Železnice

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. dubna 2022; kontroly vyžadují 6 úprav .

Kolejnice (z množného čísla anglické  rails  - z lat.  regula  - rovná tyč ) - ocelové nosníky speciálního profilu, položené na pražcích nebo jiných podpěrách tak, aby tvořily dráhu , po které se pohybuje vozový park železniční dopravy [1] , městské dráhy, specializované složení v dolech, lomech, zařízení jeřábů a tak dále.

Kromě toho se v kině používají lehké kolejnice k pohybu vozíků s fotoaparáty . Vynalezli staří Římané , počáteční šířka mezi nimi byla 143,5 cm Kolejnice slouží k vedení kol při jejich pohybu, přímo vnímají a pružně přenášejí tlak od kol na podkladové prvky svršku koleje . V úsecích s elektrickou trakcí slouží kolejnice jako vodiče zpětného silového proudu a v úsecích s automatickým blokováním  jako vodiče návěstního proudu.

Materiál

Kolejnice pro železniční dopravu jsou vyrobeny z uhlíkové oceli . Kvalita kolejnicové oceli je dána jejím chemickým složením, mikrostrukturou a makrostrukturou.

Uhlík zvyšuje tvrdost a odolnost oceli proti opotřebení. Vysoký obsah uhlíku, ceteris paribus, však činí ocel křehkou, chemické složení je třeba přísněji dodržovat se zvýšením obsahu uhlíku, zejména s ohledem na škodlivé nečistoty. Legující přísady, jako je mangan , zvyšují tvrdost, odolnost proti opotřebení a houževnatost oceli. Křemík zvyšuje tvrdost a odolnost proti opotřebení. Arsen zvyšuje tvrdost a odolnost oceli proti opotřebení, ale ve velkém množství snižuje houževnatost. Vanad , titan , zirkonium  jsou mikrolegovací přísady, které zlepšují strukturu a kvalitu oceli.

Fosfor a síra jsou škodlivé nečistoty, které zvyšují křehkost oceli. Vysoký obsah fosforu způsobuje, že kolejnice jsou křehké za studena, vysoký obsah síry je činí červenými křehkými (při válcování vznikají trhliny).

Mikrostruktura kolejnicové oceli je lamelární perlit s feritovými žilkami na hranicích perlitových zrn. Tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a houževnatosti je dosaženo dodáním jednotné sorbitové struktury oceli pomocí tepelného zpracování povrchovým (8-10 mm) kalením hlavy nebo objemovým kalením kolejnice. Objemově kalené kolejnice mají zvýšenou odolnost proti opotřebení a životnost. Makrostruktura kolejnicové oceli musí být jemnozrnná, homogenní, bez dutin, nehomogenit a cizích vměstků.

Profil, délka a hmotnost

Tvar kolejí se postupem času měnil. Byly tam rohové , hřibovité , dvouhlavé kolejnice se širokou podrážkou. Moderní kolejnice se širokou podrážkou se skládají z hlavy , podrážky a krku , který spojuje hlavu s podrážkou. Povrch běhounu je konvexní, aby přenášel tlak kol podél svislé osy kolejnice. Spojení povrchu běhounu s bočními (svislými) plochami hlavy se provádí podél křivky s poloměrem blízkým poloměru zaoblení okolku kola. Spojení hlavy a podešve s hrdlem kolejnice je obzvláště hladké a hrdlo kolejnice má křivočarý tvar, který zajišťuje nejnižší koncentraci lokálních napětí. Základna kolejnice má dostatečnou šířku pro zajištění boční stability kolejnice a dostatečnou opěrnou plochu pro upevňovací popruhy .

Délka standardní železniční kolejnice vyráběné železničními válcovnami v Rusku je 12,5; 25,0; 50,0 a 100 metrů. Širokorozchodné železniční kolejnice se běžně vyrábí v délkách 25 metrů. Na základě délky kolejnic se určí délka a hmotnost předvalků, takže pro výrobu dvou kolejnic bude použit předvalek o hmotnosti 9,8 tuny . Délka bezešvých bičů (" sametová cesta ") se obvykle pohybuje v rozmezí od 400 m do délky jeviště . Použití delších kolejnic a svařovaných kolejnicových pásů snižuje odpor proti pohybu vlaku, snižuje opotřebení kolejových vozidel a náklady na údržbu trati. Při přechodu na bezešvou kolej se odpor proti pohybu vlaků snižuje o 5–7 %, ušetří se asi čtyři tuny kovu na kilometr koleje díky absenci tupých spojek.

