پورتال ساخت و ساز - درب و دروازه.  داخلی.  فاضلاب.  مواد.  مبلمان.  اخبار

حمل و نقل ریلی مدرن مانند 100 سال پیش نیست. از آن زمان، سرعت قطارها تقریباً 5 برابر و ظرفیت حمل 8-10 افزایش یافته است. چنین تغییرات کمی نمی تواند بر ریل هایی که لوکوموتیو بر روی آنها حرکت می کند تأثیر بگذارد. مقاومت در برابر سایش، استحکام و سختی آنها نیز به سطح جدیدی از ارزش خود رسیده است. امروزه فولاد ریل دارای تعدادی ویژگی کاربردی است.

ترکیب شیمیایی

فولاد ریلی گروهی از فولادها است که روش کاربرد مشترکی دارند. یعنی تولید ارتباطات ریلی برای حمل و نقل ریلی. ساختار فازی آلیاژ بر اساس پرلیت سوزنی شکل ریز است. برای ذوب فلز، از کوره های ذوب فولاد مبدل یا قوس معمولی استفاده می شود.

گریدهای فولاد ریلی بسته به نوع مواد اکسید کننده مورد استفاده به 2 گروه تقسیم می شوند:

  1. گروه 1 شامل فولاد اکسید زدایی شده با فرومنگنز یا فروسیلیس است.
  2. دومی شامل اکسید زداهای مبتنی بر آلومینیوم است. فلز گروه 2 ارجحیت دارد زیرا حاوی درصد کمتری از اجزاء غیر فلزی است.

ترکیب شیمیایی ریل به طور کامل توسط استاندارد دولتی GOST R 554 97-2013 تنظیم می شود. بر اساس آن، آلیاژ علاوه بر عنصر اصلی آهن، باید شامل مجموعه ای از عناصر زیر باشد:

  • کربن (0.71-0.82%) جزء اصلی هر فولاد است. هدف اصلی کربن افزایش خصوصیات مکانیکی آلیاژ فولاد است. این امر به دلیل اتصال مولکول های آهن با ذرات کربن اتفاق می افتد و در نتیجه مولکول های بزرگتر، سخت تر و در عین حال بادوام کاربیدهای آهن تشکیل می شود. علاوه بر این، کربن به فولاد اجازه می دهد تا در معرض دمای بالا بیشتر تقویت شود. بنابراین، سختی و استحکام کششی ریل ها را می توان 100٪ دیگر افزایش داد.
  • منگنز (0.25-1.05%) به بهبود خواص مکانیکی ریل کمک می کند. به لطف افزودن آن به ترکیب، می توان مقدار مقاومت ضربه را به طور متوسط ​​20-30٪ افزایش داد. سختی و مقاومت در برابر سایش نیز بهبود یافته است. اما برخلاف کربن، تغییرات در این شاخص‌ها بدون بدتر شدن خواص پلاستیکی آن رخ می‌دهد که نقش مهمی در ساخت فولاد ریلی دارد.
  • سیلیکون (0.18-0.40٪) اکسیژن باقیمانده را حذف می کند و در نتیجه ساختار کریستالی داخلی را بهبود می بخشد. احتمال خطر تشکیل جداسازی را کاهش می دهد - ناهمگنی شیمیایی آلیاژ در ترکیب شیمیایی آن. همه اینها باعث می شود که دوام مسیر راه آهن 1.3-1.5 برابر افزایش یابد.
  • وانادیوم (0.08-0.012%) استحکام تماس ریل ها را بر عهده دارد. هنگامی که به یک آلیاژ اضافه می شود، بلافاصله با کربن متصل می شود و کاربیدهای وانادیوم را تشکیل می دهد. این ترکیب مقاومت سایش و چگالی را افزایش داده است و در نتیجه آستانه پایین تر از حد استقامت آلیاژ را افزایش می دهد.
  • نیتروژن (0.03-0.07%) در گروه ناخالصی های مضر قرار دارد. اثر منفی آن خنثی کردن آلیاژ وانادیوم فولاد است. آن ها نیتریدهای وانادیوم به جای کاربیدها تشکیل می شوند. خواص مکانیکی پایینی دارند. قادر به تقویت حرارت نیست. به طور کلی، آلیاژ پرهزینه با وانادیوم به هیچ کاهش می یابد.
  • فسفر (تا 0.035٪) در گروه عناصر نامطلوب در ترکیب قرار می گیرد. تأثیر منفی اصلی آن افزایش شکنندگی آنها است. مسیر راه آهن دارای سختی کافی است، اما از استحکام مناسبی برخوردار نیست. همه اینها منجر به احتمال بالای تشکیل ترک و متعاقب آن شکست ریل می شود.
  • گوگرد (تا 0.045٪) پارامترهای فنی فولاد را کاهش می دهد. چکش خواری آلیاژ در طی عملیات تحت فشار داغ به شدت کاهش می یابد. خطر ترک خوردن افزایش می یابد. ریل های ساخته شده از چنین فولادی به دلیل افزایش شکنندگی آنها رد می شوند.

فولادهای ریلی بسته به میزان گوگرد و فسفر به 2 درجه تقسیم می شوند. درجه اول حاوی درصد کمتری از این ناخالصی های مضر است. ارجح تر است و در بخش های حساس تر از مسیر راه آهن استفاده می شود.

ویژگی های مکانیکی

گریدهای فولادی ریلی با افزایش مقاومت در برابر بارهای چرخه ای مشخص می شوند. استحکام کششی آنها بسته به برند، بین 800 تا 1000 مگاپاسکال است. فولاد ریل در محدوده 600 تا 810 مگاپاسکال شروع به تغییر شکل می کند. باز هم، این بستگی به نسبت عناصر آلیاژی در آلیاژ فولاد دارد

فولاد به خوبی با بارهای ضربه ای مقابله می کند. مقدار مقاومت ضربه 2.5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است. سختی آلیاژ مستقیماً به کیفیت عملیات حرارتی بستگی دارد. سخت شدن حجمی می تواند این پارامتر را تا 60 واحد در مقیاس راکول افزایش دهد.

گرید ریل شکل پذیری متوسطی دارد. باریک شدن نسبی برای آن 25٪ است که اجازه می دهد ریل ها نورد گرم شوند. آنها را از قبل تا دمای 900-1000 درجه سانتیگراد گرم کنید.

کاربردها و گریدهای فولاد ریلی

همانطور که قبلا ذکر شد، هدف اصلی این فلز ساخت ریل ریل راه آهن است. در زیر لیستی از آن دسته از مارک هایی که بیشتر برای این منظور استفاده می شوند آورده شده است:

  • فولاد 76. یکی از محبوب ترین گریدها در تولید ریل. هدف اصلی تولید ریل از انواع RP50 و RP65 است که عمدتاً در تخمگذار ریل‌های راه‌آهن صنعتی با گیج عریض استفاده می‌شود.
  • فولاد 76F. از فولادی که در بالا توضیح داده شد با محتوای اضافی وانادیوم در ترکیب آن متمایز می شود. ریل های این برند عمر طولانی دارند - می توانند تعداد بیشتری لوکوموتیو را از طریق آنها عبور دهند.
  • فولاد K63. از این برند در ساخت ریل جرثقیل استفاده می شود. همچنین با 0.3 درصد نیکل آلیاژ شده است. این فلز علاوه بر استحکام مطلوب، مقاومت در برابر خوردگی کمی بهتر نیز دارد.
  • فولاد K63F. ریل های ساخته شده از این درجه به دلیل افزودن تنگستن به ترکیب آنها با استحکام چرخه ای بیشتر متمایز می شوند.
  • فولاد M54. محتوای منگنز بالایی دارد. برای تولید روکش های ریل داکینگ استفاده می شود.
  • فولاد M68. هنگام گذاشتن مسیرهای سازه بالایی استفاده می شود.

فولاد گرید ریلی امروزه یکی از مواد کلیدی مورد استفاده در ساخت خطوط راه آهن است. این به دلیل مقادیر بهینه ویژگی های مکانیکی و کم اهمیت بودن هزینه کم این نوع ریل بود. اما تاکنون روند یافتن ترکیب شیمیایی بهینه فولاد در این گروه ادامه دارد. چه کسی می داند که در یک سال چه تصمیماتی گرفته می شود و چگونه بر دوام خطوط راه آهن تأثیر می گذارد.

