Jernbane

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. april 2022; checks kræver 6 redigeringer .

Skinner (fra flertal engelsk  rails  - fra lat.  regula  - straight stick ) - stålbjælker af en særlig sektion, lagt på sveller eller andre understøtninger for at danne en sti, langs hvilken jernbanetransportens rullende materiel bevæger sig [1] , bybaner, specialiseret sammensætning i miner, stenbrud, kranudstyr og så videre.

Derudover bruges letvægtsskinner i biografen til at flytte kameravogne . Opfundet af de gamle romere , var den oprindelige bredde mellem dem 143,5 cm. Skinnerne tjener til at styre hjulene under deres bevægelse, direkte opfatte og elastisk overføre tryk fra hjulene til de underliggende elementer af sporets overbygning . I sektioner med elektrisk trækkraft tjener skinnerne som ledere af omvendt strømstrøm, og i sektioner med automatisk blokering  tjener de som ledere af signalstrøm.

Materiale

Skinner til jernbanetransport er lavet af kulstofstål . Kvaliteten af ​​skinnestål er bestemt af dets kemiske sammensætning, mikrostruktur og makrostruktur.

Kulstof øger stålets hårdhed og slidstyrke. Men et højt kulstofindhold, ceteris paribus, gør stålet sprødt, den kemiske sammensætning skal opretholdes strengere med en stigning i kulstofindholdet, især med hensyn til skadelige urenheder. Legeringsadditiver som mangan øger stålets hårdhed, slidstyrke og sejhed. Silicium øger hårdheden og slidstyrken. Arsen øger stålets hårdhed og slidstyrke, men reducerer i store mængder sejheden. Vanadium , titanium , zirconium  er mikrolegeringsadditiver, der forbedrer stålets struktur og kvalitet.

Fosfor og svovl er skadelige urenheder, der øger stålets skørhed. Et højt indhold af fosfor gør skinnerne koldskøre, et højt svovlindhold gør dem rødskøre (revner dannes ved rulning).

Mikrostrukturen af ​​skinnestål er lamelperlit med ferritårer ved grænserne af perlitkorn . Hårdhed, slidstyrke og sejhed opnås ved at bibringe stålet en ensartet sorbitstruktur ved hjælp af varmebehandling ved overflade (8-10 mm) hærdning af hovedet eller volumetrisk hærdning af skinnen. Volumenhærdede skinner har øget slidstyrke og holdbarhed. Makrostrukturen af ​​skinnestål skal være finkornet, homogen, uden hulrum, inhomogeniteter og fremmede indeslutninger.

Profil, længde og masse

Formen på skinnerne har ændret sig over tid. Der var hjørne- , svampe- , tohovedede , bredsålede skinner. Moderne skinner med bred sål består af et hoved , en sål og en hals , der forbinder hovedet med sålen. Slidbanefladen er lavet konveks for at overføre trykket fra hjulene langs skinnens lodrette akse. Sammenkoblingen af ​​slidbanens overflade med hovedets sideflader (lodrette) udføres langs en kurve med en radius tæt på radius af hjulflangens filet. Koblingen af ​​hoved og sål med skinnehalsen er lavet særligt glat, og skinnehalsen har en kurveformet form, som sikrer den laveste koncentration af lokale belastninger. Skinnens bund er givet tilstrækkelig bredde til at give lateral stabilitet til skinnen og tilstrækkeligt støtteområde til fastgørelsesstropperne .

Længden af ​​en standardjernbaneskinne produceret af jernbanevalseværker i Rusland er 12,5; 25,0; 50,0 og 100 meter. Bredsporede jernbaneskinner produceres normalt i længder på 25 meter. Ud fra længden af ​​skinnerne bestemmes længden og massen af ​​opblomstringerne, så til fremstilling af to skinner vil der blive brugt en blomstrende barre på 9,8 tons . Længden af ​​sømløse piske (" fløjlssti ") er normalt i området fra 400 m til scenens længde . Brugen af ​​længere skinner og svejsede skinnelister reducerer modstanden mod togbevægelser, reducerer slitagen på det rullende materiel og omkostningerne ved at vedligeholde sporet. Når du skifter til et sømløst spor, falder modstanden mod bevægelse af tog med 5-7%, omkring fire tons metal pr. kilometer spor spares på grund af fraværet af stødbeslag.

