Structura superioară a pistei constă din șine, dispozitive de fixare, suporturi de șine (cel mai adesea sub formă de traverse); balast și elemente suplimentare sub formă de anti-furt, șape și alte părți. În plus, structura superioară este menționată ca traverse, o foaie de pod și un număr de dispozitive speciale, de exemplu bariere rutiere.
În orice zonă climatică și în orice moment al anului, structura șinei trebuie să fie puternică, stabilă, stabilă, rezistentă la uzură și economică, asigurând circulația sigură și fără probleme a trenurilor la viteze ridicate.
Rails - elementul cel mai scump și cel mai responsabil al structurii superioare a drumului. La șine se fac multe cereri. Pentru a se asigura că roțile materialului rulant au o rezistență mai redusă la mișcare, este necesar ca șinele să fie netede. Pe de altă parte, pentru ca locomotiva să realizeze forța maximă de tracțiune, este de dorit să se mărească aderența roților sale la șine, adică șinele trebuie să aibă o suprafață aspră. În acest sens, când este necesar, sub roțile locomotivei, nisipul este alimentat pe șine de dispozitive speciale (nisipuri).
Pentru o mai mică uzură, șinele trebuie să fie din oțel masiv. Cu toate acestea, oțelul foarte dur poate fi fragil, ceea ce crește riscul de fractură. Astfel, șinele trebuie să fie ferme și vâscoase. Această contradicție este rezolvată pe baza selecției raționale a compoziției chimice a oțelului și prin tratarea termică. Șina trebuie să fie suficient de rigidă pentru a rezista mai bine îndoirii sub roți. În același timp, duritate mare a șinei va crește forțele dinamice așa-numitele din roțile (t. E. În timpul forței de circulație). Această contradicție este încercată să fie rezolvată prin selectarea rațională a formei și dimensiunilor șinei.
Nu trebuie să uităm că șinele sunt un produs de producție în masă, deci ar trebui să fie destul de ieftine.
Forma șinei moderne seamănă cu un fascicul I, care este mai bine decât alții să reziste la îndoire în plan vertical.
Pe căile ferate rusești, primul standard pentru șine a fost adoptat în 1903 - 1907. Au fost aprobate patru tipuri: 1-a, 2-a, 3-a și 4-a cu o masă de 43,57, respectiv; 38.42; 33.48; 30,89 kg în 1 m. În anul 1947 și în anii următori au fost aprobate noi standarde care stabilesc următoarele tipuri de șine: P43, P50, P65 și P75, cu o masă de 44,65, respectiv; 51,67; 64.72; 74,41 kg în 1 m. Litera P înseamnă cuvântul "șină", iar numărul indică masa aproximativă de 1 m a șinei. În prezent, șinele tip R43 sunt laminate numai pentru rutele de transport industrial, precum și pentru cererile Ministerului Căilor Ferate pentru o singură schimbare a șinelor P43 situate în cale și pentru traverse.
Profilele transversale ale șinelor standard moderne (Figura 2.1) diferă în multe privințe de șinele primelor standarde adoptate la începutul acestui secol.
Capul șinei este delimitat de o curbă a cutiei (adică o curbă cu curbură variabilă), care are ca rezultat centrarea în transmiterea forțelor de pe roți și o lățime suficientă a pistei lor de contact. Raza curbei în punctul de tranziție de la partea superioară a șinei la fața laterală este de 15 mm, care este aproape de tivul de pe roată la începutul creastei. Acest lucru face dificilă alunecarea roții pe șină. Fețele laterale ale capului sunt înclinate (1:20), care lărgește capul dinspre partea inferioară și măresc suprafața de sprijin sub căptușeală. Gâtul șinei este delimitat de o curbă cu o rază variabilă pentru a face o îngroșare pe calea către cap și talpă. Talpa este făcută mai puternică decât șinele standardelor vechi, pentru a exclude pericolul rănirii sale în timpul îndoirii.
Trebuie subliniat faptul că lățimea tălpii și înălțimea sinusului sunt realizate la fel pentru șinele de tip P65 și P75. Acest lucru este foarte convenabil în gestionarea instalațiilor de cale, deoarece face posibilă folosirea elementelor de fixare intermediare și cap la cap pentru ambele tipuri de șine.
