Пролетни шайби

Пролетните шайби се използват там, където се изисква болтово закрепване. Въпреки това, за болтовите връзки, които също трябва да имат достатъчно устойчивост, за да се противопоставят на удар, деформация, удар и износване от тежко натоварване, пружинните шайби могат да изпълняват пет функции: 1) те осигуряват устойчивост на разхлабване на гайките, както експериментите, проведени от AREA, е показал, че гайките не се разхлабват, докато има някакво напрежение върху болтовете; 2) осигурете равномерно опъване с необходимата степен на затягане; 3) осигурете достатъчен резерв на опън за живота на болтовата връзка между затягащите болтове; 4) служи като еластичен дистанционер между болта и челната подложка за смекчаване на удари и удари от движещи се товари и 5) частично компенсира някои от недостатъците в съставните части на прикладния възел.

Разхлабени стави.

Фактът, че болтовете могат да бъдат разхлабени, често се дължи на разхлабването на гайката. В някои други случаи надлъжната деформация на болта или корозия се посочва като причина за разхлабването на болта. Експериментите обаче категорично показват, че това разхлабване може да стане, без да се развиват гайките; всъщност отслабването се случва и в съединенията, в които са пробити дупки през гайките и болтовете и след затягане на болтовете са монтирани щифтове.
Отслабването се извършва и в съединения, при които всички части се прилепват добре една към друга и общата граница на еластичност на болтовете значително надвишава силите, които впоследствие се развиват в тях. Въпреки това, с леко отслабване на съединението, внезапното прилагане на сила и удари не срещат съпротивление от съединението като цяло, следователно неравномерни сили се прилагат към всеки болт поотделно, в резултат на което един болт (или повече) могат да бъдат изложени на сили, надвишаващи допустимото натоварване. Корозията на челните плочи и краищата на релсите е съществен фактор за намаляване на експлоатационния живот на релсовото съединение като цяло; той причинява повишено износване в точките на контакт между челните плочи и краищата на релсите или образуването на така наречените "замръзнали" съединения.
Като цяло, релсовото съединение трябва да бъде същото като релсата по отношение на якост, твърдост, деформация и еластичност. Опората на съединението трябва да бъде подобна на опората на цялата релса, в противен случай се получава неравномерно износване от ударните ефекти на многократните натоварвания на подвижния състав. Междувременно деформацията на фугата води до износване от триенето на всички контактни повърхности, което се увеличава с увеличаване на движението и ускорява отслабването на фугата.
В допълнение към фрикционното износване на съединителните компоненти има и други причини, които причиняват движение в ставата; това са разширяването и свиването на релсовите и съединителните части, свързани с температурните промени. Под въздействието на горните фактори, допринасящи за отслабването на съединението като цяло, има отслабване на опъването на болтовете и произтичащото от това разхлабване на гайките. Очевидно, ако трябва да се поддържа здраво съединението, болтовете трябва периодично да се затягат.

Напрежение на болта.

Когато опъването на болтовете съответства на необходимото, равномерно и постоянно, това насърчава пълното включване на съединителните елементи в работата и помага за по-доброто му поддържане. Елементите на съединението не трябва да бъдат плътно затегнати, тъй като надлъжното движение на релсите ще бъде ограничено поради температурни промени. От друга страна, ниското напрежение увеличава износването на релсите, челните плочи, болтовете и гайките и ако това не бъде изправено, ще има капки и удари във фугите, изравняване на краищата на релсите, огъване на релсите, фрактури на релсовата глава и дори фрактури на ъглови плочи и ходови болтове.
При изследването на релсовите съединения, AREA установи, че опъването не трябва да бъде по-малко от 2270 kg, за да се изпълнят задоволително по пътя на симетрично съединение и да се избегне увеличаване на износването на челото поради разхлабване на болтовете. За правилната работа на релсовото съединение, настоящите препоръки на AREA предвиждат първоначалното напрежение на болта при новополаганите фуги от 9080 до 13 620 kg, а при пускане в експлоатация от 6 810 до 11350 kg.