Den vigtigste egenskab ved skinnen, som giver en idé om dens "kraft", er massen af ​​en lineær meter af skinnen i kilogram. Ved valg af skinnetype tages der hensyn til strækningens belastningstæthed, aksial belastning og toghastighed. En tungere skinne fordeler trykket fra hjulene på det rullende materiel til et større antal sveller , som et resultat af hvilket deres mekaniske slid bremser, slid og slibning af ballastpartikler mindskes . Med en stigning i massen af ​​skinner falder forbruget af metal pr. enhed af tonnagegennemstrømning, og omkostningerne ved at udskifte skinner reduceres på grund af en stigning i deres levetid.

Typer af skinner

• Smalsporede jernbaneskinner (R8, R11, R18, R24) - designet til at lægge på smalsporede jernbaner og underjordiske miner [3] .
• Mineskinner, til mineledere (P33, P38, P43) - designet til forbindelse og sømløse spor på bredsporede jernbaner og til produktion af sporskifter [4] .
• Jernbaneskinner til spor fra industrivirksomheder (RP50, RP65, RP75) - designet til at lægge bredsporede jernbaner og sporskifter fra industrivirksomheder [5] .
• Kranskinner (KR70, KR80, KR100, KR120, KR140) - designet til at lægge kranspor til kraner [6] .
• Jernbaneskinner (R50, R65, R75) - designet til forbindelses- og ledløse spor på bredsporede jernbaner og til produktion af sporskifter [7] .
• Rammeskinner (PP65) - designet til fremstilling af forbindelser og krydsninger af jernbanesporet [8] .
• Modskinneskinner ( RK50, RK65, RK75) - bruges i strukturerne af den øverste struktur af jernbanesporet [9] .
• Spidse skinner (OP43, OP50, OP65, OP75) bruges i strukturerne af den øverste struktur af jernbanesporet. OP43 bruges til fremstilling af sporskifter til industrivirksomheders jernbanespor og cirkulære skinner til gravemaskiners drejeskive [10] .
• Sporvejsrillede skinner ( T58, T62) - designet til at lægge på sporvognsjernbaner [11] .
• Autoværn ( UR65 ) - designet til fremstilling af jernbanefrøer med en kontinuerlig rulleflade [12] .

Klassificering af jernbaneskinner

I Rusland er produktionen af ​​jernbaneskinner beregnet til forbindelses- og ledløse jernbanespor og til produktion af sporskifter reguleret af GOST R 51685-2013.

Jernbaneskinner er opdelt i:

• efter type:
  • P50; 1 m = 50 kg;
  • P65; 1 m = 65 kg;
  • R65K (til ydre gevind og buede sektioner af stien); 1 m = 65 kg
  • P75; 1 m = 75 kg;

• efter kvalitetskategori:
  • B - varmeforstærkede skinner af højeste kvalitet;
  • T1, T2 - varmeforstærkede skinner;
  • H - ikke-varmeforstærkede skinner;
  • DT - differentielt varmestyrket;

• ved tilstedeværelsen af ​​bolthuller i enderne:
  • med huller;
  • uden huller;

• ifølge metoden til stålsmeltning:
  • K - i konverteren;
  • E - i en elektrisk ovn;

• alt efter typen af ​​råmateriale:
  • fra barrer;
  • fra kontinuerligt støbte emner (NLZ);

• ifølge anti-flake behandlingsmetoden:
  • fra evakueret stål;
  • gennemgået kontrolleret afkøling;
  • undergået isotermisk eksponering.

Produktion

Skinner i Rusland produceres på metallurgiske fabrikker i jernbane- og bjælkeforretninger i Nizhny Tagil og i Novokuznetsk på ZSMK's jernbanerulleanlæg . I USSR blev der også produceret skinner på Azovstal -fabrikken .

