鉄道における高{0}}高張力ボルトと高強度-ボルト

2 つの用語、2 つの意味

-高張力ボルトは材質の説明です。つまり、ボルトの鋼材が引張強さ (MPa) で定量化され、引き裂きに対する高い耐性を備えていることを意味します。高強度ボルトとは、設計上のステートメントです。つまり、ボルトが引張、せん断、曲げの強度で荷重に耐えることを目的としており、構造工学では特に、ボルトのシャンクのベアリングではなく、クランプされたプレート間の摩擦によって荷重が伝達される摩擦グリップ接続に締め付けられたボルトを意味します。-すべての高張力ボルトは設計上も強力であり、多くの高張力ボルトは高張力鋼で作られているため、実際には用語が重複します。{6}{6}高強度として指定されたフィッシュ ボルトが、異なる寸法の構造摩擦グリップ ボルトとして納品される場合や、高張力として注文されたボルトが特性クラス マークをまったく付けずに納品される場合があるため、鉄道購入者にとって混乱は重要です。{9}}正しい仕様には常に、単なる形容詞ではなく、プロパティ クラスまたは正確な機械的要件が記載されています。

ISO 898-1 に基づくプロパティ クラス

メートル鋼ボルトの機械的特性は、ISO 898-1 に基づく特性クラス マーキングによって固定されています。最初の桁は最小引張強さ (MPa) の 10 分の 1、2 桁目は降伏強さと引張強さの比の 10 分の 1 です。したがって、クラス 8.8 ボルトの最小引張強さは 800 MPa、降伏強さは少なくとも 640 MPa になります。クラス 10.9 では、引張強度 1040 MPa、降伏強度 940 MPa が得られます。以下の表は、線路と橋梁の工事に登場するクラスを示しています。

クラスは、5.8 を超えるボルトのボルトの頭とナットにマークされているため、実験室でのテストを行わずに出荷時にグレードを確認できます。ヘッドマークのないボルトは、安全性が重要なトラックでの使用のために拒否されるべきです。-硬度も納品チェックに適しています。クラス 8.8 は通常 22 ～ 32 HRC、クラス 10.9 は約 32 ～ 39 HRC で、マーキングと硬度の不一致は偽造品または混合材料を示します。

どの鉄道コンポーネントがどのグレードを使用するか

鉄道固定金具は次のようにクラスにマッピングされます。フィッシュ ボルトはジョイント ボルトとも呼ばれ、フィッシュプレートを介して 2 つのレールの端を結合します。在来線では通常 4.8 ～ 5.6 グレードですが、重量物-や高速-の仮継手では 8.8 以上が使用されます。弾性締結システムの T ボルトとアンカー ボルトにはシステムの予荷重がかかり、通常は 8.8 ですが、重量物輸送システムでは 10.9 が指定されています。-ネジスパイクは別のコンポーネントファミリーです。ネジスパイクは枕木の木材またはプラスチックのダボに直接ねじ込まれ、その保持力はナット面からではなく基板とのネジの係合によって得られるため、ボルトの特性クラスではなくスパイク規格と枕木の材質によって指定されます。構造上の高強度-ボルト締めは、鋼橋や高架橋に使用されます。そこでは、摩擦-グリップ接続が構造規定に従って設計および予荷重され、ボルトのプロパティ クラスが接続計算の一部になります。

ねじのかかり具合とナットの高さ

よくある仕様エラーは、ねじ山の接触が増えると剥離が防止されると考えて、ねじのかみ合い長さを過剰に要求することです。工学的なルールは異なります。ボルト直径の 0.8 倍の高さの標準ナットは、ボルトの引張耐力を最大限に発揮しますが、ねじ山ではなくボルトのシャンクが弱点になるため、長くかみ合っても強度はまったく向上しません。実際に剥離を防ぐのは、ねじが ISO 965 公差に正しく適合していること、ボルトに対するナットの適切な硬さ、および締め付け時のきれいで潤滑されたねじであることです。 20 mm のボルトの場合、最大強度のナットの高さは約 16 mm であり、アマチュア仕様で時々見られるように、直径の 1.5 倍のねじのかみ合いを指定することは不要であり、接合部が公差の積み重ねの影響を受けやすくなり、問題が発生する可能性さえあります。-正しいアプローチは、コンポーネントの標準に従うことです。ナットの高さ、ねじの公差、および耐荷重テストがそこで定義されており、締め付け後のねじの剥がれは、不適切な嵌合、不適切な硬さ、または過剰なトルクの症状であり、不十分なかみ合いではありません。

低温脆化と水素脆化

トラックボルトには、さらに 2 つの選択ポイントが重要です。約 -40 度以下の寒冷地では炭素鋼ボルトの靭性が失われ、予荷重がかかった脆いボルトは警告なしに破損する可能性があるため、仕様に衝撃要件を追加するか、低温度グレードに移行する必要があります。-。逆に、クラス 10.9 以上、または硬度が約 390 HV を超える高強度ボルトは、電気めっきされると水素脆化の影響を受けやすくなります。めっき中に導入された水素により、取り付け後に遅れ破壊が発生する可能性があります。実際的なルールは、ISO 4042 の慣例に従い、硬化したトラック ボルトへの電気めっきを避け、代わりに亜鉛フレーク コーティングまたは溶融亜鉛めっきを使用することです。また、電気めっきが避けられない場合は、脆化防止焼き付けを要求することです。-したがって、沿岸重量物輸送ライン用にクラス 10.9 のフィッシュボルトを指定する購入者は、特性クラスだけでなくコーティングプロセスも指定する必要があります。ボルトが最初の冬に耐えられるかどうかは、この 2 つの要素によって決まるからです。

よくある質問

Q1: 高張力ボルト-は高力ボルトと同じですか?-

正確には違います。高-とは、引張強度が 800 MPa 以上、クラス 8.8 以上の材料を指します。高い強度は、プリロードされた摩擦接続などの設計上の役割を表します。実際には、これらの用語は重複するため、必ず書面でプロパティ クラスを指定してください。

Q2: ボルトの頭の 8.8 は何を意味しますか?

これは ISO 898-1 特性クラスです: 最小引張強さ 800 MPa、降伏強さ 640 MPa。マーキングは引張強度の 10 分の 1、次に降伏対引張比の 10 分の 1 です。-。

Q3: フィッシュボルトのグレードは何ですか?

従来の連結線路では通常 4.8 ～ 5.6 が使用されますが、重量物-および交通量の多い路線では 8.8 以上が指定されます。-グレードはフィッシュプレートの設計とラインのメンテナンストルク仕様に一致する必要があります。

Q4: 硬化ボルトが取り付け後に亀裂が発生するのはなぜですか?

クラス 10.9 以上の遅れ破壊は通常、電気めっきによる水素脆化です。解決策は、水素を導入しない亜鉛フレークまたは溶融めっきコーティングを使用するか、めっき後に ISO 4042 に従って部品を焼き付けることです。-

Q5: 最大の強度を得るにはどのくらいのネジのかみ合いが必要ですか?

標準ナットの高さであるボルト径の約0.8倍。係合を長くしても引張耐力は増加しません。正しいフィット感と硬さが剥がれを防ぐのです。

Q6: 納品されたボルトのグレードを確認するにはどうすればよいですか?

ヘッドのマーキングを特性クラスと照合し、ポータブルテスターで硬度を確認し、機械的テストの結果が記載された工場証明書をリクエストしてください。マークのないボルトは、安全性が重要なトラックで使用する場合は拒否する必要があります。-