性和整体性好,对抵抗钢轨纵向温度力有足够的强度。
文章来源:
本文摘抄由刘兴文主编的《铁路轨道》2011年版
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