Calitatea șinelor este foarte importantă pentru asigurarea unei lungi durate de viață și a siguranței traficului feroviar. Ministerul Comunicatiilor problema confruntat cu metalurgiști - pentru a produce șine astfel încât acestea ar putea sări să înlocuiască o greutate de 1200 -. 1500 milioane tone în directă brut și 500 milioane tone în curbele brute de rază mică (600 m sau mai puțin) ..
Bare de otel, procesul BOF produse conțin un procent mai mare de sulf și fosfor și, prin urmare, posedă o mai mare hladno- și friabilitatea (m. E., pericolul Respectiv fractură la temperaturi joase și înalte). Din acest motiv, pe principalele linii feroviare produse în acest mod, nu re-pus (aplicat pe industrie linii secundare).
Calitatea șinelor este controlată de compoziția chimică, micro- și macrostructura metalului, rezistența, rigiditatea2 și alți parametri (rezistența este de obicei estimată de valoarea rezistenței de timp a eșantionului când este întinsă).
Compoziția oțelului feroviar, pe lângă fier, include următoarele elemente chimice: carbon (0,67-0,82%), mangan (0,75-1,05%), siliciu (0,13-0,28%), fosfor (până la 0,035%), sulf (până la 0,045%).
Carbonul mărește duritatea, adică rezistența la uzură, din oțel. Chiar și o ușoară creștere a conținutului de carbon de la 0,42 la 0,62% = duce la o creștere de aproape 2 ori a rezistenței la uzură a oțelului.
Manganul este un aditiv foarte util, mărind rezistența la uzură și duritatea (adică, oferind fragilitate scăzută). Siliconul este un aditiv care mărește duritatea și, în consecință, rezistența la uzură a oțelului. Fosforul și sulful sunt aditivi nocivi. Prezența lor se datorează faptului că acestea sunt conținute în minereuri de fier naturale. În șinele produse de uzina metalurgică Zhovanov Azovstal, arsenicul (0,15%) este conținut pe baza minereurilor de Kerch. Prezenta sa in astfel de dimensiuni nu agraveaza otelul.
În producția de oțel, se produce arderea parțială a impurităților din fontă. Împreună cu impuritățile, arsurile de fier se transformă într-un azot, care se dizolvă în metal lichid și îl pot face impropriu pentru o prelucrare ulterioară. De aceea, metalul trebuie să fie "deoxidat" înainte de a fi turnat în matrițe, adică trebuie eliberat de oxidul feros prin adăugarea în el a unor agenți speciali de dezoxidare, cum ar fi Al, SiCa etc.
Deoxidanții reacționează cu oxigenul pentru a forma oxizi, majoritatea fiind îndepărtați cu zgură. Reziduuri de oxizi Reducători formează incluziuni nemetalice (de exemplu alumină), care sunt laminate pe direcția de laminare, pentru a forma o pistă sau linie. Aceste incluziuni au o duritate ridicată (pe ordinea de mai sus materialul de bază), cu toate acestea, care se încadrează în zona de stres maxim, acestea sunt centre de formarea de fisuri de oboseală.
Utilizarea deoxidanților complexi pentru producerea șinelor din Grupa 1 permite reducerea lungimii liniilor de incluziuni nemetalice de la 8 mm (în grupa 2) la 2 mm (în grupa 1). În acest sens, stabilitatea și fiabilitatea șinelor cresc cu aproximativ 20-30%.
Pentru a îmbunătăți în continuare compoziția chimică a experiențelor de cale ferată din oțel realizate prin introducerea în ea dopants, cum ar fi crom, având ca rezultat creșterea rezistenței la uzură feroviară, dar nu a dat nici un efect semnificativ împotriva apariției daunelor oboseala contact. Experimentele cu oțel, având un procent mai mare de siliciu (0.49-0.64%) au arătat că aceste șine de uzură ondulatorie (a se vedea detalii la punctul 2.3 ..) devine mai mică decât producția feroviară etalon.
Timp de mulți ani, întărirea experimentată a șinelor a fost efectuată numai la capete și apoi pe întreaga lungime. Cel mai mare succes a fost obținut la combinatul metalurgic Nizhny Tagil, unde se utilizează întărirea volumetrică, adică întărirea întregii șine (încălzirea în cuptoare și apoi răcirea în ulei). Durata de viață a șinelor, astfel întărită, a crescut de aproape 1,5 ori comparativ cu cele necăjite. Rezultate bune au fost obținute la Combinația Azovstal, unde întărirea suprafeței capului șinei cu un amestec de apă-aer este utilizată după încălzirea cu curenți de înaltă frecvență. Încălzirea șinelor de la încălzirea apei din cuptor este de asemenea folosită la combinatul metalurgic Dniprovsky numit după FE Dzerzhinsky.