Konventionel betegnelse

Skinne ABCD-E-F...

hvor

• A - type skinne;
• B - kvalitetskategori;
• C - stålkvalitet;
• D er længden af ​​skinnen;
• E - tilstedeværelsen af ​​bolthuller;
• F er betegnelsen for GOST-standarden.

Eksempel: Skinne type P65, kategori T1, stålkvalitet M76T, 25 m lang, med tre boltehuller i begge ender af skinnen:

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

Jernbanekommissionen

I mere end hundrede år er kvaliteten af ​​skinner i det russiske imperium, USSR og Rusland blevet styret af jernbanekommissionen .

Ståltyper

I henhold til de russiske standarder, der var gældende indtil 06/01/2001, blev skinner lavet af stål med åbent ildsted, og kun undersøgelser udført under betingelserne for OAO NTMK og OAO NKMK gjorde det muligt at udvikle en ny standard. Samtidig blev der foretaget ændringer i GOST R 51685-2000 med hensyn til produktion af elektriske ovne. Europæiske, amerikanske og asiatiske standarder har længe foreskrevet brugen af ​​oxygenkonverter og elektrisk stålfremstilling, derudover er der en række standarder, der ikke giver mulighed for produktionsmetoden med åben ild.

Udnyttelse

Hjul-skinne-systemet sikrer det rullende materiels kontinuerlige interaktion med banens overbygning. De tyske jernbaner (DBAG) har gjort betydelige fremskridt med at forbedre sin effektivitet. I løbet af de sidste 20 år er passagertoges hastighed blevet hurtigere, køreegenskaberne og den generelle rejsekomfort er blevet bedre. Kvaliteten og effektiviteten af ​​dette system er i høj grad bestemt af infrastrukturen. Det er nødvendigt, at forbedringen af ​​det rullende materiel udføres under hensyntagen til de eksisterende infrastrukturforhold. Et vigtigt hjælpemiddel til at optimere grænsefladen mellem det rullende materiel og banens overbygning er diagnostiske systemer.

Skinnens tværsnitsform er netop valgt af en grund, at hovedformålet med skinnehovedet er at sikre kontakt mellem hjul og skinne.

Samspillet mellem hjulet og skinnen er nøglen til problemerne med hjulets bevægelse i forhold til skinnen. I dette samspil bør der være et så lavt friktionsniveau som muligt for at sikre bevægelse af store masser med lille modstand, men samtidig bør friktionsniveauet være tilstrækkeligt til at give den nødvendige trykkraft.

Krav til et hjul-skinnesystem

For persontog med hastigheder op til 300 km/t og godstog med akseltryk op til 22,5 t (op til 25 t i fremtiden) kræves det, at sporets overbygning opfylder høje krav mht.

• sikkerhed, pålidelighed og tilgængelighed;
• stabilitet af bevægelse og glathed af banen;
• levetid og kvalitet af det aktuelle indhold.

Samtidig er det vigtigt, at banen mangler fejl, opfylder de relevante regler for teknisk drift, og har en høj kvalitet med hensyn til geometri og dynamiske egenskaber, herunder skinneprofilen, som garanterer god kontakt med hjulet, stabil. og sikker bevægelse af besætningen.

Udviklingen inden for rullende materiel er varieret og ikke altid optimalt tilpasset banens overbygning med hensyn til systemoptimering.

Brugen af ​​rullende materiel med vippekarosserier øger togenes hastighed uden at investere i dyr linjeombygning. Samtidig kan hastighedsstigningen i kurverne i nogle tilfælde komme op på 40 km/t. Men selv i denne situation kræver en hastighedsforøgelse en tilsvarende stigning i stiens kvalitet, hvilket er forbundet med ekstra omkostninger.

