Рельсы, их назначение, типы и износ
Рельсы непосредственно воспринимают давление колес подвижного состава и дают ям определенное направление. Рельсы изготовляются из вполне раскисленной мартеновской или бессемеровской стали. ГОСТ 6368-52 установлены для узкоколейных железных дорог размеры рельсов, а по ГОСТ 5876-51—технические условия их изготовления. Поперечные размеры рельсов указаны на рис. 2-10. По концам рельсов в шейке делаются по два отверстия для (пропуска болтов. Отверстия имеют овальную форму, чем обеспечивается свободное перемещение рельса при изменениях температуры.
Для каждого типа рельсов установлены длины: нормальная, укороченная и льготная. Последняя получается в конце проката как остающиеся куски из болванки при длинах рельсов меньше нормальной и укороченной.
Укороченные рельсы требуются для укладки на кривых участках пути. Длина рельсов колеи 750 мм, нормальная 7,8 и 10 м; льготная 5, 6 и 7 м и укороченная 6,900 и 7,875 м.
На шейке каждого рельса выкатываются: товарный знак изготовителя, год изготовления, тип рельса. Кроме того, на торце рельса выбиваются клейма, указывающие род стали, номер плавки и категорию твердости (буквы Н иТ).
Применение того или иного типа рельсов зависит от нагрузки на оси подвижного состава на рельсы, количества шпал на 1 км пути, качества и толщины балластного слоя и т. п. и определяется расчетом. Обычно рельсы типов Р-15 и Р-18 применяют при нагрузке оси на рельсы подвижного состава 4 т, рельсы типов Р-18 и Р-24 применяют при нагрузке оси 6,5 т и рельсы типа Р-24 кг/м — при нагрузке оси более 6,5 т.
Срок службы рельсов зависит от степени износа головки и характера повреждений. Износ рельсов зависит от величины давления, от подвижного состава, плана и профиля пути и количества перевез енного груза.
Предельная величина износа головок рельсов по высоте установлена ПТЭ (Правилами технической эксплуатации) и составляет: для рельсов типов Р-15 и Р-18 на главных путях 6 мм и прочих 8 мм, для рельсов типа Р-24 соответственно 9 и 12 мм.
Рис. 2-10 Рельсы.
а — тип Р15; б — тип Р18; а — тип Р24.
Скрепления, их назначение и типы
Скрепления в виде костылей, подкладок, накладок, болтов применяются для соединения рельсов со шпалами и рельсов между собой.
Рис. 2-11. Костыли.
а — к рельсам типа Р15; б — к рельсам типов Р18 и Р24.
Рельс к каждой деревянной шпале прикрепляется (пришивается) двумя или тремя костылями (рис. 2-11). В кривых участках пути и на мостах пришивка рельса к шпале производится тремя костылями.
Для лучшей работы костыля и сохранения шпалы от быстрого износа производится предварительное сверление дыр. Для предохранения постели шпалы от смятия применяют подкладки. Подкладки укладываются на всех постоянных путях.
Подкладки различают плоские и клинчатые (рис. 2-12). При клинчатых подкладках, применяемых для рельсов типов Р-18 и Р-24, зарубка шпал не производится (рис. 2-126, в). Плоские подкладки применяются для рельсов типа Р-15 (рис. 2-12,а) и требуют предварительной затески шпал.
Соединение рельсов в стыках произ«водится накладками, которые стягиваются болтами; кроме того, применяется сварка отдельных рельсов в плети различной длины, что сокращает количество стыков и обеспечивает лучшее состояние пути.
Рельсы под влиянием температуры изменяют свою длину, поэтому в стыках должны оставляться зазоры величиной 2-12 мм. При отсутствии зазоров с повышением температуры может произойти выпирание рельсовой нитки вбок или искривление колеи в плане.
Стыки устраиваются навесу (рис. 2-13) и на шпале. Стык навесу имеет преимущественное применение.
Стык навесу дает упругий удар вследствие того, что концы рельсов представляют консоли, которые при проходе колес пружинят; поэтому стык на весу обеспечивает лучшие условия прохода колес подвижного состава и при нем путь расстраивается меньше по сравнению со стыком на шпале.
