Jaký druh oceli se používá v kolejnicích?
Altukhov M.P., Sharafitdinova N.V. Obecné informace o železničních kolejích // Universum: technické vědy: elektron. vědecký časopis 2018. č. 10 (55). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/6496 (datum přístupu: 01.01.2025/XNUMX/XNUMX).
Přečtěte si článek:
ANOTACE
Tento článek pojednává o použití různých typů materiálů pro výrobu železničních kolejnic, hlavních charakteristikách různých typů a jejich srovnávacích charakteristikách.
Abstrakt
Tento článek pojednává o použití různých typů materiálů pro výrobu železničních kolejnic, hlavních charakteristikách různých typů a jejich srovnávacích charakteristikách.
Klíčová slova: materiál výroby, fyzikální vlastnosti, typy kolejnic, značky, válcování kolejnic.
Klíčová slova: materiál výroby, fyzikální vlastnosti, typy kolejnic, značky, kolejnice.
Železniční kolejnice
Kolejnice je kovový nosník s původním průřezem. Slouží k vytvoření podpěry, po které se pohybuje železniční doprava. Poprvé se kolejnice začaly vyrábět ve starověkém Římě, ale pak se k jejich výrobě použilo dřevo a vzdálenost mezi nimi byla přísně 143 cm. Instalace kolejnic se provádí v paralelní rovině vůči sobě. V důsledku toho se vytvoří „dvouvláknová cesta“.
Hlavním úkolem kolejnic je vedení kol vozidla a převzetí nákladu s jeho následným rozložením na spodní prvky horní koleje. V případě použití vlaků v oblastech, kde je pohyb nemožný bez elektrické trakce, plní kolejnice roli proudového vodiče a pro oblasti, které využívají automatické blokování, fungují kolejnice jako vodič.
V Rusku je výroba železničních kolejnic regulována GOST R 51685-2000 „Železniční kolejnice. Všeobecné technické podmínky“.
Hlavní velcí výrobci kolejnic jsou soustředěni v uralsko-sibiřské oblasti. Jedná se o podniky zahrnuté ve struktuře EvrazHolding LLC [1]:
— EVRAZ NTMK (JSC EVRAZ Nižnij Tagil metalurgický závod);
— EVRAZ ZSMK (JSC EVRAZ United West Siberian Metallurgical Plant).
Hlavní giganti hutnictví zaměřili své úsilí na zlepšení kvality a fyzikálně mechanických vlastností kolejnic. V tomto ohledu vyvstávají naléhavé úkoly směřující k nalezení nejefektivnějších technologií a technologických zařízení, které umožní vytvářet produkty splňující moderní požadavky a podmínky železnice.
Materiál výroby
K výrobě kolejnic se ve většině případů používá uhlíková ocel. Kvalitu tohoto materiálu ovlivňuje několik faktorů, např. mikrostruktura a makrostruktura oceli, její chemická struktura atd. Přítomnost uhlíku dává kolejnici větší odolnost a spolehlivost. Přebytek uhlíku v oceli však může mít negativní dopad. S jeho nadměrným množstvím se výrazně zvyšuje křehkost. Proto se při přidávání karbonu vyplatí dbát na to, aby struktura ocelových kuliček byla co nejpevnější. Ke zlepšení kvality výchozího materiálu se používají i další látky. V poslední době se stále častěji uchylují k ošetření kolejnic manganem. To zvyšuje odolnost kovu proti mechanickému poškození, čímž je odolnější a houževnatější. Přidání křemíku do oceli zvyšuje její odolnost proti opotřebení a tvrdost. Lze použít i titan, vanad a zirkonium. Tyto mikroprvky mohou výrazně zlepšit jakostní charakteristiky oceli [2].
Za žádných okolností by se neměly přidávat přísady síry a fosforu, protože ocel jsou náchylnější k lámání a zvyšují křehkost. Velmi často lze pozorovat praskliny a lomy na dílech vyrobených s přídavkem těchto látek. Již bylo diskutováno výše, že ocel má svou vlastní mikrostrukturu a makrostrukturu. Jako hlavní materiál pro první strukturu je použit perlit. Svým tvarem připomíná desky obsahující ferit. Homogenního složení oceli dosáhnete jejím kalením, tedy zpracováním při velmi vysoké teplotě. Kalení zvyšuje odolnost proti opotřebení, trvanlivost, spolehlivost, tuhost a houževnatost kovu.
symboly
Každá kolejnice má označení skládající se z několika skupin čísel a písmen. Každé písmeno znamená určitý parametr:
B – kategorie kvality.
