1.1.6.1. Mối nối
L chà ỗ nối hai thanh ray với nhau, ở chỗ mối nối đường ray bị phõn cỏch và tạo thành khe hở, nờn được liờn kết với nhau bằng lập lỏch. Khe hở ở mối nối để cho ray thay đổi chiều dài khi nhiệt độ ngoài trời tăng làm cho ray nở ra hoặc co lại khi nhiệt độ giảm. Do vậy khi bỏnh xe chạy qua mối nối sẽ phỏt sinh lực xung kớch vào đường sắt tại vị trớ mối nối là chỗ yếu nhất của đường sắt, lực cản tăng khoảng 10% trong quỏ trỡnh chạy tàu. Do vậy về mặt cấu tạo, biện
Hình 1-32: Phụ kiện BR’ của Liên Xô
1-Cóc đàn hồi; 2-ống cách điện; 3-Đệm sắt 4-Đệm đàn hồi; 5-Bulông suốt
phỏp thi cụng bảo quản mối nối cú ý nghĩa quan trọng để duy trỡ trạng thỏi của tuyến đường.
Phân loại mối nối theo vị trí tơng đối giữa tàvẹt và mối nối ray thì có các loại sau:
- Mối nối kê đơn ( H 1-33a) - Mối nối kờ kộp ( H 1-33c) - Mối nối treo ( H 1-33b)
Thời kỳ đầu đường sắt cỏc nước trờn thế giới hay dựng mối nối kờ đơn trờn tà vẹt, vỡ cho rằng nú chắc chắn, nhưng quỏ trỡnh chạy tàu cho rằng loại mối nối này cú nhiều nhược điểm so với mối nối treo.
- T và ẹt dễ bị xoay khụng vuụng gúc với tim đường, nờn độ chặt của đa ba lỏt bị phỏ hoại vàđộ ổn định của đỏ ba lỏt bị mất dần.
- Lực xung kớch của bỏnh xe chạy qua đập v o mà ối nối, do đú đầu ray bị
dập mạnh, bẹt và mũn, đầu lập lỏnh và mối nối bị pha hoại.
Như vậy trạng thỏi của đầu ray chỗ mối nối trờn tà vẹt khi bỏnh xe chạy qua đến một đầu ray (H 1-35) do lực truyền lệch tõm trờn tà vẹt, tà vẹt bị quay về phớa ỏp lực gõy ứng suất lớn ở đỏ ba lỏt và khi bỏnh xe lăn qua sang đầu bờn kia thỡ lại xẩy ra tương tự, cứ như vậy nhiều đoàn tàu chạy qua thì của ba lỏt chỗ mối nối bị phỏ hoại và tà vẹt mất ổn định.
Lực xung kớch xảy ra ở mối nối là: khi bỏnh xe lăn đến đầu ray thỡ đầu ray bị hạ xuống cựng với tà vẹt tà vẹt do bị ộp lệch nờn quay sang một bờn, vỡ vậy ở giữa hai đầu ray trở nờn cao thấp khỏc nhau v bỏnh xe va à đập vào ray lực xung kớch lớn hơn. Do đú tấm đệm làm việc cú khỏc đi khi bỏnh xe đố lờn một
đầu ray thỡ ray này lập tức đố xuống lập lỏnh và khi đú lập lỏnh kộo cảđầu ray kia xuống, khi đú lập lỏch bị uốn làm hai đầu ray chờnh lệch nhau và cũn tạo thành gúc giữa hai đầu ray. Nếu mặt ray và mặt lập lỏch bị mũn nhiều, cỏc đinh bu lụng dễ bị lỏng, đỏ ba lỏt khụng chặt thỡ độ chờnh lệch giữa hai đầu ray rất lớn. Cũn đối với mối nối kờ trờn hai tà vẹt cú mụ men uốn nhỏ hơn trường hợp mối nối treo rất nhiều, nú gần bằng mụ men của mối nối trờn 1 tà vẹt, độ cứng của mối nối trờn một tà vẹt, vỡ diện tớch của mặt tà vẹt trờn đỏ ba lỏt lớn hơn. Vậy ỏp dụng kiểu mối nối trờn hai tà vẹt cú thể dựng lập lỏch lọai yếu hơn cũng
được (vỡ mụ men uốn nhỏ). Song lớp đá ba lỏt dưới mối nối treo rất khú chốn, phải đảm bảo chèn suốt cả chiều ngang của tà vẹt, sau này khi mối nối cú bị lún chỳt ớt thỡ cú thể lút thờm vào những tấm chốn giữa tà vẹt và bản đệm.
b)
Hình 1-33: Các loại mối nối
Xột vị trớ mối nối cú thể chia làm cỏc loại sau: - Mối nối đối xứng ( H 1-34a)
- Mối nối so le ( H 1-34b)
- Mối nối khụng đối đầu và cũng khụng so le ( H 1-34c)
Trong quỏ trỡnh sử dụng cỏc loại mối nối cho thấy mối nối đối xứng là loại tốt hơn cỏc loại khỏc vỡ:
- Số lần lực xung kớch giảm đi một nửa so với mối nối so le.
- Toa xe chạy qua ổn định khụng bị tỏc động lực dập xung kớch lệch và thay đổi luụn.
- Cơ khớ hoỏ trong thi cụng khi đặt ray và khi thay ray cũng thuận lợi. Hiện nay trờn thế giới nhiều nước đó hàn ray chỗ mối nối thành đoạn ray dài khoảng 800m gọi làđường sắt khụng mối nối. Cú thể hàn ray bằng hàn hơi hay hàn điện. Cụng nghệ hàn ray với lập lỏch và ray với múc phũng xụ bằng thứ
keo muốn dỏn đầu ray lại với nhau rửa sạch đầu ray bằng cỏch phun cỏt sau đú nung đầu ray lờn tới 1000C, nung lập lỏch tới 50oC sau đú lại dựng keo dỏn đầu ray và lập lỏch lại rồi nung núng lần thứ hai lờn tới 150oC v àđể nguội ngo ià khụng khớ. Khi đú cường độ chịu kộo đạt tới 250kg/cm2.