درجه فولاد

نوع ریلی

مn,%

سی,%

اس,%

مانند,%

سختی قابل توجه، مقاومت در برابر سایش و چقرمگی فولادهای پر کربن با ایجاد ساختار سوربیتولی همگن از طریق عملیات حرارتی ویژه به دست می آید.

استانداردهای تضمین کیفیت برای سازندگان ریل راه آهن در جدول 5 ارائه شده است.

شکل 1 مشخصات پروفیل های عرضی ریل P75 (a)، P65 (b)، P50 (c)

جدول 5

نوع ریل مقاوم در برابر حرارت

هنجار زمان عملیات گارانتی، میلیون تن ناخالص

در خطوط مستقیم و منحنی R> 1000 متر

در بخش هایی از مسیر با شعاع منحنی

650 متر< R < 1000 м

توجه داشته باشید:

T1، T2 - ریل های مقاوم در برابر حرارت تولید شده مطابق با GOST R 51685-2000 ;

SS - ریل برای ترافیک ترکیبی با سرعت بالا.

NE، NK - ریل های قابلیت اطمینان در دمای پایین؛

IE - ریل با افزایش مقاومت در برابر سایش و استقامت تماس.

3. سازه های راه آهن روی پل ها.

3.1. طرح هایی برای اتصال رشته های ریلی به پل ها.

در روسیه معمولاً همان نوع ریل روی پل ها و نزدیک شدن به آنها مانند روی استیج ها گذاشته می شود. در حال حاضر، عمدتاً از ریل های مقاوم در برابر حرارت از نوع P65 بر روی پل ها استفاده می شود. ریل های P65 غیر سخت شده و حتی ریل های P50 مقاوم در برابر حرارت به طور معمول با ریل های P65 مقاوم در برابر حرارت جایگزین می شوند.

بسته به شرایط آب و هوایی و عملیاتی، می توان یک مسیر پیوسته با رشته های ریلی که پل و نزدیکی ها را می پوشاند، یک مسیر با ریل های جوش داده شده طولانی (حداکثر طول دهانه دما) و یک مسیر پیوندی با ریل هایی به طول 25 متر روی پل ها گذاشت. و به آنها نزدیک می شود.

گذاشتن مسیر پیوسته روی پل ها کمتر از روی بستر جاده ها موثر نیست. در نتیجه حذف اتصالات، تنش‌های دینامیکی در عناصر سازه‌های دهانه کاهش می‌یابد، شدت شکست اتصالات آنها و عرشه پل کاهش می‌یابد و بر این اساس، هزینه‌های نگهداری هم مسیرهای روی پل‌ها و هم خود پل ها کاهش می یابد. بنابراین، استفاده از مسیر بدون درز بر روی پل ها یک کار مهم است.

هنگام گذاشتن رشته های ریلی جوش داده شده یک مسیر بدون درز و ریل های طولانی روی پل ها، باید ویژگی های عملکرد مشترک مسیر و پل را در نظر گرفت. ویژگی اصلی در اینجا تحرک پایه زیر ریل است که ناشی از تغییر طول دهانه در هنگام تغییر دمای هوا و عبور مواد نورد است. تحرک دهانه در هنگام ترمز شدید می تواند از 20 تا 30 درصد از حرکات دمایی آن باشد. در همان زمان، ریل های جوش داده شده روی پل می توانند ثابت بمانند.

در صورت وجود اتصالات " دهانه راه آهن " ، نیروهای طولی اضافی در رشته های ریل ظاهر می شوند که با نخ ریل پیوسته از یک مسیر پیوسته پیوسته ، نه تنها به دهانه ها ، بلکه به قسمت های نگهدارنده و به قسمت ها نیز منتقل می شوند. به پل نزدیک می شود بنابراین، قبل از تخمگذار مسیر پیوسته، پل ها بررسی و در صورت لزوم تعمیرات اساسی انجام می شود.

هم در راه‌آهن‌های داخلی و هم در خطوط راه‌آهن خارجی، دو نوع عرشه پل بر روی پل‌ها استفاده می‌شود: بالاست (با سوار بر بالاست) و بدون بالاست.

عرشه پل اجرا شده بر روی بالاست (شکل 2) با دهانه های بتن مسلح عمدتاً تا 33 متر طول و دهانه های بتنی مسلح شده با فولاد با طول بیش از 33 متر استفاده می شود.

روی پل‌هایی با دهانه‌های بتن مسلح تا 3.6 متر و در حال اجرا روی بالاست، مژه‌های ریلی تقریباً مستقل از دهانه عمل می‌کنند و ضربه‌های اضافی مرتبط با تغییر شکل آن را تجربه نمی‌کنند. این گونه پل ها تقریباً هیچ بالابر ساختمانی ندارند و تغییر دمای دهانه به دلیل جرم زیاد بتن با 5-4 ساعت تاخیر نسبت به تغییر دمای محیط رخ می دهد. بنابراین با تغییرات دما و عبور قطار، تغییر شکل‌های طولی (تغییر طول) چنین دهانه‌ای کم است. این باعث می شود که روی پل های بتنی مسلح با دهانه های تا 33 متر و در حال اجرا بر روی بالاست یک مسیر پیوسته با همان طرحی که در بستر جاده وجود دارد، ساخته شود.

شکل 2 عرشه پل با سواری بر روی بالاست سنگ خرد شده و تراورس های بتن مسلح با یک فرورفتن بالاست که برای عبور ماشین های تمیز کردن سنگ خرد شده فراهم می کند: در سمت چپ - بدون وسایل امنیتی، در سمت راست - با دستگاه های امنیتی

روی پل هایی که روی بالاست با طول کل بیش از 50 متر و همچنین روی پل های روگذری که روی بالاست با طول کل بیش از 25 متر کار می کنند، باید زوایای متقابل تعبیه شود تا از جابجایی جانبی زیاد مواد نورد از پل جلوگیری شود. محور در صورت خروج از ریل

در پل‌هایی که روی بالاست کار می‌کنند، مسیر روی تراورس‌های بتنی تقویت‌شده مخصوص پل گذاشته می‌شود که می‌توان زوایای متقابل را به آن متصل کرد. سرهای متقابل با پیچ هایی که به داخل درج های چوبی پیچ می شوند به تراورس ها متصل می شوند. سرهای متقابل در انتهای خود به هم نزدیک می شوند و یک شاتل را تشکیل می دهند که نوک آن نباید از دیواره عقبی تکیه گاه نزدیکتر از 10 متر باشد (شکل 3). هنگام گذاشتن تراورس های بتن مسلح بر روی پل ها، تراورس ها با کاهش تدریجی فاصله بین محورهای آسترهای چوبی در داخل "شاتل ها" قرار می گیرند (شکل 4).

سنگ خرد شده از سنگ های سخت به عنوان بالاست روی پل ها و رویه های آنها استفاده می شود. در برخی از پل ها و نزدیک به آنها، یک مسیر بر روی بالاست آزبست استفاده می شود. با این حال، در سال های اخیر، بالاست آزبست به طور معمول با سنگ خرد شده جایگزین شده است.

برنج. 3. نمودارهای چیدمان بتن مسلح و تراورس های چوبی هنگام اتصال رشته های ریلی به پل های (الف) و پل های روی هم افتاده با رشته های ریلی (ب): الف - رشته های ریلی. ب - تراورس های بتن مسلح. ب - تراورس های چوبی

برنج. 4. طرح تخمگذار تراورس های بتن مسلح در "شاتل ها" (اعداد نشان دهنده انواع تراورس ها از Ш1 تا 21 است)

عرض بازوی منشور بالاست روی پل ها و نزدیک به آنها حداقل 35 سانتی متر تنظیم شده است، علاوه بر این، به کلاس خط بستگی ندارد، یعنی عاملی است که پایداری مسیر پیوسته را تضمین می کند. ضخامت لایه بالاست زیر تراورس حداقل 25 سانتی متر چیده شده است.در برخی از پل ها به دلیل ابعاد می توان ضخامت لایه بالاست را به 15 یا حتی 10 سانتی متر محدود کرد.در چنین مواردی تمام اقدامات باید انجام شود. برای کاهش تاثیر دینامیکی وسایل نورد بر روی مسیر اتخاذ شود. این امر با از بین بردن اتصالات ریلی در داخل پل و ساییدن دوره ای ریل ها به دست می آید.

