Выберите раздел сайта

Рельсы

Рельсы - это стальные профилированные прокатные изделия в виде полос.

Рельсы предназначены для движения подвижного состава железных дорог и метрополитена, трамвая, локомотивов и вагонеток рудничного транспорта и монорельсовых дорог, крановых тележек, подъёмных кранов и др. передвижных, поворотных и вращающихся конструкций.

Рельсы - это элементы верхнего строения пути, уложенные на опоры и скрепленные с ними и между собой, образуют рельсовую колею, непосредственно воспринимают давление колёс подвижного состава.

В России рельсы производят Кузнецкий и Нижнетагильский металлургические комбинаты. Рельсы имеют заводские знаки.

Последний ГОСТ Р 51685-2000 на рельсы железнодорожные предусматривает четыре вида рельсов Р50, Р65, Р65К (для кривых) и Р75 , по категориям качества предусматриваются рельсы:

  • В - термоупрочненные высшего качества;
  • Т1 и Т2 - термоупрочненные;
  • Н - нетермоупрочненные.

В новом ГОСТе введен специальный рельс Р65К для укладки в наружные рельсовые нити кривых участков пути. Основное их отличие заключается в очертаниях головки. Боковые грани ее в верхней части имеют уклон 3,5:10, что уменьшает интенсивность бокового износа рельсов.

К рельсам предъявляется ряд требований:

  • должна быть обеспечена прямолинейность в вертикальной и горизонтальной плоскостях;
  • установлены допуски в размерах поперечного профиля;
  • определен химический состав и твердость рельсовой стали;

Оговорены недопускаемые дефекты металлургического производства и неметаллические строчечные включения и др.

Готовые рельсы на заводе подлежат приемке, сплошному дефектоскопированию и клеймению.

На шейке вдоль оси каждого рельса (на той же стороне, где выкатаны выпуклые знаки) наносятся в горячем состоянии номер плавки в 2-б местах по длине рельса на расстоянии не менее 1,0 м от его концов (номер плавки рельсов 1 группы должен начинаться с буквы П); обозначение порядкового номера рельса.

Клейма, наносимые на шейку горячего рельса, должны быть высотой 12 мм и углублены в тело на 0,8...1,5 мм. Расстояние между знаками должно быть 20...40 мм.

По мере наработки тоннажа в процессе эксплуатации в рельсах накапливаются различные повреждения, деформации, усталостные дефекты и т.д.

 

Современные требования российских железных дорог к рельсам

В настоящее время рельсы и колеса для подвижного состава железнодорожного транспорта изготавливаются из высокоуглеродистых перлитных сталей одного и того же класса с близким химическим составом частично на одном и том же, или на близких друг к другу металлургических предприятиях. Подавляющее большинство рельсов и колес в процессе эксплуатации выходят из строя преимущественно из-за контактной усталости, износа, смятия и обычной усталости.

В результате многолетней работы проводимой ОАО «РЖД» по отношению к металлургическим предприятиям производящим рельсы и колеса, качество последних неуклонно повышается. В последние годы практически завершена реконструкция сталеплавильного производства на Нижнетагильском металлургическом комбинате и активно проводится модернизация производства на Новокузнецком металлургическом комбинате. Это позволило обоим предприятиям начиная с 2003 года полностью перейти на выпуск рельсов нового поколения по качеству стали, которая имеет отличия от рельсовой стали конца 90-х годов по следующим показателям:

  • выходу 1 сорта в длине 25 метров96-97% против 76-78%;
  • длине строчек неметаллических включений 0,5 ммпротив 4- 6 мм ;
  • улучшению прямолинейности рельсов;
  • резкому уменьшению содержания вредных примесей и кислорода.

Пять лет работы по ГОСТ Р 51685-2000 показали, что оба металлургических комбината успешно освоили выпуск рельсов категории Т1, а так же промежуточных между Т1 и В рельсов повышенной прямолинейности для скоростного совмещенного движения (СС), низкотемпературной надежности (НК и НЭ), а так же повышенной износостойкости и контактной выносливости (ИЭ и ИК), выпускаемых по специальным техническим условиям.

