रेल तकनीक।

रेल के उत्पादन में पहला कार्य एक पिंड प्राप्त करना है जो इसकी पूरी लंबाई में समान है। जमने के बाद, सिल्लियां एक हीटिंग भट्टी में पहुंचाई जाती हैं, जहां उन्हें रोलिंग तापमान तक गर्म किया जाता है। फिर सिल्लियां, विशेष ट्रॉलियों पर खिलने के लिए वितरित की जाती हैं, रोल के माध्यम से उनके ऊपरी सिरों को आगे बढ़ाया जाता है; यहां धीरे-धीरे घूमने वाले रोल्स द्वारा सिल्लियां 4 गुना कम हो जाती हैं। दूषित धातु को हटाने के लिए, ब्लूम के सिर और पूंछ के सिरे काट दिए जाते हैं; ब्लूम्स को दो भागों में बांटा गया है, जिनमें से प्रत्येक को प्रोफ़ाइल की लंबाई और क्रॉस सेक्शन के आधार पर दो, तीन या चार रेलों में विभाजित किया गया है, जिसके लिए उनका इरादा है।
वजन और रेल के प्रकार, स्टील के प्रकार, निर्माता, रोलिंग के महीने और वर्ष से संबंधित डेटा को रेल नेक के एक तरफ उभरे हुए अक्षरों के रूप में लागू किया जाता है; रेल के अंतिम पास के दौरान निचले रोल द्वारा अक्षरों को रोल आउट किया जाता है। स्टाम्प में पत्र भी जोड़े जाते हैं जो यह दर्शाता है कि रेल नियंत्रित शीतलन का उपयोग करके औसत मैंगनीज सामग्री के साथ स्टील से बने होते हैं, कि उनका ताप उपचार किया गया है और उनके सिरे कठोर हैं। चूंकि स्टील स्पिल के बाद मेल्ट्स और सिल्लियों की क्रम संख्या संरक्षित होती है, इसलिए रेल्स पर मेल्ट और इनगॉट की संख्या भी इंगित की जाती है। यह डेटा मुद्रांकन मशीन पर गर्दन के विपरीत दिशा में मुहर लगाता है जबकि रेल अभी भी गर्म है। सिल्लियां सिर से पहले लुढ़की जाती हैं; रेल को क्रमिक रूप से A, B, C, D, आदि अक्षरों से चिह्नित किया जाता है।

रोलिंग के बाद, जबकि स्टील अभी तक ठंडा नहीं हुआ है, लुढ़की हुई पट्टी को वांछित लंबाई के टुकड़ों में काट दिया जाता है।

अगले ऑपरेशन में रेल को रोलर्स की एक श्रृंखला के माध्यम से पारित करना शामिल है जो रेल को मोड़ते हैं ताकि उन्हें परिवेश के तापमान पर ठंडा करने के बाद वे पूरी तरह से सीधे हों।

ठंडा होने के बाद, रेल की धुरी, साथ ही अन्य हॉट-रोल्ड प्रोफाइल, थोड़ा घुमावदार होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सीधे प्रेस में रेल को सीधा करने की आवश्यकता होती है। रेल के सिरों को गर्म अवस्था में रेल को देखने और घुमाकर पॉलिश करने पर बनने वाली गड़गड़ाहट से साफ किया जाता है पीसने वाले पहिये.
आमतौर पर, रेल के प्रत्येक छोर पर दो या तीन बोल्ट छेद ड्रिल किए जाते हैं, जो इस्तेमाल की गई बट प्लेटों की लंबाई पर निर्भर करता है; हालाँकि, यदि रेल को लंबे स्ट्रैंड्स में वेल्ड करने का इरादा है, तो सिरों को बिना छोड़े छोड़ दिया जाता है।

उपभोक्ताओं को शिपमेंट के लिए रेल लोड करने से पहले, उन्हें धातु में कार्बन सामग्री, रोलिंग की गुणवत्ता, स्टील की संरचना और मानक से उनकी लंबाई के विचलन के आधार पर समूहों में विभाजित किया जाता है; उसके बाद, कम कार्बन सामग्री वाले रेलों को छोड़कर सभी रेलों के सिरों को वितरित किए जाने पर वांछित रेलों को आसानी से खोजने के लिए पांच आसानी से पहचाने जाने वाले रंगों में से एक में चित्रित किया जाता है। रेल ग्रुपिंग, मार्किंग और लोडिंग नीचे दिए गए ओएचएफ रेल के लिए "रेल के ग्रुपिंग के साथ मार्किंग" और एरिया स्पेसिफिकेशन के "लोडिंग" के अनुसार किया जाता है।

एक रेल मूल खंड के साथ एक धातु बीम है। इसका उपयोग एक समर्थन बनाने के लिए किया जाता है जिसके साथ रेल परिवहन चलता है। रेल सबसे पहले बनाई गई थी प्राचीन रोम, लेकिन तब उनके निर्माण के लिए लकड़ी का उपयोग किया गया था, और उनके बीच की दूरी सख्ती से 143 सेमी थी। रेल एक दूसरे के सापेक्ष समानांतर विमान में स्थापित हैं। नतीजतन, "दो-स्ट्रैंड पथ" बनता है।

रेल का मुख्य कार्य वाहन के पहियों का मार्गदर्शन करना और ऊपरी ट्रैक के निचले तत्वों को इसके बाद के वितरण के साथ भार उठाना है। उन क्षेत्रों में ट्रेनों का उपयोग करने के मामले में जहां विद्युत कर्षण के बिना आंदोलन असंभव है, रेल एक वर्तमान कंडक्टर की भूमिका निभाते हैं, और स्वत: अवरोधन वाले क्षेत्रों के लिए रेल एक कंडक्टर हैं।