در پل های قدیمی، در حین کار، ارتفاع منشور بالاست در نتیجه صاف کردن مسیر در پروفیل و همچنین به دلیل عدم وجود فناوری های به اندازه کافی ساده برای تمیز کردن سنگ خرد شده روی پل ها افزایش یافت. این منجر به افزایش قابل توجه بار دائمی روی پل می شود. برای محدود کردن آن، ارتفاع بالاست در زیر تختخواب نباید بیش از 30 سانتی متر از ارتفاع معمولی تجاوز کند. در ارتفاع بالاتر، عرض سینی برای ارائه مشخصات عرضی مورد نیاز منشور کافی نیست. بنابراین، در پروژه های جدید، عرض سینی در پایین 4.9 متر است.

در پل های عملیاتی ساخت قدیمی، برای جلوگیری از ریزش بالاست از دهانه، باید کناره های سینی ها را افزایش داد. در برخی از جاده ها، گوشه های بتن آرمه گذاشته می شود که فلنج افقی آن در زیر بالاست قرار می گیرد.

در تمام موارد لازم است که بستر پایینی تختخواب از کناره کمتر باشد و بار اضافی ناشی از افزایش وزن مرده دهانه از حد مجاز بیشتر نباشد.

اغلب یک عرشه پل با دال های فلزی ارتوتروپیک با سفت کننده ها ساخته می شود. دال در جهات طولی و عرضی صلبیت یکسانی دارد و در کار وتر بالایی تیر طولی قرار می گیرد که باعث ساده سازی و استحکام سازه پل و کاهش هزینه های نگهداری آن می شود. روبنای معمول مسیر (سنگ خرد شده، تراورس و غیره) روی دال گذاشته می شود.

گاهی اوقات به جای فلز از دال بتن آرمه استفاده می شود که همراه با وترهای بالایی خرپاهای اصلی دهانه کار می کند. در این حالت معمولاً دال ها را با چسب پایه اپوکسی به تیرها می چسبانند. مسیر بر روی سنگ خرد شده گذاشته شده است.

طرح های دیگری از عرشه پل بالاست وجود دارد. در راه‌آهن روسیه، علاوه بر پل‌های بتن آرمه، عرشه پل‌هایی که روی بالاست اجرا می‌شوند، عمدتاً روی پل‌های بتنی تقویت‌شده فولادی استفاده می‌شوند که شامل دهانه‌های فلزی با فرورفتگی‌های بالاست بتن مسلح نصب شده روی آن‌ها می‌شود. فرورفتگی بالاست در چنین پل هایی در ارتباط با وترهای بالایی تیرهای طولی که روی آنها ثابت شده است کار می کند. با این حال، حتی در این پل ها نیز به دلیل بالاست، تأثیر حرکات طولی دهانه ها بر روی ریل ها کاهش می یابد. تعمیر و نگهداری مسیر بر روی پل هایی که روی بالاست کار می کنند، در مقایسه با سایر طرح های عرشه پل، ساده ترین و مقرون به صرفه ترین است و تفاوت کمی با تعمیر و نگهداری مسیر روی بستر خاکی دارد. با این حال، بیشتر پل های فلزی از عرشه پل های بدون بالاست استفاده می کنند.

عرشه پل بدون بالاست می تواند روی اعضای متقاطع چوبی و فلزی یا روی دال های بتونی مسلح باشد.

عرشه پل بر روی میلگردهای چوبی (تیرهای پل) مطابق شکل 5 چیده شده است. زوایای شمارنده با مقطع 160x160x16 میلی متر به عنوان وسایل امنیتی بر روی پل های دارای میلگردهای چوبی و فلزی استفاده می شود. در پل های عامل، تا زمان بازسازی یا تعمیرات اساسی، زوایای متقابل با سطح مقطع کوچکتر مجاز است، اما کمتر از 150x100x14 میلی متر نباشد.

عرشه پل با اعضای متقاطع فلزی عمدتاً در پل های قبل از جنگ استفاده می شود.

شکل 5. عرشه پل روی تیرهای پل با چوب زیر بغل ریل: در سمت چپ - گوشه امنیتی با یک پیچ پنجه وصل شده است، در سمت راست - گوشه امنیتی با عصا وصل شده است

توجه داشته باشید.حداقل فاصله های لازم بین لنت های ریل، گوشه های امنیتی و واشر پیچ های پنجه ای در مناطق مجهز به مسدود کننده خودکار در داخل پرانتز آورده شده است.

در سال های اخیر، حجم عرشه پل ها با دال های بتن مسلح به شدت افزایش یافته است (شکل 6). تولید و نصب دال های پل بتن آرمه بدون بالاست بر اساس طرح های استاندارد انجام می شود. جفت‌گیری دال‌های بتنی مسلح با تیرهای دهانه را می‌توان با استفاده از یک لایه بالشتکی ملات ماسه سیمانی با اسپیسرهای چوبی، تخته‌های چوبی ضد عفونی کننده و لاستیک و همچنین سازه‌های دیگر انجام داد.

زوایای شمارنده با مقطع 160x160x16 میلی متر به عنوان دستگاه های امنیتی روی پل هایی با دال های بتونی مسلح استفاده می شود. هنگامی که طول عرشه پل بیش از 5 متر باشد یا زمانی که پل ها در منحنی هایی با شعاع کمتر از 1000 متر قرار دارند، دستگاه های امنیتی روی پل هایی با عرشه پل های بدون بالاست (چوبی، اعضای متقاطع فلزی، دال های بتنی مسلح) نصب می شوند.

همانطور که مشخص است، یکی از ویژگی های اصلی عملکرد یک مسیر، از جمله مسیر پیوسته، بر روی پل ها، تحرک پایه زیر ریل است. رشته های ریلی یک مسیر بدون درز که پل را می پوشاند قادر به حرکت در کنار پایه نیستند.

شکل 6. عرشه پل بر روی دال های بتنی مسلح بدون بالاست:

1 - بتن مسلح بدون بالاست. صفحه، زاویه 2 شمارنده، 3 - ریل مسیر با بست، 4 - تیر اصلی، 5 - اسپیسر چوبی نگهدارنده، 6 - پین بست دال با مقاومت بالا، 7 - ملات ماسه سیمانی، 8 - سوراخ بیضی شکل برای پین و تزریق ملات به زیر دال، 9 - واشر

بنابراین، در صورت وجود اتصالات "رشته های ریلی - روبنا"، به دلیل حرکات طولی دومی هم در رشته ها و هم در تیرهای طولی روبنا، نیروهای طولی اضافی ظاهر می شود. با توجه به اینکه سطح مقطع تیرهای طولی و تسمه های خرپایی دهانه چندین برابر سطح مقطع ریل است، نیروهای طولی اضافی برای مژه های ریلی خطرناک ترین خواهد بود. . نیروهای اضافی در رشته ریل در ترکیب با نیروهای عرضی از انبار نورد و همچنین تغییرات دمای رشته نباید باعث فشار بیش از حد ریل در ناحیه پل و نزدیک شود. این شرط به شرطی برآورده می شود که تنش های طراحی بیش از حد مجاز نباشد.

در این شرایط در نظر گرفته می شود که دمای ریل روی پل ها در تابستان ممکن است 8 تا 10 درجه سانتی گراد کمتر از دمای ریل روی پل ها باشد و همچنین در زمستان تغییر شکل های طولی دهانه های ناشی از عبور قطار در جهت مخالف دما بوده و از تاثیر آن بر مژه ها می کاهد.