Studiile sunt în curs de desfășurare privind opțiunile tehnologice pentru crearea unor șine deosebit de puternice, în special fabricarea șinelor, în care capul este mai rigid decât gâtul și talpa (folosind o metodă de întărire specială). Duritatea este caracterizată de unitățile Brinell. Deci, dacă gâtul și talpa au 331 388 de unități, atunci capul este de 450 de unități.
Cu condiția de a crea experimente termomecanice din oțel hypereutectoid șină (oțel conținând mai mult de 0,82% carbon), iar șinele de bimetal, t. E. cu strat dublu de diferite tipuri de oteluri.
Evaluarea calității șinelor se realizează și pe macrostructura oțelului. Această structură poate fi văzută pe "secțiunea" șinei cu ochiul liber. Pentru o bună macrostructură includ structură cu granulație fină, care nu are cavități, shlakovin, captivitate, linia parului, incluziuni nemetalice. Este deosebit de important ca oțelul să nu aibă flockene (goluri interioare puțin adânci apărute în legătură cu evoluția hidrogenului atunci când oțelul se răcește).
Timp de mulți ani lungimea standard a șinelor pe căile ferate a fost de 12,5 m. Evident, cu cât sunt mai lungi șinele, cu atât mai puține intersecții pe fiecare kilometru al pistei. Având în vedere că îmbinarea este un loc dificil și tensionat, sa căutat mult timp să crească lungimea șinelor. În prezent, lungimea standard a șinelor este de 25 m. În felul acesta, șinele sunt așezate cu o lungime de 25 m, ambele fabricate de fabrici și sudate din șine de 12,5 m lungime și de altă lungime.
Lungime 12.5 șine sunt utilizate numai în următoarele cazuri: ca stocuri în cazul montării grilei feroviare de traverse cu traverse din beton (cu șină bice de înlocuire ulterioare sudate) pentru întrerupătoare și ca șină compensator în șină sudată continuu.
În secțiunile curbe ale traseului, există o nevoie de șine trunchiate (vezi § 4.9). În acest sens, șine special proiectate cu lungimea de 24,84 și 24,92 m cu șine de 25 de metri și 12,42 și 12,46 m la 12,5 metri.
Există găuri la capetele fiecărei șine. Pe șinele standardelor anterioare (1a-4a), găurile au fost realizate dintr-o formă ovală. Această formă nu slăbea prea mult gâtul și permitea șinei să-și schimbe lungimea pe măsura schimbării temperaturii.
feroviar modern având o dimensiune mare a gâtului, face găuri rotunde: acestea sunt mai ușor de fabricat și având un diametru mai mare decât diametrul șurubului nu este greu la schimbările de temperatură de lungimea șinelor.
Pentru tipul de șină P75 și P65 lansat anterior șipci doar chetyrehdyrnye și P50 pentru șine - shestidyrnye. Prin urmare, la fiecare capăt al șinelor P75 și P65 au fost două găuri, iar la șinele P50 - trei. Cu toate acestea, șine de egalizare tip P65 și P75, pe stivuire șine sudate la capetele de gene, luate armat lungime căptușeală de 1000 mm, cu șase șuruburi, șine, astfel în prezent R65 și R75 este forate cu trei găuri de la capetele sale. Aceasta îmbunătățește performanțele de temperatură ale șinelor din articulații și ajută la menținerea netedă a curbelor în plan.
Cunoscând diametrul șuruburilor și orificiile șuruburilor (vezi. Fig. 2.1) poate fi calculat, care este cea mai mare decalajul constructiv între șinele de la articulații. Pentru șinele P50 este de 21 mm, iar pentru șinele P65 este de 23 mm. Instalarea efectivă a golurilor și monitorizarea stării lor se realizează în conformitate cu Instrucțiunea privind conținutul actual al liniei ferate.
Pentru a reduce riscul de fisuri în orificiul șurubului, se ia o muchie de 1 până la 2 mm la un unghi de aproximativ 45 ° pe marginile sale.
-----------------------
¹ Spațiul dintre cap și talpa în care este așezat tamponul.
² A fost creat un echipament magnetic pentru controlul curburii șinelor.
³ În șine întărite, până la 0,77%.
dulapuri încorporate în dimensiuni
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: