|
Рельс
Рельсы (от мн. ч. англ. rails — от лат. regula — прямая палка, изобретены древними римлянами, начальная ширина между ними составляла 143,5 см.) — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалах или других опорах для образования, как правило, двухниточного пути, по которому перемещается подвижной состав железнодорожного транспорта, городских железных дорог, специализированный состав в шахтах, карьерах, крановое оборудование.
Рельсы служат для направления колёс при их движении, непосредственно воспринимают и упруго передают давление от колёс на нижележащие элементы верхнего строения пути. На участках с электрической тягой рельсы служат проводниками обратного силового тока, а на участках с автоблокировкой — проводниками сигнального тока.
Материал
Рельсы для железнодорожного транспорта изготавливаются из углеродистой стали. Качество рельсовой стали определяется её химическим составом, микроструктурой и макроструктурой.
Углерод повышает твёрдость и износостойкость стали. Однако большое содержание углерода, при прочих равных условиях, делает сталь хрупкой, химический состав при повышении содержания углерода должен выдерживаться более жестко, особенно в отношении вредных примесей. Марганец повышает твёрдость, износостойкость и вязкость стали. Кремний увеличивает твёрдость и износостойкость. Мышьяк увеличивает твёрдость и износостойкость стали, но в больших количествах уменьшает ударную вязкость. Ванадий, титан, цирконий — микролегирующие добавки, улучшают структуру и качество стали.
Фосфор и сера являются вредными примесями, придающими хрупкость стали. Большое содержание фосфора делает рельсы хладноломкими, большое содержание серы — красноломкими (образуются трещины при прокате).
Микроструктура рельсовой стали представляет собой пластинчатый перлит с прожилками феррита на границах перлитовых зёрен. Твёрдость, сопротивление износу и вязкость достигается приданием стали однородной сорбитной структуры при помощи термической обработки путём поверхностной (на 8—10 мм) закалки головки или объёмной закалки рельса. Объёмнозакаленные рельсы имеют повышенную износостойкость и долговечность. Макроструктура рельсовой стали должна быть мелкозернистой, однородной, без пустот, неоднородностей и посторонних включений.
Профиль, длина и масса
Форма рельсов менялась со временем. Существовали уголковые, грибовидные, двухголовые, широкоподошвенные рельсы. Современные широкоподошвенные рельсы состоят из головки, подошвы и шейки, соединяющей головку с подошвой. Поверхность катания делается выпуклой для передачи давления колёс по центру рельса. Сопряжение поверхности катания с боковыми гранями головки делается по кривой радиусом близким к радиусу выкружки гребня колеса. Сопряжение головки и подошвы с шейкой рельса делается особенно плавным, а шейка рельса имеет криволинейные очертания, что обеспечивает наименьшую концентрацию местных напряжений. Подошве рельса придают достаточную ширину для обеспечения боковой устойчивости рельса и достаточной площади опоры для накладок.
Длина стандартного железнодорожного рельса, производимого рельсопрокатными заводами в России, составляет 12,5; 25,0; 50,0 и 100 метров. Для укладки на внутренних нитях кривых участков пути выпускаются укороченные рельсы. Длина бесстыковых плетей («бархатный путь»[неизвестный термин]) обычно находится в пределах от 400 м до длины перегона. Использование более длинных рельсов и сварных рельсовых плетей снижает сопротивление движению поездов, уменьшает износ подвижного состава и расходы на содержание пути. При переходе на бесстыковой путь сопротивление движению поездов уменьшается на 5—7 %, экономится около четырёх тонн металла на километр пути за счёт отсутствия стыковых скреплений.
Основной характеристикой рельса, дающей представление об его мощности, является масса одного погонного метра рельса в килограммах. При выборе типа рельса учитывается грузонапряженность линии, осевая нагрузка, скорость движения поездов. Более тяжелый рельс распределяет давление колёс подвижного состава на большее число шпал, в результате чего замедляется их механический износ, уменьшается истирание и измельчение частиц балласта. При увеличении массы рельсов уменьшается расход металла на единицу пропускаемого тоннажа, сокращаются расходы по замене рельсов из-за увеличения срока их службы
Виды рельсов
Рельсы железнодорожные узкой колеи (Р8, Р11, Р18, Р24) — предназначены для укладки на железных дорогах узкой колеи и подземных путях шахт[1].