برای تعیین نیروهای اضافی در رشته های ریل روی پل ها و نزدیک شدن به آنها ناشی از حرکات روسازه، باید از طول روسازه ها، مقادیر جابجایی ها و توزیع نیروهای مقاومت (rm) در طول روبنا دانست. عرشه پل

در مناطقی با حرکات دهانه بیش از 3 تا 5 میلی متر، لغزش اصطکاکی نسبت به رشته های ریل رخ می دهد و مقاومت دیگر به بزرگی حرکات بستگی ندارد، یعنی. r متر = سوپخیابان

در آثار معروف خارجی، هنگام تعیین نیروهای طولی اضافی در رشته های ریل، آنها را می گیرند r متر = سوپخیابان. این ساده سازی حرکات روبنا ناشی از تغییرات دمایی 15 درجه سانتیگراد تقریباً مقدار محاسبه شده نیرو را در مقایسه با مقدار واقعی آن دو برابر می کند. با افزایش اختلاف دما، تفاوت بین مقادیر محاسبه شده و واقعی نیروهای اضافی کاهش می یابد. به عنوان مثال، برای یک دهانه به طول 55 متر با اختلاف دمای 45 درجه سانتیگراد، تفاوت بین مقدار محاسبه شده و واقعی نیروهای طولی اضافی از 7-10٪ تجاوز نمی کند.

هنگامی که رشته ها به طور مداوم با اتصالات KD، KB بر روی پل هایی با دهانه های 45-55 متر محکم می شوند، تغییر شکل طولی آنها می تواند باعث ایجاد تنش های محوری اضافی در رشته های ریل در حد 50-75 مگاپاسکال شود که همراه با تنش های خمشی و دمایی ، می تواند از مقادیر مقاومت مجاز ریل تجاوز کند این تنش‌های اضافی به شکست سریع عرشه پل، پشتیبانی از بخش‌هایی از مسیر در ناحیه نزدیک، و در برخی موارد، عبور بیش از حد مسیر در منطقه نزدیک کمک می‌کنند. بنابراین، بستن ریل ها مطابق با الزامات اتصال آنها به بستر برای پل های بدون بالاست غیرقابل قبول است.

بهترین گزینه از نظر تعامل بین مژه ها و دهانه ها، استفاده از بست هایی است که در حرکت ساختارهای طولی نسبت به مژه ها اختلال ایجاد نمی کند. بستن مژه های ریلی بدون نیشگون گرفتن پایه ریل در راه آهن های داخلی روی پل های بدون بالاست با طول 33 متر یا کمتر و در جاده های خارجی بر روی پل هایی با طول حداکثر 30-25 متر استفاده می شود.با این بستن مژه ها، بلند یا کوتاه کردن مژه ها استفاده می شود. دهانه ها باعث ایجاد تنش های فشاری یا کششی اضافی در مژه نمی شود و اندازه شکاف هنگام شکستن بازوها از مقدار مجاز تجاوز نمی کند. بستن مژه ها بر روی پل هایی با طول تا 33 متر با استفاده از عصا یا بست های جداگانه (KD, KB) با عصاهای شل یا پایانه هایی با پایه های بریده انجام می شود که شکافی بین ترمینال و بالای پایه ریل ایجاد می کند (شکل 1). 7). برای پل‌های بلندتر از 33 متر، به منظور جلوگیری از باز شدن شکاف بزرگ، رشته‌های ریل تا حد محدودی از عرشه پل در ناحیه انتهای ثابت دهانه ثابت می‌شوند (0.2). ÷ 0.25 ). در این قسمت مژه های ریلی مانند روی زیرین با سفت شدن استاندارد مهره های پیچ ترمینال بسته می شوند. در امتداد بقیه عرشه پل، مژه ها بدون فشار دادن با گیره بسته می شوند. با چنین بستنی، ظاهر نیروهای اضافی در مژه ها ناشی از حرکات دهانه تقریباً از بین می رود. معرفی چنین طرحی برای بستن مژه ها، امکان گسترش دامنه کاربرد مسیر پیوسته مشترک در راه آهن های داخلی را در پل های تک دهانه تا طول 55 متر و پل های چند دهانه تا طول 66 متر فراهم کرد.

برنج. 7. چسباندن مژه های ریلی به تیرهای پل با استفاده از بست های CD با پایه های ترمینال کوتاه شده

در تعدادی از راه‌آهن‌های خارجی، مسیر پیوسته بر روی پل‌هایی با طول بیشتر قرار دارد (جدول 6).

جدول 6

حداکثر طول پل هایی که مسیر پیوسته روی آنها مجاز است، متر

تک دهانه

چند دهانه

آلمان

یوگسلاوی

افزایش طول پل هایی که می توان روی آنها مسیر پیوسته گذاشت به دلیل شرایط آب و هوایی مساعدتر و استفاده از طرح های جدید برای اتصال تیرهای پل به تسمه های تیرهای طولی یا خرپاها حاصل می شود. بدون در نظر گرفتن تأثیر حرکات طولی دهانه بر وضعیت فشاری رشته‌ها (شکل 8)، طرح‌های ویژه اتصالات ریلی. به طور خاص، در ژاپن، اتصالات استفاده می شود (شکل 9)، که "A" مقاومت خطی در برابر برش طولی 100 نیوتن بر سانتی متر، "B" - 50 نیوتن بر سانتی متر، "C" - مقاومتی در برابر برش طولی ایجاد نمی کند. برش طولی با ترکیب این بست ها مقاومت های خطی مورد نیاز به دست می آید.

برنج. 8. واحد اتصال بین تیر پل (1) و تیر طولی (2) که امکان حرکت متقابل آنها را فراهم می کند.

برنج. 9. بست های در نظر گرفته شده برای نصب بر روی پل های بدون بالاست.

همراه با رعایت الزامات برای استحکام، پایداری مسیر و اندازه شکاف ایجاد شده در صورت شکستن رشته، بر روی پل ها نیز لازم است این شرط رعایت شود که نیروهای افقی که توسط رشته های ریلی به عرشه پل منتقل می شود نیز رعایت شود. در حال حاضر رشته در زمستان شکسته می شود از مقادیر نیروهای ترمز طراحی تجاوز نمی کند که بر اساس آن قطعات و تکیه گاه پل ها محاسبه می شود. در پل های تک دهانه بیش از 55 متر و پل های چند دهانه بیش از 60 متر، محکم کردن مژه ها فقط در ناحیه انتهای ثابت دهانه ها در شرایط آب و هوایی راه آهن روسیه، الزامات ترخیص را تضمین نمی کند. روی این پل ها، یا یک مسیر پیوند یا رشته های ریلی با طولی که از طول دهانه دمایی پل تجاوز نمی کند، گذاشته می شود (شکل 10).

برای جبران کشیدگی های حرارتی ریل ها و همچنین کشیدگی های ناشی از عبور قطار، از اکولایزرهای روی پل استفاده می شود (شکل 11). در عمل، اکولایزرها بر روی پل هایی با طول دهانه دمایی 100 متر یا بیشتر نصب می شوند. رشته های ریلی در چنین پل هایی از نوع P65 با عصا، بست های جداگانه K-65 روی پل هایی با تیرهای پل چوبی یا KV-65 روی پل هایی با تیرهای پل فلزی و دال های بتنی مسلح گذاشته می شوند.

برای جلوگیری از سرقت مسیر در داخل پل، رشته های ریل جوش داده شده در ناحیه انتهای ثابت دهانه ها ثابت می شوند.

برنج. 10. دهانه های دمایی پل ها:

الف - با دهانه های شکاف در پل های تک دهانه یا هنگامی که یک قسمت متحرک و یک قسمت نگهدارنده ثابت دهانه های مجاور بر روی یک تکیه گاه میانی قرار دارند: ب - هنگامی که دو قسمت متحرک متحرک روی یک تکیه گاه میانی قرار می گیرند، یکسان است. ج، د - با دهانه های پیوسته با یک قسمت نگهدارنده ثابت که در وسط و انتهای دهانه قرار دارد. د - با دهانه های کنسول: و - با دهانه های قوسی; L t - دامنه دما، U r - محل نصب دستگاه اکولایزر.

برنج. 11 اکولایزر:

1 - اتصال جلوی ریل قاب؛ 2 - ریل قاب. 3 - ابتدای خم ریل قاب، 4 - نقطه. 5 - کالسکه; 6 - مرز دهانه های دمایی مجاور

در پل هایی که دارای تیرهای پل چوبی و اتصالات چوب زیر بغل هستند، مژه های ریلی با پیچ یا به عنوان استثناء با وسایل ضد سرقت فنری نصب شده در قفل محکم می شوند. دستگاه های ضد سرقت پیچ در میله های متصل به گوشه های ضد سرقت نصب شده بر روی وترهای بالایی تیرهای طولی نصب می شوند. تعداد دستگاه های ضد سرقت پیچ و فنر با تقسیم نیروی طولی بر نیرویی که توسط پیچ (شکل 12) یا دستگاه های ضد سرقت فنر درک می شود، تعیین می شود.

