Vysoká pevnost kolejového šroubu
Kolejový šroub hraje klíčovou roli při zajišťování hladkého provozu vlaku na železničních tratích tím, že bezpečně připevňuje kolejnice k základu nebo příložce. Rostoucí zátěž vysokorychlostních vlaků a těžká přeprava však vedla k problémům, jako je praskání a lámání šroubů a matic způsobené únavou, což představuje riziko pro bezpečnost železnic.
Nejběžnější způsob upevnění, spojení šroubem a maticí, je náchylný ke koncentraci kořenového napětí díky trojúhelníkové struktuře závitu. Ke zvýšení pevnosti upevnění byly použity metody, jako je zvětšení poloměru zaoblení v patách závitu, rozšíření dráhy závitu šroubu a úprava struktury šroubu a matice. I když se k řešení těchto problémů běžně používají šrouby s vysokou pevností, existují omezení ve změně tvaru závitu a zvýšení výrobních nákladů na konstrukční úpravy.
Jedním z účinných přístupů je snížení maximálního axiálního tahového napětí na šrouby kolejnice, primárně soustředěného na povrch matice. Strategickým odříznutím částí závitu matice, aby se snížila tuhost a změnilo rozložení napětí, lze výrazně zvýšit pevnost kolejových šroubů bez složitých výrobních procesů.
Vysokopevnostní kolejové šrouby, které se obvykle používají v sekcích mostů a výhybek, jsou vyrobeny z materiálů, jako je ocel 45#, ocel 40#, ocel z manganové titanové slitiny a ocel 35CrMoA, na rozdíl od běžných šroubů vyrobených z oceli Q235.