ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Рельсы из "Конструкция железнодорожного пути и его содержание " Верхнее строение пути состоит из рельсов, скреплений, рельсовых опор (чаще всего в виде шпал), балласта и дополнительных частей в виде противоугонов, стяжек и других элементов. Кроме того, к верхнему строению относят стрелочные переводы (см. главу 3), мостовое полотно (см. главу 4) и ряд специальных устройств, например, путевые заграждения. [c.43] В любых климатических зонах в любое время года конструкция верхнего строения пути должна быть прочной, устойчивой, стабильной, износостойкой, экономичной, обеспечивающей безопасное и плавное движение поездов с большими скоростями. [c.43] Рельсы являются самым дорогим и самым ответственным элементом верхнего строения пути. К рельсам предъявляют много требований. Для того чтобы локомотив мог повысить силу тяги, желательно увеличить сцепление колес с рельсом, т. е. рельсы должны иметь шероховатую поверхность. Чтобы колеса вагонов имели меньше сопротивлений движению, нужно, чтобы рельсы были гладкими. Это противоречие решается умелым использованием песка, который в необходимых случаях подсыпается машинистами под колеса. [c.43] Для меньшего износа рельсов их нужно делать из твердой стали. Однако очень твердая сталь может быть хрупкой, что увеличивает опасность излома. Таким образом, рельсы должны быть и твердыми и вязкими. Это противоречие разрешается на основе рационального подбора химического состава стали и с помощью термической обработки. Рельс должен быть достаточно жестким, чтобы лучше сопротивляться изгибу под колесами. В то же время при большой жесткости рельса будут возрастать так называемые динамические силы от колес (т. е. силы в процессе движения). Это противоречие стараются разрешить за счет рационального подбора формы и размеров рельса. [c.43] Нельзя забывать, что рельсы — продукт массового производства, поэтому они должны быть достаточно дешевыми. [c.43] В некоторых странах (например, в Англии) широко применялись двухголовые рельсы, но постепенно от них стали отказываться. [c.44] На русских железных дорогах первый стандарт на рельсы был принят в 1903—1907 гг. Было утверждено четыре типа 1а, Па, Illa и IVa с массой соответственно 43,57 38,42 33,48 30,89 кг в 1 м. В 1947 г. и последующих годах были утверждены новые стандарты рельсов Р43, Р50, Р65 и Р75. Буква Р обозначает слово рельс, а число указывает приблизительную массу 1 м рельса. В настоящее время рельсы типа Р43 прокатываются лишь для путей промышленного транспорта. [c.44] На рис. 2.1 показаны поперечные профили современных стандартных рельсов. Эти профили во многом отличаются от рельсов первых стандартов, принятых в начале нынешнего столетия. [c.44] Следует подчеркнуть, что ширина подошвы и высота пазухи сделаны одинаковыми для рельсов типов Р65 и Р75. Это очень удобно при ведении путевого хозяйства, так как возможно применять промежуточные и стыковые скрепления одни и те же для обоих типов рельсов. [c.45] Качество рельсов имеет очень большое значение в обеспечении длительных сроков их службы и безопасности движения поездов. Министерство путей сообщения поставило перед металлургами задачу — выпускать такие рельсы, чтобы они до замены могли пропустить груз массой 1200—1500 млн. т брутто в прямых и 500 млн. т брутто в кривых. [c.45] Для улучшения качества рельсов МПС систематически увеличивает среднюю массу рельсов на сети железных дорог. Почему это выгодно, видно из следующих цифр. Например, рельсы типа Р65 тяжелее рельсов типа Р50 на 26,3%, а срок их службы на 43% больше. Укладка рельсов Р65 вместо Р50 дает экономию металла на 15%. Текущее содержание пути с рельсами Р65 обходится на 15—20% дешевле, чем с рельсами Р50, а с рельсами Р75 на 20—25% дешевле, чем с рельсами Р65. Одиночное изъятие рельсов Р75 по дефектам на 30—40 /о меньше, чем рельсов Р65. [c.45] На металлургических заводах, где прокатывают рельсы, сталь варят либо в мартеновских печах (несколько часов), либо в конверторах по способу Бессемера 15—18 мин. Сталь разливают в изложницы. После остывания образуются слитки. Их разогревают, подают на блюминги. Полученная заготовка далее поступает в прокатные станы. Постепенно эта полоса пропускается через ручьи стана и получает профиль рельса. [c.45] Мартеновская сталь лучше бессемеровской потому, что длительный процесс варки стали позволяет лучше регулировать ее состав, в ней меньше фосфора и серы, меньше вредных примесей. [c.45] Бессемеровские рельсы содержат больший процент фосфора и серы и, следовательно, обладают соответственно большей хладноломкостью и красноломкостью (т. е. соответственно опасностью излома при низких и высоких температурах). По указанной причине на магистральном транспорте бессемеровские рельсы вновь не укладываются (применяются на подъездных путях промышленности). [c.45] Качество рельсов контролируется по химическому составу, микро- и макроструктуре металла, прочности,, прямолинейности и другим показателям (прочность обычно оценивается величиной временного сопротивления образца при его растяжении). [c.46] В состав рельсовой стали, помимо железа, входят следующие химические элементы углерод (0,67—0,82%), марганец (0,75— 1,05%), кремний (0,13—0,28 /о), фосфор (до 0,035%), сера (до 0,045%). [c.46] Углерод способствует повыщению твердости, т. е. износостойкости, стал . Даже небольшое увеличение содержания углерода — с 0,42 до 0,62% — приводит к росту износостойкости стали почти в 2 раза. [c.46] Марганец — очень полезная добавка, увеличивающая как износостойкость, так и ударную вязкость (т. е. обеспечивающая малую хрупкость). Кремний — полезная добавка, повышающая твердость и, следовательно, износостойкость стали. Фосфор и сера — вредные добавки. Их наличие связано с тем, что они содержатся в природных железных рудах. [c.46] В рельсах, которые выпускает завод Азовсталь , на базе керченских руд содержится мышьяк (0,15%). Его -присутствие не ухудшает сталь. [c.46] Для дальнейшего улучшения химического состава рельсовой стали проводились опыты по введению в нее легирующих добавок, например хрома. В последние годы испытываются рельсы с микролегированием стали в виде добавок магния — 0,03% и титана 0,02%. Опыты со сталью, имеющей повышенный процент кремния (0,49—0,64%), показали, что волнообразный износ таких рельсов (см. подробнее в п. 2.3) становится меньше, чем у рельсов стандартного производства. [c.46] Вернуться к основной статье