برنج. 12. پیچ ضد سرقت

در پل هایی که روی بالاست، با میله های متقاطع فلزی کار می کنند، ریل ها در انتهای ثابت دهانه ها با بست های KB در طول مشخص شده توسط محاسبات با سفت شدن استاندارد مهره های پیچ های ترمینال به پایه متصل می شوند. طول بخش های بستن مژه ها در قسمت انتهای ثابت دهانه با بست های فنری ضد سرقت یا KB با سفت کردن استاندارد مهره های پیچ های ترمینال از شرایط زیر تعیین می شود:

که در آن T نیروی طولی ناشی از بار موقت در لحظه ترمز یا شتاب قطار است. r m - مقاومت خطی در برابر برش طولی ریسمان ریلی در ناحیه بست.

در امتداد بقیه دهانه، مژه های ریلی بدون فشار دادن پایه ریل محکم می شوند.

بر روی پل های بدون بالاست با اعضای متقاطع فلزی، دال های بتنی مسلح و در حال اجرا بر روی بالاست، ضربه گیرهای لاستیکی زیر ریل یا طناب لاستیکی نصب می شود. برای کاهش ضریب اصطکاک بین زیره ریلی و کمک فنرها، در مناطقی که مژه ها بدون فشار دادن زیره ریل چسبانده می شوند، اسپیسرهای فلزی U شکل از ورق فولادی به ضخامت 0.5 - 2.0 میلی متر تعبیه شده است (شکل 13). . در دهه های اخیر، در بسیاری از پل های روسی با دهانه دمایی 100 متر یا بیشتر، ریل های اکولایزر به جای اکولایزرهای گران قیمت نصب شده اند. جبران تغییرات طول رشته های ریل در پل های دارای ریل تسطیح به دلیل شکاف های مفصلی و در موارد ضروری به دلیل یک یا دو ریل تسطیح فصلی انجام می شود. ریل های فصلی ریل هایی برای شرایط زمستانی و تابستانی هستند. برای دوره زمستانی، اینها، به طور معمول، ریل های استاندارد با طول 12.5 متر و برای دوره تابستان - ریل های کوتاه شده، 12.46 متر هستند. 12.45 یا 12.44 متر.

تخمگذار رشته ها با ریل های تسطیح طبق یک پروژه ویژه توسعه یافته انجام می شود که لزوماً باید نموداری برای تخمگذار رشته های ریلی جوش داده شده و ریل های تسطیح باشد. محاسبه شکاف در اتصالات و تعیین فاصله دما برای جایگزینی ریل های تسطیح فصلی. طرحی برای بستن مژه های ریلی روی عرشه پل و نزدیک.

برنج. 13. واشر فلزی U شکل

عملکرد طولانی مدت و بدون مشکل المان های VSP تنها زمانی امکان پذیر است که از مواد مناسب ساخته شده باشند. و امروز به این خواهیم پرداخت که ریل های فولادی از چه ساخته شده اند، چرا این فلز خاص انتخاب شده است و چه ویژگی هایی دارد. اطلاعات به شما کمک می کند تا محصولات نورد مناسب را برای ساخت و ساز واقعی مسیر انتخاب کنید.

مهم است که ویژگی های دوران مدرن را در نظر بگیریم. طی تقریباً 100 سال، ظرفیت حمل و نقل ریلی 8-10 برابر و سرعت حرکت آن در طول جاده 5 برابر افزایش یافته است. به نظر می رسد که سازه های پشتیبان بارهای کاملاً متفاوتی را تجربه می کنند. بنابراین، لازم است که آنها قوی تر، سخت تر و مقاوم تر از یک قرن پیش باشند.

فولاد ریلی

این ترکیبی از انواع مختلفی از فلزات مشابه، مشابه در روش کاربرد - مورد استفاده برای ساخت عناصر VSP (روبنای مسیر). پرلیت سوزنی ریز اساس ساختار فاز را برای همه انواع ذوب شده در کوره های مبدل یا قوس تشکیل می دهد. پس از عملیات حرارتی، تا حد امکان همگن می شود، ویسکوزیته، سختی کافی و مقاومت در برابر سایش بالا به دست می آورد.

با توجه به اکسید کننده ها، به 2 گروه اصلی تقسیم می شود:

I - ناخالصی های مضر با استفاده از فرومنگنز یا فروسیلیکون حذف می شوند.

II - آخال های آلومینیومی برای حذف اکسیژن استفاده می شود (به دلیل ماهیت آنها ترجیح داده می شود).

مواد اولیه برای ساخت ریل

خیلی بستگی به منطقه ای دارد که محصولات اجاره ای در آن استفاده خواهند شد. عناصر VSP از فولاد مبدل ساخته شده‌اند که در مسیر راه‌آهن گذاشته شده و یک گیج پهن یا باریک را تشکیل می‌دهند. اما سازه های فلزی پشتیبان جرثقیل باید بارهای کاملا متفاوتی را تحمل کنند، بنابراین کارخانه ها از آلیاژهای با کربن بالا برای تولید آنها استفاده می کنند.

یک مورد کاملاً متفاوت موارد به اصطلاح تماس است که برای ایجاد یک مسیر مترو نصب شده است. آنها ولتاژهای بزرگ را نمی پذیرند، اما باید به طور موثر جریان را حذف کنند، بنابراین از فلزات نسبتا نرم ساخته شده اند.

ترکیب شیمیایی و مزایای آن

برای گریدهای فولادی اصلی ریل های راه آهن، توسط GOST R 554 97-2013 تنظیم می شود. این استاندارد بین ایالتی تعیین می کند که جزء اصلی آهن است، اما علاوه بر آن، آلیاژ باید شامل تعدادی عنصر دیگر باشد - در کسر جرمی زیر:

  • کربن (کربن) - از 0.71 تا 0.82٪، خواص مکانیکی را تقریباً به نصف افزایش می دهد. ذرات آن به فرومولکول ها متصل می شوند و آنها را به کاربیدهایی تبدیل می کنند که بسیار قوی تر و بزرگتر هستند. و اثرات دمای بالا کمتر بحرانی می شود.
  • منگنز - از 0.25 تا 1.05٪، استحکام ضربه (یک چهارم تا یک سوم) و همچنین مقاومت در برابر سایش و سختی را بهبود می بخشد. علاوه بر این، شکل پذیری بدتر نمی شود، که تأثیر بسیار مثبتی بر قابلیت ساخت محصول نهایی نورد دارد.
  • سیلیکون - از 0.18 تا 0.4٪ برای حذف ناخالصی های اکسیژن و در نتیجه بهینه سازی ساختار کریستالی داخلی مواد مورد نیاز است. با استفاده از این افزودنی، احتمال ظاهر شدن لکه های جداسازی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و دوام آن تقریباً 1.4 برابر افزایش می یابد.
  • وانادیوم - از 0.012 تا 0.08٪، بسته به درجه خاص فولاد برای ساخت ریل. برای اطمینان از قدرت تماس کافی مهم است. در ترکیب با کربن، کاربیدهایی را تشکیل می دهد که حد استقامت (یعنی آستانه پایین آن) را افزایش می دهد.

ناخالصی های نامطلوب یا حتی مضر شایسته توجه ویژه هستند، اما هنوز نمی توان به کمک فناوری های مدرن آنها را کاملاً جدا کرد. این:

  • نیتروژن - از 0.03 تا 0.07٪ بد است زیرا اثر آلیاژی را خنثی می کند. به همین دلیل، نیتریدها در ضخامت پروفیل تشکیل می شوند که در برابر حرارت مقاوم نیستند و بنابراین خواص مکانیکی عناصر VSP نهایی را کاهش می دهند.
  • گوگرد - تا 0.045٪. اجزای آن مانع از چکش خواری آلیاژ در هنگام پردازش گرم تحت فشار می شود. در نتیجه، پس از رول کردن، ممکن است با محصولی مواجه شوید که مستعد ترک خوردن است و باید فوراً رد شود.
  • فسفر - تا 0.035. همچنین شکنندگی ساختار فلزی را افزایش می دهد. خستگی به سرعت با آن انباشته می شود که منجر به لایه برداری سریع و شکستگی می شود.