Однако, несмотря на достигнутые успехи, сравнение качества российских рельсов производства НТМК и НКМК с зарубежными образцами, показывает лидерство зарубежных образцов. Проведенные исследования показали, что 80%-ный ресурс наиболее представительных партий отечественного производства был равен 500 млн. т пропущенного груза брутто. В этих же условиях эксплуатации, рельсы производства Японии и Франции показали ресурс 1000 млн.т груза брутто.

Общая ежегодная потребность в рельсах для сети железных дорог РФ составляет по оценкам около 600 тысяч тонн, а ежегодная потребность в рельсах категории В составляет около 400 тысяч тонн. Потребность в железнодорожных рельсах длиной 50 м и более составляет 90% от общего объема поставок. В 2004 г . из общего  объема усиленного капитального ремонта ( 3870 км ) 3400 км (88%) относилось к бесстыковому пути, где экономически целесообразнее укладывать рельсы длиной 50 м и более.

Реализация всех намеченных металлургами и железнодорожниками планов позволит довести ресурс рельсов до 1000-1500 млн.т груза в прямых и до 300-700 млн.т в кривых участках пути.

(материал подготовлен на основании информации журнала «Промыщленный транспорт ХХI век №4 2005)

 

Типы рельсов

 

 


Шпалы

Подрельсовые опоры устраивают в виде шпал и брусьев (на стрелочных переводах и металлических мостах). Кроме того, на искусственных сооружениях применяют блочные основания безбалластного типа из железобетона (в виде плит - на мостах, малогабаритных рам - в тоннелях).

Количество шпал на на 1 км и порядок их расположения по длине рельсового звена (эпюра укладки) нормируется исходя из условий выравнивания давлений в балластном слое по его глубине, а также обеспечения необходимой сопротивляемости рельсошпальной решетки продольному и поперечному сдвигу.

Существует две основные стандартные эпюры укладки шпал , соответствующих 1840 шт./км (46 шпал на 25-метровом звене) в прямых и кривых радиусом более 1200 м . и 2000 шт./км (50 шпал на звене) в кривых радиусом 1200 м и менее (на скоростных линиях при скорости более 140 км/ч в кривых радиусом 2000 и менее).

  • На путях 5-го класса допускается эпюра шпал в прямых 1440 шт/км, а вкривых радиусом менее 650 м - 1600 шт./км (40 шпал на звене).
  • При всех эпюрах расстояния между осями стыковых шпал стандартные: 42 см при рельсах Р65, Р75 и 44 см при рельсах Р50.
  • Расстояния между осями остальных шпал на протяжении рельсового звена одинаковы и равны 54,6 см (эпюра 1840 шт./км) и 50,2 (2000 шт./км)
  • В процессе эксплуатации наибольшее допускаемое отклонение в расстояниях между осями шпал не должно превышать 8 см .

 

По форме поперечного сечения шпалы подразделяются на три вида: обрезные, полуобрезные и необрезные

 

Наименование материала верхнего строения пути

Назначение

ГОСТ, ОСТ, ТУ

Чертеж

I тип шпалы (обрезные, полуобрезные, необрезные)

для главных путей

ГОСТ 78-89

  обрезные             полуобрезные          необрезные

 II тип шпалы (обрезные, полуобрезные, необрезные)

для станционных и подъездных путей

ГОСТ 78-89

          
обрезные              полуобрезные          необрезные

III тип шпалы (обрезные, полуобрезные, необрезные)

для малодеятельных подъездных путей промышленных предприятий

ГОСТ 78-89

          
обрезные              полуобрезные          необрезные

В зависимости от назначения деревянные шпалы изготавливаются трех типов, отличающихся размерами поперечного сечения:
  • I - для главных путей;
  • II - для станционных и подъездных путей;
  • III - для малодеятельных подъездных путей промышленных предприятий.

 


Основные дефекты деревянных шпал приведены в таблице 3.6