Hlavní charakteristikou kolejnice, která dává představu o její „síle“, je hmotnost jednoho lineárního metru kolejnice v kilogramech. Při výběru typu kolejnice se bere v úvahu hustota zatížení tratě, osové zatížení a rychlost vlaku. Těžší kolejnice rozvádí tlak kol kolejového vozidla na větší počet pražců , v důsledku čehož se zpomaluje jejich mechanické opotřebení, snižuje se otěr a drcení balastních částic . S nárůstem hmotnosti kolejnic klesá spotřeba kovu na jednotku tonážní průchodnosti a náklady na výměnu kolejnic se snižují v důsledku zvýšení jejich životnosti.

Typy kolejnic

Klasifikace železničních kolejí

V Rusku je výroba železničních kolejnic určených pro článkové a bezkloubové železniční tratě a pro výrobu výhybek regulována GOST R 51685-2013.

Železniční kolejnice se dělí na:

Výroba

Kolejnice v Rusku se vyrábějí v metalurgických závodech v železničních a nosníkových dílnách v Nižném Tagilu a v Novokuzněcku na válcovně kolejí ZSMK . V SSSR se kolejnice vyráběly také v závodě Azovstal .

Konvenční označení

Kolejnice ABCD-E-F…

kde

Příklad: Kolejnice typu P65, kategorie T1, jakost oceli M76T, 25 m dlouhá, se třemi otvory pro šrouby na obou koncích kolejnice:

Kolejnice R65-T1-M76T-25-3/2 GOST R 51685-2000

Železniční komise

Již více než sto let je kvalita kolejí v Ruské říši, SSSR a Rusku řízena železniční komisí .

Druhy oceli

Podle ruských norem platných do 6. 1. 2001 byly kolejnice vyrobeny z otevřené nístějové oceli a teprve studie provedené v podmínkách OAO NTMK a OAO NKMK umožnily vyvinout novou normu. Současně byly provedeny změny GOST R 51685-2000 z hlediska výroby elektrických pecí. Evropské, americké a asijské normy již dlouho předepisují použití kyslíkového konvertoru a výrobu elektrické oceli, navíc řada norem nepočítá s metodou výroby v otevřeném ohni.

Využití

Systém kolo-kolejnice zajišťuje nepřetržitou interakci kolejového vozidla s železničním svrškem. Německé dráhy (DBAG) výrazně pokročily ve zlepšování své efektivity. Za posledních 20 let se zrychlila rychlost osobních vlaků, zlepšila se plynulost jízdy a celkový komfort cestování. Kvalitu a efektivitu tohoto systému do značné míry určuje infrastruktura. Je nutné, aby se zlepšování vozového parku provádělo s ohledem na stávající podmínky infrastruktury. Důležitým pomocným prostředkem pro optimalizaci rozhraní mezi vozovým parkem a svrškem koleje jsou diagnostické systémy.

Tvar průřezu kolejnice byl zvolen právě tak z nějakého důvodu, hlavním účelem hlavy kolejnice je zajištění kontaktu kola s kolejnicí.

Interakce kola a kolejnice je klíčem k problémům pohybu kola vzhledem ke kolejnici. V této interakci by měla být co nejnižší úroveň tření, aby byl zajištěn pohyb velkých hmot s malým odporem, ale zároveň by úroveň tření měla být dostatečná pro poskytnutí požadované přítlačné síly.

Požadavky na systém kolo-kolejnice

Pro osobní vlaky s rychlostí do 300 km/h a pro nákladní vlaky s nápravovým zatížením do 22,5 t (v budoucnu až 25 t) je požadováno, aby svršek koleje splňoval vysoké požadavky z hlediska:

Zároveň je důležité, aby trať neměla závady, splňovala příslušná pravidla technického provozu, měla vysokou kvalitu z hlediska geometrie a dynamických vlastností včetně profilu kolejnice, který zaručuje dobrý kontakt s kolem, stabilní a bezpečný pohyb posádky.