برای وضوح حداکثر، ما ترکیب شیمیایی گریدهای محبوب فولاد برای ریل های راه آهن را در جدول خلاصه زیر ارائه می کنیم:

درجه فولادکسر جرمی عناصر %
کربنمنگنزسیلیکونوانادیومتیتانیومکرومفسفرگوگردآلومینیوم
بیشتر نه
K78HSF0,76-0,82 0,75-1,05 0,40-0,80 0,05-0,15 0,040-0,60 0,025 0,025 0,005
E78HSF
M76F0,71-0,82 0,25-0,45 0,03-0,15 0,035 0,040 0,020
K76F0,030 0,035
E76F0,025 0,030
M76T 0,007-0,025 0,035 0,040
K76T0,030 0,035
E76T0,025 0,030
M76 0,035 0,040 0,025
K760,030 0,035
E760,025 0,030

یادداشت:

در گریدهای فولاد، حروف M، K، E - نشان دهنده روش ذوب فولاد، اعداد - کسر جرمی متوسط ​​کربن، حروف F، S، X، T - آلیاژ فولاد با وانادیوم، سیلیکون، کروم و تیتانیوم است. ، به ترتیب.

کسر جرمی مجاز عناصر باقیمانده کروم (در ریل های دسته های T1، T2، H)، نیکل و مس هر کدام بیش از 0.15٪، با کسر جرمی کل بیش از 0.40٪ نیست.

ترکیب شیمیایی P65K باید با آنچه مشخص شده مطابقت داشته باشد، به استثنای کسر جرمی کربن، که باید 0.83 - 0.87٪ باشد. در این حالت اعداد در عیار فولاد با 85 جایگزین می شوند.

همانطور که می بینید، دو جزء دیگر نیز نشان داده شده است - تیتانیوم و کروم. ما آنها را در بالا با جزئیات توصیف نکردیم، زیرا آنها همیشه وجود ندارند، اما اولین آنها یک ترکیب مفید است که اثر مثبت آن به افزایش قدرت کاهش می یابد، و دومی یک عنصر باقی مانده است. همچنین ارزش توجه به وجود آلومینیوم را دارد که به کاهش وزن بدون به خطر انداختن سایر شاخص های کیفیت کمک می کند.

ویژگی های مکانیکی

  • مقاومت در برابر ضربه - سختی مواد آلیاژ شده با مواد افزودنی پس از سخت شدن حجمی به 60 HRC در مقیاس راکول می رسد، ویسکوزیته - 2.5 کیلوگرم بر سانتی متر مربع. به لطف این، آسیب رساندن تصادفی به سازه های فلزی قبلاً گذاشته شده دشوار است.
  • مقاومت در برابر بارهای چرخه ای - محصولات فلزی نورد از فولاد ساخته می شوند، زیرا استحکام کششی آن تا 1000 مگاپاسکال می رسد. در شرایط آب و هوایی عرض های جغرافیایی ما، آنها برای چندین دهه تغییر شکل نمی دهند (به خصوص با مراقبت مناسب).
  • شکل پذیری متوسط ​​- یک محصول نورد گرم در طول تولید می تواند تا دمای 1000 درجه سانتیگراد گرم شود. شاخص باریک شدن نسبی آن از 25 درصد فراتر نخواهد رفت. نتیجه یک نمایه بدون حفره و نقص جزئی است که در حین کار می تواند به سرعت به نقص های جدی تبدیل شود.

ترکیبی از چنین ویژگی های عملی همچنین محبوبیت ثابت و استفاده گسترده از راهنماهای I-beam ساخته شده به طور خاص از آلیاژ مورد نظر را تعیین می کند.

کاربردها و گریدهای فولاد ریلی

حوزه اصلی استفاده از فلز (همانطور که از نام آن مشخص است) تولید محصولات نورد برای تخمگذار VSP است.

اکنون بیایید به محبوب ترین انواع آلیاژها نگاه کنیم:

  • 76 محبوب ترین است. پروفیل های سری P50 و P65 از آن ساخته شده است که 3/4 از تمام سازه های پشتیبانی از خطوط راه آهن با گستره وسیع را تشکیل می دهد.
  • 76F - قبلاً با وانادیوم تقویت شده است، با افزایش منابع. بنابراین، برای تولید محصولات نورد استفاده می شود که بعداً در خطوط برای حرکت سریع لوکوموتیوها و سایر حمل و نقل سریع گذاشته می شود.
  • K63 - آلیاژ شده با نیکل (تا 0.3٪)، دارای سختی چشمگیر و مقاومت در برابر خوردگی بهتر است. ریل های جرثقیل از آن ساخته می شوند؛ درجه فولاد به آن اجازه می دهد تا بارهایی را تحمل کند که در موارد دیگر بحرانی می شوند.
  • K63F - با افزودنی های تنگستن، که به معنای قدرت چرخه ای حتی بالاتر است.
  • M54 - غنی شده با منگنز و به همین دلیل ویسکوزیته خوبی دارد. کاربرد خود را در تولید آستر برای اتصالات و برگردان پیدا کرده است.
  • M68 - مربوط به تولید عناصر خاصی از روبنای مسیر است.

نیاز به خواص مکانیکی در ترکیب های مختلف، چنین گزینه های متنوعی را تعیین کرد. وزن نسبتا کم و هزینه کم را در اینجا اضافه کنید و یک طراحی بسیار کاربردی برای ساخت خطوط حمل و نقل و گره های تبادل دریافت خواهید کرد.

نوع فولاد ریل روی علامت گذاری مشخص شده است که می تواند دائمی یا موقت باشد. در مورد اول با نام تجاری اعمال می شود، در مورد دوم - با رنگ. سایر نامگذاری ها شامل مطابقت محصول نورد با GOST و همچنین ویژگی های اضافی آن (طول کوتاه شده، درجه، محل سوراخ های فنی و غیره) است.

پروفیل ها را می توان تا پایان عمر مفیدی که سازنده تعیین کرده و با تناژ عبوری محاسبه می شود، استفاده کرد. خرابی پیش از موعد المان های VSP ناشی از بروز عیوب نیز امکان پذیر است. سپس آنها باید تعویض یا تعمیر شوند. شما می توانید در مورد انواع مختلف عیوب در.

بنابراین، متوجه شدیم که برای خطوط راه‌آهن، درجه فولاد 76 و 76 F، با محتوای کربن بالا و با افزودنی‌های وانادیوم (در مورد دوم) است. این ذوب در کوره های مبدل و قوس، با اکسید زدایی با فروسیلیس و آلومینیوم و به دنبال آن فسفر زدایی و تجدید سرباره، با خلاء و عملیات حرارتی ذوب می شود. با این رویکرد، محصولات نورد نهایی با درجه خلوص بالا و تمایل کم به ایجاد عیوب متمایز می شوند.

به روشی مشابه، کارخانه‌های تولیدی نه تنها سازه‌هایی برای شکل‌دهی پارچه، بلکه سایر عناصر مهم مورد استفاده در تأسیسات راه‌آهن را نیز تولید می‌کنند. بیایید نگاهی دقیق تر به آنها بیندازیم.

فولادهای چرخ - برای چرخ های راه آهن

رینگ های قطعات متحرک حمل و نقل به سادگی باید در برابر سایش مقاوم باشند (در غیر این صورت تمام مزایای استحکام روبنای مسیر به صفر می رسد). بنابراین، آنها از انواع فلزات مورد نظر ما که با کاربید غنی شده اند تولید می شوند. سپس آنها کمتر شکست می خورند، به این معنی که موقعیت های اضطراری کمتری را تحریک می کنند، و در دراز مدت هزینه کارکرد لوکوموتیوها و اتومبیل ها را نیز کاهش می دهند.

