Подкладка раздельного скрепления Сталь 4 в Минске


Подкладка раздельного скрепления из стали 4: несущий элемент промежуточного рельсового скрепления

Подкладка раздельного скрепления из стали 4 — плоский фасонный элемент, устанавливаемый между подошвой рельса и верхом шпалы в узлах КБ-65, КБ-75 и их аналогах. Деталь воспринимает вертикальное давление от колеса, передаёт его на подрельсовое основание и фиксирует клеммные болты, работая совместно с прокладками-амортизаторами и жёсткими клеммами. Марка «сталь 4» по ГОСТ 380 относится к углеродистым конструкционным сталям обыкновенного качества; в горячекатаном состоянии предел прочности составляет 400–490 МПа, предел текучести — не менее 235 МПа, относительное удлинение — 22–25 %.

Конструктивные особенности и условия нагружения

Подкладка раздельного скрепления отличается от нераздельного тем, что прижим рельса и крепление к шпале выполняются независимыми элементами. Это снижает изгибающий момент в подкладке и позволяет применять менее легированную сталь. Типовая геометрия включает два болтовых отверстия под клеммные болты диаметром 22–24 мм, опорные площадки под клеммы и рёбра жёсткости, повышающие сопротивление поперечному сдвигу. Толщина подкладки — 14–20 мм, масса — 3,5–5,2 кг.

В пути деталь работает при знакопеременных нагрузках: вертикальное давление до 180 кН на ось, боковые усилия от рамных сил в кривых радиусом 300–650 м, вибрационное воздействие с частотой 5–25 Гц. В зонах с интенсивным движением подкладки подвергаются усталостному нагружению с числом циклов свыше 5 10, поэтому к стали предъявляются требования по ударной вязкости при отрицательных температурах.

Технические параметры

ПараметрЗначениеЕдиницаУсловие контроляНорматив
Предел прочности400–490МПарастяжение, 20 CГОСТ 380
Предел текучести 235МПарастяжение, 20 CГОСТ 1497
Относительное удлинение22–25%растяжениеГОСТ 1497
Ударная вязкость 29Дж/см–40 CГОСТ 9454
Твёрдость120–160HBпосле прокаткиГОСТ 9012

Применение в узлах верхнего строения пути

  • Железнодорожные пути промышленного транспорта с осевой нагрузкой до 250 кН на ось.
  • Стрелочные переводы и соединительные пути сортировочных станций.
  • Подкрановые пути мостовых и козловых кранов грузоподъёмностью до 50 т.
  • Трамвайные и метрополитеновские пути с деревянными и железобетонными шпалами.
  • Временные подъездные пути горно-обогатительных комбинатов.

Эксплуатационные ограничения

Сталь 4 не легирована и не обладает стойкостью к атмосферной коррозии, поэтому подкладки требуют защитного покрытия: горячего цинкования толщиной 60–80 мкм, грунтования или окраски. В условиях повышенной влажности и промышленных выбросов без покрытия ресурс детали сокращается до 3–5 лет. При температурах ниже –40 C наблюдается склонность к хрупкому разрушению, что ограничивает применение в районах Крайнего Севера. Для таких условий применяют подкладки из низколегированных сталей 09Г2С или 10ХСНД.

Вопросы и ответы

Какая твёрдость у подкладки из стали 4?

Твёрдость в состоянии поставки — 120–160 HB. При необходимости повышения износостойкости проводят нормализацию или поверхностную закалку, но это увеличивает хрупкость при отрицательных температурах.

Совместима ли подкладка из стали 4 с железобетонными шпалами?

Да, при использовании упругих прокладок под подкладку и закладных болтов. Жёсткий контакт стали с бетоном без амортизатора приводит к выкрашиванию кромок отверстий.

Какой ресурс подкладки до замены?

При осевых нагрузках до 230 кН и наличии антикоррозионного покрытия ресурс составляет 400–600 млн т брутто пропущенного груза. В кривых малого радиуса ресурс снижается на 25–30 %.

Чем сталь 4 отличается от стали 3 в подкладках?

Сталь 4 содержит больше углерода (0,18–0,27 % против 0,14–0,22 %), что даёт более высокий предел прочности — 400–490 МПа против 370–490 МПа у стали 3, но снижает пластичность и свариваемость.