Разхлабването на болтовете не се получава от развиването на гайката, докато има някакво напрежение върху болтовете, а поради износването на контактните повърхности на релсите и облицовките, които се движат една спрямо друга и по този начин намаляват първоначалното напрежение. Измерванията на износването на контактните повърхности показаха, че докато средното напрежение на болтовете възниква при износване на контактните повърхности от около 0,38 mm, максималното износване на всяко съединение през годината ще бъде 0,76 mm. Следователно, за да издържат на препоръчителното минимално напрежение на болта от 2 270 kg, спецификацията AREA за пружинни шайби предвижда, че когато контактните повърхности на облицовката и релсите се износят 0,76 mm, шайбите трябва да упражняват реакционно налягане от поне 2 270 kg.
Пружинните елементи обикновено се използват от два вида: а) спирални или пружинни шайби и б) релсови челни пружини. Всяка от тези части трябва да прилага постоянно реактивно налягане в посока, успоредна на оста на болта, за да се предотврати разхлабването. Пружинните шайби са проектирани да осигуряват постоянно високо реактивно налягане, въздействието на възглавницата и да осигуряват еднакво натоварване на всички болтове в съединението. Като компенсират неизбежното износване, пружинните шайби намаляват броя на дефектите в челната облицовка и увеличават експлоатационния живот на релсите, като предотвратяват изравняването на релсите в ставите.

Пролетни шайби.

Дизайн на шайбата.

Понастоящем се произвежда спирална пружинна шайба от прост еднооборотен или спирален тип с паралелни ръбове за релсови приложения, тъй като те не водят до неравномерно носене на повърхността на ъгловите плочи или гайки, т.е. състояние, което не само причинява неравномерно износване, но също така пречи на предаването на налягане в посока, успоредна на оста на болта. Това се постига чрез създаване на ленти за производство на шайби от специална секция, при които компресията на вътрешния ръб и удължаването на външния ръб, когато те се навиват около сърцевината, биха осигурили паралелизъм на страните. Разликата от 1,60 мм в ширината на горната и долната част на секцията оказва значително влияние върху резултата.
Следващият детайл в дизайна на пружинната шайба е завършването на външната повърхност под формата на заоблени ръбове, така че лекото намаляване от износването на ъгловите накладки да не се превърне във вдлъбнатини, които биха попречили на по-нататъшната работа. Това свойство се разкрива и в дизайна на челната пружина, тъй като основната опорна точка за прилагане на реактивни сили пада върху един завой в средата на елемента. Целта на това е да се избегнат всякакви повреди, причинени на други части на ставата, докато те работят, за да поддържат ставите стегнати.
Някои условия на шофиране или ограничено време за поддръжка понякога изискват пружинни шайби, които са по-малко твърди от шайбите с високо реактивно налягане, но които имат по-висока сила на натиск и широки граници на реактивна сила, когато това е особено ценно. Това е постигнато чрез подобрение на двойнооборотна пружинна шайба с високо налягане, която никога не се изправя при нормални работни условия. Подобно устройство, но с по-малък участък, е проектирано да забави и спре движението на развиването на винтове, особено когато се използват с отделно закрепване.

Релсови челни извори.

Челните релсови пружини са коренно различни от по-старите конструкции на шайби, които все още се използват на някои места. По-новите пружини са проектирани за един болт и са къса, извита стоманена плоча; този профил е предвиден, за да се избегне прекомерно напрежение и да се намалят опорните зони в краищата. Тези свойства са въплътени в дизайн, който еластично и опъва болтовете в контакт с пружините през главите и гайките. По-старите видове пружини се състоят от стоманени ленти, огънати в двойни криви, свързани чрез крива в обратна посока, и с такава дължина, че две криви припокриват следващата двойка отвори в съединение с четири или шест отвора. Челните пружини са проектирани не само за предотвратяване на разхлабването на болтовете като шайби с пружинни пружини, но и за осигуряване на високо реактивно налягане, необходимо за затягане на ръчно затегнатите болтове.
В допълнение към описанието на отделните конструктивни характеристики, трябва да се отбележи, че производството на свързаните части трябва да се извършва по модерни начини, за да се осигури постоянното компресиране на пружината, което е основно изискване. Качеството на стоманата, от която са направени пружините, и изработката също са важни. Почти всички устройства, които поддържат напрежението на гайката, се произвеждат в автоматични машини, които гарантират точност на формата. Еднаквостта при термична обработка се получава с помощта на съвременна апаратура за запис и показване; закаляването се извършва в масло при подходяща температура; закаляването на метала за осигуряване на правилната степен на еластичност се извършва с помощта на съвременни инструментални устройства. Определянето на химичния състав и физичните свойства е необходимо по време на производствения процес, а тестът за удар в края на производството не само дава характеристика на качеството на материала, но също така ви позволява да премахнете дефектните части.

Ядки с разцепени щифтове.

Иглите са устройства, които служат за ограничаване на разхлабването на фугите, но са много по-необходими за болтове на стрели, кръстове и кръстовища, където условията на удар и вибрации са изключително трудни.