کربن در فولادهای چرخ

با تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی، به این نتیجه رسیدیم که اجزای کربن مقاومت فلز را در برابر سایش افزایش می‌دهند، اما حساسیت به دماهای بحرانی را نیز افزایش می‌دهند. در مورد رینگ ها، مقاوم سازی آن ها در برابر آسیب های حرارتی اهمیت ویژه ای دارد. باید به خاطر داشت که سایش زودرس (به ویژه با نگهداری بی دقت) می تواند منجر به حرکت وسایل نقلیه با سرعت چشمگیر از جاده شود.

بنابراین، تمرکز انحصاری بر روی آلیاژهای با کربن بالا وجود ندارد - استحکام آنها در این مورد می تواند بسیار مضر باشد. فولاد ریلی معمولی ممکن است برای تولید چرخ مناسب نباشد؛ عیار ساخت آنها باید استانداردهای زیر را داشته باشد:

  • AAR M-107/M-208 – آمریکایی؛
  • EN 13262 - اروپایی؛
  • JIS E 5402-1 – ژاپنی؛
  • GOST 10791-2011 - بین بخشی.

راه حل های طراحی سرزمین طلوع خورشید شایسته توجه ویژه است. خدمات راه آهن در آنجا کاملاً توسعه یافته است و امروز در آن سطح مدرن است که ارزش تقلید را نه تنها در کشورهای CIS دارد. لوکوموتیوهای آنجا پیشرفته هستند و با سرعت چشمگیری حرکت می کنند. قطعات متحرک این حمل و نقل چگونه شدیدترین بارها را تحمل می کنند؟ بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم.

فولادهای چرخ ژاپنی

حدود 90 سال پیش، مهندسان و سازندگان محلی با یک مشکل جهانی مواجه شدند: کارشناسان متوجه شدند که چرخ‌های وسایل نقلیه آنها پیش از موعد فرسوده شده است، اگرچه عمر مفید آن برای سال‌های آینده محاسبه شده است.

توضیحی پیدا شد و معلوم شد که ساده است: آلیاژ تولید عناصر فلزی، ساخته شده با استفاده از فناوری های اروپایی قرض گرفته شده، تنها حاوی 0.5٪ کربن است. این کسر جرمی به وضوح برای ارائه مقاومت سایش لازم کافی نبود.

دانشمندان ژاپنی دریافتند که افزایش درصد کربن در ضخامت نمایه نیز می تواند منجر به عواقب منفی (به ویژه، تمایل به آسیب حرارتی) شود. بنابراین، تحقیقات گسترده ای آغاز شد که هدف آن یافتن غلظت بهینه افزودنی با حفظ تمام خواص مفید بود. در نتیجه، ما در سطح 0.6-0.75٪ قرار گرفتیم که مطابق با استاندارد JIS E 5402-1 است.

کربن بالاتر در چرخ ها - سایش کمتر روی ریل ها

جستجو به ما اجازه داد تا نتیجه مهم دیگری بگیریم: با تعادل ناخالصی ها و فلز پایه، نه تنها قسمت های متحرک حمل و نقل، بلکه آن دسته از عناصر VSP که روی آن ها حرکت می کنند نیز دوام بیشتری دارند.

توضیحی برای این اثر نیز یافت شد: کوچکترین ذرات از چرخ ها جدا می شوند، در نقطه تماس قرار می گیرند و اثر سایشی روی سطح نورد دارند. در نتیجه خراش هایی روی سر ظاهر می شود و به مرور زمان ترک می خورد.

این نتایج مهندسان را بر آن داشت تا به طور تجربی محتوای کربن را افزایش دهند - تا سطحی که عیار فولاد در حال حاضر برای JIS E 5402-1 به خود می بالد (یعنی تا 0.75٪).

چرخ های ژاپنی در راه آهن آلمان

مشکلی در ترافیک راه آهن آلمان وجود داشت: قطعات متحرک قطارهای محلی (ICE) به سرعت تغییر شکل دادند که منجر به خرابی آنها، از دست دادن کیفیت کشش و وقوع شرایط اضطراری شد. هنگامی که متخصصان دویچه بان متوجه شدند که لوکوموتیوهای شرکت Shinkan-sen از سرزمین طلوع خورشید حتی در هنگام حرکت با حداکثر سرعت مجاز چنین مشکلاتی را تجربه نمی کنند، می خواستند آزمایش های مقایسه ای انجام دهند.

قطارهای آلمانی به چرخ های اروپایی ساخته شده از آلیاژ ER7 (با کسر جرمی کربن تا 0.52٪) و چرخ های ژاپنی ساخته شده مطابق با استاندارد JIS E 5402-1 مجهز بودند. پس از 6 سال آزمایش مستقل، از سال 2003 تا 2009، گزینه دوم نشان داد که در برابر سایش 1.5 برابر موثرتر مقاومت می کند.

در همان زمان، سازه های فلزی گذاشته شده در مسیر نیز به طور منظم بررسی می شد. معلوم شد که آنها نیز آهسته تر پاک می شوند - دقیقاً 1.5 بار. ذرات ساینده کمتری روی سطح تماس باقی می مانند. غنی سازی مواد با کربن باعث افزایش عمر مفید می شود - از ژاپنی ها برای این کشف تشکر می کنیم.

مزایای ریل راه آهن

انواع مدرن آنها دارای مزایای زیر هستند (و موادی مانند فولاد ریلی به تأکید بر این مزایای عملی کمک می کند):

  • بارهای آزمایش شده را به طور مساوی در طول کل وب توزیع کنید.
  • ایجاد یک سطح قابل اعتماد برای چرخ های وسایل نقلیه، کمک به توسعه و حفظ سرعت بالا حرکت.
  • عمر مفید قابل توجهی دارند (بیش از 50 سال)، که در طی آن می توانند استرس شدید را تحمل کنند و به طور موثر در برابر سایش مقاومت کنند.

بنابراین، آنها به مقابله با کار اصلی کمک می کنند - آنها کلید حمل و نقل سریع و ایمن مسافران و محموله هستند.

___________________

اکنون که می دانید چه نوع ماده ای برای تولید فلز راه آهن، ویژگی های آن، ترکیب شیمیایی و همچنین خواص مکانیکی آن وجود دارد، انتخاب یک برند خاص که به طور بهینه برای چیدمان تاسیسات راه آهن مناسب است، آسان تر خواهد بود. و شرکت PromPutSnabzhenie همیشه به شما کمک می کند تا به سرعت حجم مورد نیاز سازه های فلزی را با قیمتی جذاب به دست آورید - برای سفارش با ما تماس بگیرید.

بیل بخشی جدایی ناپذیر از زندگی خانگی است. دامنه استفاده از این ابزار گسترده است. و از آنجایی که این ابزار به طور مکرر استفاده می شود، الزامات خاصی برای آن مطرح می شود.

باید قوی، بادوام، آسان برای استفاده، مقاومت در برابر خوردگی و دوام بالا باشد. بیل های ساخته شده از فولاد ریلی برای این اقلام در بازار شهرت خوبی دارند.

1 تکنولوژی ایجاد

ماده اصلی برای چنین بیل هایی فولاد ریلی است که با کربن اشباع شده است. این ماده با استحکام بالا و وزن کم مشخص می شود که بهترین گزینه برای ابزار کار است. اغلب از ریل های قدیمی یا ریل هایی که شرایط لازم را ندارند برای چنین اهدافی استفاده می شود. فلز حاصل بسته بندی می شود و پس از آن تحت پردازش قرار می گیرد.

1.1 فرآیند تولید (فیلم)


1.2 مزایای بیل ساخته شده از فولاد ریلی

از جمله مزایای بیل های ساخته شده از فولاد ریلی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

    استحکام بالا و کشش متعادل. این کیفیت ها توسط مواد بادوام و روش سخت شدن خاص تضمین می شود. علاوه بر این، خاصیت ارتجاعی پایه فلزی به بیل اجازه می دهد تا در زیر بار کمی خم شود و سپس به موقعیت اولیه خود بازگردد. این بدان معنی است که چنین ابزاری در خطر تغییر شکل نیست.

    سبک وزن. با وجود استحکام و چگالی مواد، محتوای کربن بالا، بیل را سبک تر از ابزار فولادی آهنگری می کند. این باعث افزایش راحتی هنگام کار می شود.