Vývoj v oblasti kolejových vozidel je různorodý a ne vždy je z hlediska optimalizace systému optimálně přizpůsoben svršku trati.

Využití kolejových vozidel s naklápěcími skříněmi zvyšuje rychlost vlaků bez investic do nákladné rekonstrukce tratí. Přitom v některých případech může nárůst rychlosti v zatáčkách dosáhnout 40 km/h. I v této situaci však zvýšení rychlosti vyžaduje odpovídající zvýšení kvality cesty, což je spojeno s dalšími náklady.

Vývoj a aplikace lineární brzdy s vířivými proudy ovlivňuje také systém kolo-kolejnice. Navzdory výhodám použití brzdy, která nemá opotřebitelné díly a nezpůsobuje opotřebení kolejnic, jsou zřejmé i její nevýhody, neboť ovlivňuje činnost signalizačních zařízení, která je proto třeba zlepšit. Při použití vířivé brzdy jako provozní brzdy je navíc nutné počítat s přídavným ohřevem kolejnic, které u některých provedení kolejového svršku ovlivňuje stabilitu jeho polohy.

Teplota kolejí roste úměrně s nárůstem frekvence vlakové dopravy a exponenciálně v brzdných oblastech v horkých letních dnech. Na Obr. Vpravo ukazuje extrémní případ v provozu, kdy zvýšení teploty v důsledku použití vířivé brzdy bylo superponováno na ohřev od slunečního záření. Předcházela tomu porucha v pohybu vlaků, pro jejíž odstranění bylo nutné zkrátit interval průjezdu ze 7,5 na 3,5 minuty. Tím se do 16:30 zvýšila teplota kolejí na 82,8 °C. V bezproblémové dráze to může vést k negativnímu ovlivnění poziční stability dráhy.

Historie

V roce 1799 Veniamin Utram poprvé použil konvexní tvar kolejnic [13] . V roce 1820 vyrobil John Berkinshaw železné kolejnice dlouhé 4,5 metru [13] . Na příčkách byly vyztuženy v litinových polštářích [13] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Rails // Malý encyklopedický slovník Brockhaus a Efron  : ve 4 svazcích - Petrohrad. , 1907-1909.
  2. ↑ Grudev A.P., Mashkin L.F., Khanin M.I. Technologie výroby válcování. - M .: Metalurgie, 1994. - S. 186. - 656 s. - 2500 výtisků.  — ISBN 5-229-00838-5 .
  3. ↑ GOST 5876-82 „Úzkorozchodné železniční kolejnice typů R18 a R24. Technické požadavky"
  4. ↑ GOST 7173-54 „Železniční kolejnice typu R43 pro průmyslové dopravní cesty. Konstrukce a rozměry »
  5. ↑ GOST R 51045-97 „Kolejové kolejnice typů RP50, RP65 a RP75 pro průmyslovou železniční dopravu. Všeobecné technické podmínky»
  6. ↑ GOST 4121-96 „Jeřábové kolejnice. Specifikace"
  7. ↑ GOST R 51685-2000 „Železniční kolejnice. Všeobecné technické podmínky»
  8. ↑ TU 32 CPU 805-94 - Rámové lišty typ PP65.
  9. ↑ GOST 18232-83 „Protikolejnice. Specifikace"
  10. ↑ GOST 9960-85 „Hrotité kolejnice. Specifikace"
  11. ↑ TU 14-2R-320-96 - Tramvajové žlábkové kolejnice.
  12. ↑ TU 32 TsP-804-94 - Ochranné lišty typu UR65.
  13. ↑ 1 2 3 Rozvoj železnic v zahraničí a v SSSR Archivní kopie ze 17. července 2021 v encyklopedii Wayback Machine Railway Encyclopedia

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích
 Tváření kovů
Obecné pojmy Železárny a ocelárny Hutní komplex Historie výroby a použití železa Deformace Mechanismy plastické deformace
Základní procesy
Hlavní jednotky
produkty