Рис. 2-13. Стык на весу: 1 — рельс; 2 — накладка; 3 — болт; 4 —подкладка; 5 — костыль; 6 — шпала; а — величина зазора.
Необходимо отметить, что рельсовый стык является самым слабым местом верхнего строения пути, поэтому сварка рельсов в плети является актуальной задачей для железнодорожного транспорта торфяной промышленности.
Накладки применяются плоские и угловые (рис. 2-14), четырехдырные.
Согласно ГОСТ 8141-56 плоские накладки (рис. 2-14а) установлены для рельсов типа Р-15 и угловые для рельсов типов Р-18 и Р-24 (рис. 2-14,б).
Противоугонные устройства
Противоугонные устройства устанавливаются в тех местах, где наблюдается угон одних рельсов или рельсов со шпалами. Явление угона происходит от недостаточно прочного скрепления шпал с рельсами, подвижности балласта и слабости основания. Наибольший угон имеет место на уклонах и тормозных участках. На путях, уложенных по торфозалежи, наблюдается угон и на прямых участках при преимущественном движении грузов в одну сторону. Против угона применяются клиновые, пружинные и болтовые противоугоны (рис. 2-15).
Рис. 2-14. Накладки: а — плоские; б — угловые.
Рас. 2-15. Противоугоны. а — клиновой; б — пружинный; в — болтовой.
Рис. 2-16. Схема расположения противоугонов.
а — при пружинных противоугонах; б — при клиновых и болтовых противоугонах; 1 — противоугон; 2 — распорки; 3 — шпалы; 4 — рельсы.
Количество противоугонов на путевое звено устанавливается в зависимости от силы угона. Схема расположения пружинных противоугонов показа на на рис. 2-16,а. При применении клиновых и болтовых противоугонов последние устанавливаются совместно с распорками, образуя противоугонную решетку (рис. 2-16,б).
Рельсовая колея на прямых и кривых участках пути
Ширина железнодорожной узкой колеи в прямых участках пути 750 мм. В кривых участках ширина колеи делается несколько большей и в зависимости от радиуса кривой устраивается:
при радиусе более 300 м 750 мм
от 300 до 200 .. 755 мм
от 199 до 100 м .. 760 мм
от 99 м и менее 764 мм
Отклонение по ширине колеи как в прямых, так и в кривых участках пути не должны превышать по уширению + 4 мм и по сужению 2 мм.
При прохождении подвижного состава по кривой наружное колесо переднего ската стремится набежать на наружный рельс, внутреннее колесо заднего ската набегает на внутренний рельс, в результате чего происходит более сильное изнашивание колес и рельсов.
Для более легкого прохода подвижного состава, уменьшения радиального давления (горизонтальное давление наружного колеса переднего ската на наружный рельс) и получения меньшего износа рельсов и колес в кривых частях делается уширение пути и возвышение наружного рельса.
Возвышение наружного рельса, кроме того, необходимо во избежание возможного схода подвижного состава в кривых при больших скоростях. Величана возвышения (в миллиметрах) в зависимости от радиуса кривой и скорости движения поезда определяется из условия уравновешивания центробежной силы и принимается по нижеследующей табл. 2-3.
Таблица 2-3
При скорости движения поезда менее 15 км/ч возвышение наружного рельса не делается.
Переходные кривые. Переходные кривые устраиваются для сопряжения прямого участка с круговой кривой с целью плавного перехода подвижного состава с одного участка на другой. На переходной кривой радиус изменяется постепенно от бесконечности до заданной величины радиуса кривой.
Переходные кривые не устраиваются при сопряжении прямых участком с кривыми радиуса 300 м и более.
Подуклонка рельсов. Подуклонкой называется наклон рельсов вовнутрь колеи (рис. 2-17). Делается это для того, чтобы обеспечить передачу давления по оси рельсов, так как бандажи колес подвижного состава имеют коническую форму. Величина подуклонки принимается на постоянных путях и на прямых участках пути, равная 1/20. В кривых частях пути внутренней нитке рельсов придают больший уклон, а именно: при возвышении наружного рельса на 15 мм уклон делается 1/17, а три возвышении от 16 до 30 мм — 1/15.
Рис. 2-17. Подуклонка рельсов.