Udviklingen og anvendelsen af ​​den lineære hvirvelstrømsbremse påvirker også hjul-skinnesystemet. På trods af fordelene ved at bruge en bremse, der ikke har sliddele og ikke forårsager slid på skinnerne, er dens ulemper også indlysende, da det påvirker betjeningen af ​​signalanordningerne, som derfor skal forbedres. Når du bruger en hvirvelstrømsbremse som driftsbremse, er det desuden nødvendigt at tage højde for den ekstra opvarmning af skinnerne, som for nogle designs af sporoverbygningen påvirker stabiliteten af ​​dens position.

Temperaturen på skinnerne stiger proportionalt med stigningen i togtrafikkens hyppighed og eksponentielt i bremseområderne på varme sommerdage. På fig. Til højre ses et ekstremt tilfælde i drift, hvor temperaturstigningen på grund af brugen af ​​hvirvelstrømsbremsen blev lagt oven på opvarmningen fra solstråling. Dette blev forudgået af en fejl i bevægelsen af ​​tog, for at eliminere hvilken det var nødvendigt at reducere passageintervallet fra 7,5 til 3,5 minutter. Som et resultat steg temperaturen af ​​skinnerne til 82,8 °C ved 16:30-tiden. I en sømløs sti kan dette føre til en negativ effekt på stiens positionsstabilitet.

Historie

I 1799 anvendte Veniamin Utram første gang den konvekse form af skinnerne [13] . I 1820 lavede John Berkinshaw jernskinner 4,5 meter lange [13] . De var forstærket på tværstængerne i støbejernspuder [13] .

Se også

• jernbanekrig
• railgun

Noter

1. ↑ Rails // Small Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 4 bind - St. Petersburg. , 1907-1909.
2. ↑ Grudev A.P., Mashkin L.F., Khanin M.I. Teknologi for rullende produktion. - M . : Metallurgi, 1994. - S. 186. - 656 s. - 2500 eksemplarer.  — ISBN 5-229-00838-5 .
3. ↑ GOST 5876-82 "Smalsporede jernbaneskinner af type R18 og R24. Tekniske krav"
4. ↑ GOST 7173-54 "Jernbaneskinner af typen R43 til industrielle transportruter. Konstruktion og dimensioner»
5. ↑ GOST R 51045-97 “Jernbaneskinner af typerne RP50, RP65 og RP75 til industriel jernbanetransport. Generelle tekniske betingelser»
6. ↑ GOST 4121-96 "Kranskinner. Specifikationer"
7. ↑ GOST R 51685-2000 “Jernbaneskinner. Generelle tekniske betingelser»
8. ↑ TU 32 CPU 805-94 - Rammeskinner type PP65.
9. ↑ GOST 18232-83 "Kontraskinneskinner. Specifikationer"
10. ↑ GOST 9960-85 "Spidse skinner. Specifikationer"
11. ↑ TU 14-2R-320-96 - Sporvejsrillede skinner.
12. ↑ TU 32 TsP-804-94 - Værnskinner af typen UR65.
13. ↑ 1 2 3 Jernbaneudvikling i udlandet og i USSR Arkivkopi af 17. juli 2021 på Wayback Machine Railway Encyclopedia

Litteratur

• Tanenbaum A.S. Rails // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.

Links

• Skinnens historie er et kapitel fra bogen af ​​N. A. Mezenin "Interessant om jern".

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Fantastisk catalansk Brockhaus og Efron Lille Brockhaus og Efron Britannica (online)
I bibliografiske kataloger	GND : 4140411-7 NDL : 00569420 NKC : ph121709

Metalformning
Generelle begreber Jern- og Stålværker Metallurgisk kompleks Historie om produktion og brug af jern Deformation Mekanismer for plastisk deformation
Kerneprocesser	Rulning Langsgående rulning Presser Tegning Smedning Stempling Volumetrisk koldstempling af metal bræk Overflade plastisk deformation Dornovation hærdning
Hovedenheder	Valseværker Blomstrer Hældning Trykke Voloka Frimærke
Produkter	leje profilrør Kanal beslag Larsen spuns Jeg stråler Jernbane hjørne Bloom plade Metalplader Valsetråd Tråd Smedning