    مقاوم در برابر سایش و خوردگی. مقاومت در برابر فرآیندهای خوردگی نه تنها با ویژگی های مواد، بلکه با پوشش های ضد خوردگی که بیشتر بیل های فولادی ریلی را پوشش می دهند، تضمین می شود.

    شاخص های قیمت پایین بیل های ساخته شده از فولاد ریلی موجود در بازار از نظر قیمت کمی گرانتر از بیل های ساخته شده از فولاد آهنگری و فولاد ضد زنگ هستند.

    خود تیز شدن در حین کار بیل های ساخته شده از فولاد ریلی به دلیل ساختاری که دارند حتی در هنگام کار با انواع سخت خاک، ریشه یا خاک یخ زده تیزی خود را از دست نمی دهند. و تنظیمات تیز کردن در حین کار انجام می شود.

2 انتخاب یک بیل ساخته شده از فولاد ریلی

هنگام انتخاب بیل، نکات اصلی که باید به آن توجه کنید، طراحی کلی تیغه و ارگونومی ابزار است. در مورد طراحی کلی تیغه، بهتر است یک بیل با دنده های سفت کننده اضافی انتخاب کنید. شکستن یا خم شدن چنین ابزاری در حین کار بسیار سخت تر است.

در مورد ارگونومی بیل، تفاوت اصلی تاقچه های پا است. آنها باید زاویه خمش صحیح را داشته باشند. لبه ای که بیش از حد بلند شده باشد باعث بریدگی پای شما در هنگام کار می شود و لبه ای که خیلی پایین باشد باعث می شود پاهای شما لیز بخورند. یک افزودنی راحت نیز دسته در انتهای دسته است. کار با مواد حجیم یا برش ریشه ها را آسان تر می کند.

2.1 مراقبت از ابزار

کیفیت ابزار هر چه که باشد، برای اینکه در طول سالیان متمادی به درستی کار کند، باید به درستی نظارت و نگهداری شود:

  1. پس از اتمام کار، بیل باید بلافاصله از خاک باقی مانده پاک شود.
  2. بهتر است ابزار را در مکان های خشک و دارای تهویه مناسب و بدون دسترسی به رطوبت نگهداری کنید.
  3. بهتر است قلمه ها را رنگ کنید و این کار باید به صورت دوره ای انجام شود. این باعث افزایش طول عمر می شود.
  4. به طور مداوم کیفیت اتصال بین دسته و تیغه کار را کنترل کنید. تحت هیچ شرایطی نباید تکان بخورد. در این مورد، باید فوراً به زمین زده شود و به روشی جدید ایمن شود.

اساس شبکه راه آهن روسیه از ریل های P 65 تشکیل شده است - سازه های خطی مقطع I-beam که برای جذب بارها از انبارهای نورد، "فرآوری" الاستیک آنها و انتقال متعاقب آن به تکیه گاه - تراورس ها استفاده می شود. ویژگی های این "تیرهای فولادی" توسط GOST R 8161-75 تنظیم می شود. طراحی و ابعاد ریل ها و میله های ریل سخت شده و سخت نشده از نوع P65 را تعیین می کند.

ریل R 65

هر ریل برای حل چندین مشکل طراحی شده است. اولاً آنها بار قطار را درک و انتقال می دهند. این برای حفظ دوام زیرین و چرخ ها ضروری است. ثانیاً جهت حرکت وسایل نورد را تعیین می کنند. و در نهایت سکویی با کمترین مقاومت برای غلتش چرخ ها ایجاد می کنند. سطح تماس عناصر کار چندین سانتی متر است (بسته به کلاس مسیر 3-5).

دامنه کاربرد ساختارهای خطی ارائه شده بسیار گسترده است. بنابراین، ریل های P 65، و همچنین P50 و P75، برای تخمگذار مسیرهای گیج عریض مقطعی و پیوسته استفاده می شوند. آنها همچنین برای ایجاد شرکت کنندگان استفاده می شوند. در مورد دوم، محصولات خطی با مشخصات اصلاح شده (RK65) استفاده می شود.

عناصر ریلی

ریل های P65 را مانند هر نوع دیگری نمی توان یک پرتو I معمولی نامید.

کارشناسان چندین بخش متعارف را در طراحی آن شناسایی می کنند:

  1. سر - شکل آن چسبندگی قابل اعتماد چرخ انبار نورد را به خود ریل تضمین می کند.
  2. گردن - در برابر بارهای خمشی مقاومت می کند و همچنین آنها را به تکیه گاه منتقل می کند
  3. کفی - پایداری کل ساختار خطی را تضمین می کند، استرس را در کل سطح تختخواب توزیع می کند. از یک قلم راست و چپ تشکیل شده است.

علاوه بر این، دو ناحیه در داخل ریل متمایز می شوند که در سمت چپ و راست گردن قرار دارند و فضایی از لبه پایین سر تا قسمت میانی کف را اشغال می کنند. اینها به اصطلاح سینوس های چپ و راست هستند. آنها حاوی آسترهای گوه‌ای هستند که ریل‌های P 65 را در برخی از بخش‌های مسیر به هم متصل می‌کنند.

ابعاد ریل P65

تعداد کمی از مردم تعجب کرده اند که چرا ریل P 65 این شکل خاص را دارد. در همین حال، هر شعاع انحنا، سطح سطح و شیب به صورت آزمایشی یا محاسباتی به‌منظور ایجاد شرایط بهینه برای تعامل با انبار نورد، به‌طور ویژه انتخاب شدند.

بسیاری از ما می دانیم که ریل P 65 دارای وزن 65 کیلوگرم است که در واقع نادرست است. وزن دقیق یک متر خطی 64.72 کیلوگرم است. سایر پارامترها به معنای زیر هستند:

  • شعاع سر (R500) مرکزیت بار را تضمین می کند ، یعنی محور طولی چرخ را مجبور می کند با محور ریل منطبق شود.
  • R80 یک انتقال صاف به R15 ایجاد می کند که تماس محکمی با فلنج چرخ ایجاد می کند.
  • شیب سر 1:20 مطابق با شیب فلنج چرخ است که برای جفت شدن با فلنج چرخ لازم است.
  • لبه تیز سر با شعاع R3 گرد شده است که برای از بین بردن متمرکز کننده های استرس انجام می شود.
  • شعاع های انتقالی R15 و R370 به منظور اطمینان از جفت گیری صاف سر با گردن و از بین بردن مناطق دارای تنش های خطرناک معرفی شده اند.
  • شعاع انتقال R400 در پایه گردن برای انتقال صاف بار به کف پا لازم است.
  • شیب های لبه بالایی کف و قسمت پایین سر یکسان است (1:4) که برای نصب پدهای گوه ای شکل که در عین حال به عنوان فاصله دهنده عمل می کنند لازم است.

ریل P 65 هر روز تحت بارهای هنگفتی قرار می گیرد و وزن آن را در صنعت روسیه نمی توان دست کم گرفت. اما اگر طراحی خاص نبود، نمی توانست از عهده وظیفه خود برآید، به سرعت تغییر شکل می داد و نیاز به تعویض داشت.

فولاد ریلی

تمام ریل های راه آهن (R 65, RK65, R75, R50) منحصراً از فولاد ریل ساخته شده اند. با مقاومت خمشی بالا، سختی و مقاومت در برابر سایش مشخص می شود که با محتوای کربن بالا (0.82٪) و افزودن مواد افزودنی آلیاژی - منگنز، وانادیم، زیرکونیوم، سیلیکون، تیتانیوم به دست می آید.

M76VT اصلی ترین گرید فولادی است که در تولید مژه های ریلی استفاده می شود. بسته به روش تولید می تواند از گروه اول (مذوب منحصراً در کوره های اجاق باز) و یا از گروه دوم باشد. یک "خالی" ریخته گری یا نورد شده تحت یک مرحله عملیات حرارتی پیچیده چند مرحله ای قرار می گیرد. به همین دلیل است که قیمت ریل P 65 در چنین سطح بالایی است - از 50 هزار روبل در هر تن.

اگر متوجه خطایی شدید، یک متن را انتخاب کنید و Ctrl+Enter را فشار دهید
اشتراک گذاری:
پورتال ساخت و ساز - درب و دروازه.  داخلی.  فاضلاب.  مواد.  مبلمان.  اخبار