1.1.6.2. Phụ tựng liờn kết mối nối.
Để nối hai đầu ray lại với nhau người ta dựng lập lỏch nối đảm bảo cho hai đầu ray khỏi bị xờ dịch theo hướng thẳng đứng. Đầu tiờn dựng lập lỏch dẹt, loại lập lỏch dẹt này tương đối cứng theo chiều thẳng đứng, nhưng lại gắn theo chiều ngang ( H 1-35). Do vậy khi tải trọng tàu, tốc độ chạy tàu và khối lượng
vận chuyển ngày một tăng thỡ loại lập lỏch này khụng phự hợp, nờn phải thay đổi tiết diện của lập lỏch. Đối với những lập lỏch dẹt thỡ cỏc trục quỏn tớnh chớnh nằm thẳng đứng và nằm ngang trọng tõm của tiết diện nằm gần mặt phẳng tỏc dụng của cỏc lực thẳng đứng (H1-36a). Do đú cỏc lực thẳng đứng tạo thành mụ men xoắn rất nhỏ và gõy nờn sức uốn ngang. Cũn lập lỏch chữ L ( H 1-36b) cỏc trục quỏn tớnh chớnh bị quay đi một gúc so với trục thẳng đứng. Trọng tõm của tiết diện khụng trựng với mặt phẳng tỏc dụng của cỏc loại thẳng đứng. Do đú tạo thành mụ men xoắn. Lập lỏch cú đuụi (H 1-36c), ngoài sự xuất hiện uốn chếch và mụ men xoắn cũn cú hiện tượng tập trung ứng suất ở nơi thay đổi tiết diện, nhất là chỗ thay đổi tiết diện đột ngột gần lỗ đinh. Về sau cú cải tiến những chỗ thay đổi tiết diện đột ngột được vuốt lại, nờn hiện tượng ứng suất tập trung cú giảm. Cũn đối với lập lỏch cú tấm
đệm cũng cú tỡnh trạng bị uốn chếch và mụ men xoắn như loại lập lỏch cú đuụi.
Lập lỏch được chế tạo bằng loại thộp ớt cỏc bon khụng nhiệt luyện, hiện nay đó khắc phục khuyết tật này. Vỡ vậy cú thể tăng ứng suất của lập lỏch lờn gấp hai lần vàđộ rắn, độ bền chống mũn ở cỏc mặt tiếp xỳc cũng tăng. Thộp
Hình 1-35: Các loại lập lách (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
làm lập lỏch càng rắn và càng cú khả năng chống mũn nhất là khi nhiệt luyện, khụng được chế tạo hỡnh dỏng phức tạp, khụng được cho phộp tập trung ứng suất.
Đối với ray P43 và P50 hiện nay loại lập lỏch cú hai đầu( H 1-37) loại này cứng, khoẻ, mặt tiếp xỳc với ray rộng nờn làm việc tốt.
Loại lập lỏch hai đầu SNG chế tạo bằng thộp cỏc bon Mỏc tanh CT6 và CT7.
Theo tiờu chuẩn của SNG lập lỏch sau khi nhiệt luyện đạt những tớnh năng sau:
- Đường ren của bu lụng và ren của ốc vớt trũn xoay. - Mặt tiếp xỳc của ray lập lỏch bị nộn do ma sỏt.
- Mặt tiếp xỳc lập lỏch vàđầu bu lụng bị mũn do ma sỏt.
- Mũốc bu lụng khụng bị trũn lỏng ra, vỡ khi bỏnh xe chạy qua mối nối lực xung kớch phỏt sinh l m rung chuyà ển bu lụng. Vậy muốn khắc phục nguyờn nhõn thứ 1, 2 và thứ 4 thỡ làm bu lụng bằng thộp cứng phải cú nhiệt luyện.
Ở Liờn xụ cũ chế tạo ray P38 và P43 dựng bu lụng đường kớnh 22mm, ray P50 là 24mm cũn ray P65 và P75 là 28mm.
Muốn khắc phục bu lụng bị xoay thỡ đối với loại lập lỏch dựng bu lụng cú
đầu kộo dài về một phớa ( H 1-38a), cũn đối với lập lỏch dựng bu lụng làm thành hai bậc ( H 1-38b) và cú hỡnh bầu dục, như vậy lỗ lập lỏch hai đầu phải làm khỏc nhau cú lỗ trũn và lỗ bầu dục( H 1-39).
Long đen làm bằng loại thộp đặc biệt phải cú nhiệt luyện( H 1-40) vàđảm bảo ghỡ chặt cho bu lụng và chống hiện tượng xoay trũn.
Hình 1-38: Bulông có đầu kéo dài
Hình 1-39: Lập lách dùng khi bulông có đầu kéo dài
Những mối nối cỏch điện và dẫn điện phải được bảo quản thật tốt để đảm bảo an toàn cho tàu chạy qua và tớn hiệu làm việc chớnh xỏc( H 1-41).
Cũn đối với mối nối với hai loại ray khỏc nhau thỡ phải dựng loại liờn kết bằng lập lỏch đặc biệt để đảm bảo cao độ đỉnh ray bằng nhau, trờn tà vẹt cú
đệm chung cho cả hai loại ray và dựng đệm riờng để đảm bảo đế ray khụng bị
hẫng ( H 1-42).