Рельсы рудничные, для шахтных проводников (Р33, Р38, Р43) — предназначены для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог широкой колеи и для производства стрелочных переводов[2].
Рельсы железнодорожные для путей промышленных предприятий (РП50, РП65, РП75) — предназначены для укладки на железнодорожных путях широкой колеи и стрелочных переводов промышленных предприятий[3].
Рельсы крановые (КР70, КР80, КР100, КР120, КР140) — предназначены для прокладывания подкрановых путей подъёмных кранов[4].
Рельсы железнодорожные (Р50, Р65, Р75) — предназначены для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог широкой колеи и для производства стрелочных переводов[5].
Рельсы рамные (РР65) — предназначены для изготовления соединений и пересечений железнодорожного пути[6].
Рельсы контррельсовые (РК50, РК65, РК75) — применяются в конструкциях верхнего строения железнодорожного пути[7].
Рельсы остряковые (ОР43, ОР50, ОР65, ОР75) — применяются в конструкциях верхнего строения железнодорожного пути. ОР43 применяется для изготовления стрелочных переводов железнодорожных путей промышленных предприятий и круговых рельсов опорно-поворотных устройств экскаваторов[8].
Рельсы трамвайные желобчатые (Т58, Т62) — предназначены для укладки на трамвайных железных дорогах[9].
Рельсы усовиковые (УР65) — предназначены для изготовления железнодорожных крестовин с непрерывной поверхностью катания[10].
Классификация железнодорожных рельсов
В России производство железнодорожных рельсов, предназначенных для звеньевого и бесстыкового пути железных дорог и для производства стрелочных переводов, регламентируется ГОСТ Р 51685-2000.
Рельсы железнодорожные подразделяют:
по типам:
Р50;
Р65;
Р65К (для наружных нитей кривых участков пути);
Р75;
по категориям качества:
В — рельсы термоупроченные высшего качества;
Т1, Т2 — рельсы термоупрочненные;
Н — рельсы нетермоупрочненные;
по наличию болтовых отверстий:
с отверстиями на обоих концах;
без отверстий;
по способу выплавки стали:
М — из мартеновской стали,
К — из конвертерной стали;
Э — из электростали;
по виду исходных заготовок:
из слитков;
из непрерывно-литых заготовок (НЛЗ);
по способу противофлокенной обработки:
из вакуумированной стали;
прошедшие контролируемое охлаждение;
прошедшие изотермическую выдержку.
Условное обозначение
Рельс A-B-C-D-Е-F…
где
A — тип рельса;
B — категория качества;
C — марка стали;
D — длина рельса;
E — наличие болтовых отверстий;
F — обозначение стандарта ГОСТ.
Пример: Рельс типа Р65, категории Т1 из стали марки M76T, длиной 25 м с тремя болтовыми отверстиями на обоих концах рельса:
Рельс Р65-Т1-М76Т-25-3/2 ГОСТ Р 51685-2000
Примечания
1. ГОСТ 5876-82 «Рельсы железнодорожные узкой колеи типов Р18 и Р24. Технические требования»
2. ГОСТ 7173-54 «Рельсы железнодорожные типа Р43 для путей промышленного транспорта. Конструкция и размеры»
3. ГОСТ Р 51045-97 «Рельсы железнодорожные типов РП50, РП65 и РП75 для путей промышленного железнодорожного транспорта. Общие технические условия»
4. ГОСТ 4121-96 «Рельсы крановые. Технические условия»
5. ГОСТ Р 51685-2000 « Рельсы железнодорожные. Общие технические условия»
6. ТУ 32 ЦП 805-94 — Рельсы рамные типа РР65.
7. ГОСТ 18232-83 «Рельсы контррельсовые. Технические условия»
8. ГОСТ 9960-85 «Рельсы остряковые. Технические условия»
9. ТУ 14-2Р-320-96 — Рельсы трамвайные желобчатые.
10. ТУ 32 ЦП-804-94 — Рельсы усовиковые типа УР65.
|