C – jakost použité oceli.
D je délka kolejnice.
E – přítomnost otvorů pro šrouby.
Například označení kolejnice P65-T1-M76T-25-3/2 GOST R 51685-2000 udává, že se jedná o kolejnici železničního typu kategorie T1. K jeho výrobě byla použita ocel M76T. Délka kolejnice je 25 m. Na každém konci má 3 otvory pro šrouby. Vyhovuje specifikované normě GOST [3].
Válcování kolejnic
Prvním úkolem při výrobě kolejnic je získat ingot jednotný po celé své délce. Nyní, po ztuhnutí, jsou ingoty dodávány do ohřívací pece, kde jsou ohřívány na válcovací teplotu. Během celého procesu výroby kolejnic se musí ingoty pohybovat v určitém pořadí, aby byla vždy zachována sériová čísla taveniny a ingotů. Proces ohřevu ingotů je pečlivě řízen; Pro monitorování zahřívání se v krátkých intervalech provádějí pozorování pomocí optického pyrometru. Chlazení ingotů určených pro válcování kolejnic není povoleno. Potom se ingoty, dodané k květináčům na speciálních vozících, projedou skrz role horními konci napřed; zde jsou ingoty silně stlačeny 4x pomalu rotujícími válci.
Fyzikální vlastnosti kolejnic
Skutečný profil kolejí nebyl vždy takový. V průběhu času vydržel změny. Historie pamatuje koleje rohové, dvouhlavé, hřibovité, širokonohé a jiné.
Design moderní kolejnice s širokou podrážkou zahrnuje podrážku, hlavu a krk, který funguje jako spojovací prvek mezi těmito dvěma částmi. Středová část je mírně konvexní, takže zatížení od kol se přenáší do středové oblasti kolejnice. Spojení krku s podrážkou a hlavou má hladké tvary. Pro uvolnění napětí z krku je vyrobena ve formě křivky. Čím širší je základna kolejnice, tím vyšší je její boční stabilita. Existuje několik standardních velikostí kolejnic. Pro Ruskou federaci je typické vyrábět kolejnice o délkách 12,5, 25, 50, 100 m. Je možné vyrábět i kolejnice kratších délek. Používají se na nerovných úsecích železniční trati. Délka průběžné dráhy je minimálně 400 m a může dosáhnout délky zátahu. Čím větší je délka kolejnice, tím menší je odpor vůči pohybu vozidla a tím i jeho opotřebení. Úspora oceli při přechodu na bezešvou kolej dosahuje 4 tuny na 1 km koleje. To je možné díky absenci upevňovacích prvků v oblasti kolejnicových spojů. Při výpočtu výkonu materiálu je nutné vzít v úvahu takový parametr, jako je měrná hmotnost na 1 m kolejnice. Obvykle se měří v kilogramech.
Dalším prvkem železniční trati jsou pražce. Hrají roli upevňovacího prvku. Díky rozvoji moderních technologií je možné vyrábět pražce nejen z železobetonu a dřeva, ale také z oceli nebo plastu.
Při kalkulaci nákladů na jednu kolejnici se bere v úvahu její měrná hmotnost, celkové parametry (délka a šířka), tvrdost a stupeň odolnosti proti opotřebení.
Reference:
1. Anuriev V.I Příručka konstruktéra strojního inženýrství: ve 3 svazcích. – 1. vyd., přepracované. a doplňkové / V. I. Anurijev. Ed. I. N. Zhestková. – M.: Mashinostroenie, 9. – 2006 s.
2. Galašev V. A. Stroje na řezání materiálů. Stručné poznámky k přehledovým přednáškám /V. A. Galašev. – Iževsk: Udmurt University Publishing House, 2001. – 241 s.
3. Fetisov G.P. Materiály a technologie kovů: učebnice pro studenty strojního inženýrství. specialista. univerzita / G. P. Fetisov, M. G. Karpman, V. M. Matyunin aj.; Edited by G. P. Fetisov. – M.: Vyšší škola, 2002. – 638 s.