Разработка методики и плана проведения испытаний железнодорожных рельс с широкой колеей

Разработка методики и плана проведения испытаний железнодорожных рельс с широкой колеей.

 

1 Классификация  продукции

 

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.

Длина стандартного железнодорожного рельса составляет 12,5; 25,0 и 50,0 метров. Для укладки на внутренних нитях кривых участков пути выпускаются укороченные рельсы. Типовая длина бесстыковых плетей ("бархатный путь") — 800 м. 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.

В зависимости  от сферы использования, существует ряд видов рельсов:

- рельсы трамвайные желобчастые (используются для кладки трамвайных путей);

- рельсы ж/д узкой колеи (предназначены для кладки на железных дорогах путях узкой колеи);

- рельсы рудничные (для звеньевого  и бесстыкового пути ж/д широкой колеи и для изготовления стрелочных переводов);

- рельсы ж/д для путей промышленных предприятий (предназначены для кладки путей широкой колеи и стрелочных переводов);

- рельсы крановые (применяются  при прокладывании путей для  подъемных кранов);

- рельсы железнодорожные (предназначены  для звеньевого бесстыкового пути ж/д широкой колеи, также для изготовления стрелочных переводов);

- рельсы рамные (применяются в  изготовлении соединений и пересечений  ж/д пути);

- рельсы контррельсовые (используются для конструкции верхнего строения ж/д пути). А контррельсовые уже подразделяются на остряковые, трамвайные желобчастые и усовиковые рельсы.

В большинстве стран на дорогах  рекомендуется укладывать рельсы разного  типа в зависимости от грузонапряженности линий, а также скорости их передвижения. В зависимости от этого, рельсы классифицируются следующим образом:

- старогодные рельсы, которые изымаются с эксплуатировавшегося пути при всех видах ремонтных работ, полной или частичной замене и текущем содержании, предназначенные для укладки путей сети железных дорог;

- железнодорожные рельсы;

- узкоколейные рельсы, которые  также делятся на несколько  подвидов в зависимости от  различий в геометрических размерах  и металлургических дефектах;

- крановые рельсы, которые используются  для укладки под крановый путь;

- трамвайные рельсы. На трамвайных  путях используются как рельсы  для магистральных ж/д, так и специальные желобчастые. Последние, в свою очередь, несимметричны, и поэтому более дорогостоящие.

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

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Профиль рельса: 1-головка  рельса; 2-шейка; 3-подошва.

 

Железнодорожные рельсы являются незаменимым элементом в создании транспортных коммуникаций между городами и странами. С их помощью создают железнодорожные пути, по которым двигаются тепловозы с вагонами. Существует много видов, по которым классифицируют рельсы. Самыми популярными сегодня остаются Р-75, Р-65, Р-50, которые применяются для обустройства бесстыкового и звеньевого пути с широкой колеей.

Рельсы P 65, Р 75 и Р 50  широкой колеи из мартеновской стали (рис.2). Конструкция и размеры рельсов железнодорожных соответствуют ГОСТ 7174-75, ГОСТ 8161-75 и ГОСТ 16210-77.

I группа точности: изготовляются из спокойной мартеновской стали, раскисленной в ковше комплексными раскислителями без применения алюминия. Обозначается маркировкой голубого цвета.

• Рельсы Р 65, Р 75: сталь М76В, М76Т, М76ВТ, М76Ц;
• Рельсы Р-50: сталь М74Т, М74Ц.

II группа точности: изготовляются из спокойной мартеновской стали, раскисленной алюминием или марганец-алюминиевым сплавом. Обозначается маркировкой белого цвета.

• Рельсы Р-65, Р75: сталь М76.
• Рельсы Р 50: сталь М74.

Рельсы выпускаются длиной: 24,92; 24,84; 12,42; 12,46м.

 

а)                                          б)                                         в)                      

Рисунок 2. Ширококолейные рельсы: а) Р50; б) Р65; в) Р75.

 

Основные размеры рельсов разных типов даны в таблице 1.

 

Таблица 1

 

Наименование размера  поперечного сечения	Значение размера  для типа рельса
	Р50	Р65	Р75
Высота рельса Н, мм	152	180	192
Высота шейки h, мм	83	105	104
Ширина головки b, мм	72	75	75
Ширина подошвы В, мм	132	150	150
Толщина шейки е, мм	16	18	20
Высота пера m, мм	10,5	11,2	13,5