उत्पादन सामग्री

ज्यादातर मामलों में, रेल बनाने के लिए कार्बन स्टील का उपयोग किया जाता है। इस सामग्री की गुणवत्ता कई कारकों से प्रभावित होती है, उदाहरण के लिए, स्टील की माइक्रोस्ट्रक्चर और मैक्रोस्ट्रक्चर, इसकी रासायनिक संरचनाआदि। कार्बन की उपस्थिति रेल देती है अधिक स्थायित्वऔर विश्वसनीयता।

हालांकि, इस्पात संरचना में अतिरिक्त कार्बन का नकारात्मक प्रभाव हो सकता है। इसकी अत्यधिक मात्रा से नाजुकता काफी बढ़ जाती है। इसीलिए, कार्बन जोड़ते समय, यह ध्यान रखने योग्य है कि गेंदों की स्टील संरचना यथासंभव मजबूत हो।

स्रोत सामग्री की गुणवत्ता में सुधार के लिए अन्य पदार्थों का भी उपयोग किया जाता है। हाल ही में, अधिक से अधिक बार वे मैंगनीज के साथ प्रसंस्करण रेल का सहारा लेते हैं। यह धातु के यांत्रिक क्षति के प्रतिरोध को बढ़ाता है, इसे अधिक टिकाऊ और सख्त बनाता है। स्टील की संरचना में सिलिकॉन को जोड़ने से इसके पहनने के प्रतिरोध और कठोरता में वृद्धि होती है। टाइटेनियम, वैनेडियम और जिरकोनियम का भी उपयोग किया जा सकता है। ये ट्रेस तत्व काफी सुधार कर सकते हैं गुणवत्ता विशेषताओंबनना।

किसी भी मामले में सल्फर और फॉस्फोरस एडिटिव्स नहीं मिलाए जाने चाहिए, क्योंकि वे स्टील को टूटने और भंगुरता को बढ़ाने के लिए अधिक संवेदनशील बनाते हैं। बहुत बार, इन पदार्थों के योग से बने भागों में दरारें और फ्रैक्चर देखे जा सकते हैं।

यह पहले ही ऊपर कहा जा चुका है कि स्टील का अपना माइक्रोस्ट्रक्चर और मैक्रोस्ट्रक्चर है। Perlite पहली संरचना के लिए आधार सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है। इसका आकार फेराइट युक्त प्लेट जैसा दिखता है। स्टील की एक समान संरचना को सख्त करके प्राप्त किया जा सकता है, अर्थात इसे बहुत कम पर संसाधित किया जा सकता है उच्च तापमान. हार्डनिंग धातु के पहनने के प्रतिरोध, स्थायित्व, विश्वसनीयता, कठोरता और क्रूरता को बढ़ाता है। मैक्रोस्ट्रक्चर के लिए, अतिरिक्त पदार्थों या आवाजों की उपस्थिति अस्वीकार्य है।

रेल की भौतिक विशेषताएं

वास्तविक रेल प्रोफ़ाइल हमेशा से ऐसी नहीं थी। उन्होंने समय के साथ परिवर्तनों को सहन किया। इतिहास कोणीय, दो-सिर वाले, मशरूम के आकार का, चौड़ा-एकमात्र और अन्य रेलों को याद करता है।

एक आधुनिक विस्तृत एकमात्र रेल के डिजाइन में एकमात्र, सिर और गर्दन शामिल है, जो इन दो भागों के बीच एक कनेक्टिंग तत्व के रूप में कार्य करता है। मध्य भाग को थोड़ा उत्तल बनाया जाता है ताकि पहियों से भार रेल के मध्य क्षेत्र में स्थानांतरित हो जाए। तलुए और सिर के साथ गर्दन के जोड़ चिकने आकार के होते हैं। गर्दन से तनाव दूर करने के लिए इसे वक्र के रूप में बनाया जाता है। रेल सोल का आधार जितना चौड़ा होगा, उसकी पार्श्व स्थिरता उतनी ही अधिक होगी।

वहाँ कई हैं मानक आकाररेल। के लिए रूसी संघ 12.5, 25, 50, 100 मीटर की लंबाई के साथ रेल का उत्पादन करना आम है।

छोटी लंबाई की पटरियां बनाना भी संभव है। इनका उपयोग रेलवे ट्रैक के असमान खंडों पर किया जाता है। एक निर्बाध ट्रैक की लंबाई कम से कम 400 मीटर है और यह दौड़ने की लंबाई तक पहुंच सकता है। रेल की लंबाई जितनी अधिक होगी, परिवहन की गति का प्रतिरोध उतना ही कम होगा और तदनुसार, इसका घिसाव। सीमलेस ट्रैक में संक्रमण के दौरान स्टील का संरक्षण 4 टन प्रति 1 किमी ट्रैक तक पहुंच जाता है। रेल जोड़ों के क्षेत्र में बन्धन तत्वों की अनुपस्थिति के कारण यह संभव है।

सामग्री की शक्ति की गणना करते समय, इस तरह के पैरामीटर को ध्यान में रखना आवश्यक है विशिष्ट गुरुत्वप्रति 1 मीटर रेल। इसकी माप आमतौर पर किलोग्राम में की जाती है।

रेलवे ट्रैक का एक अन्य तत्व स्लीपर है। वे बांधनेवाला पदार्थ की भूमिका निभाते हैं। विकास को धन्यवाद आधुनिक प्रौद्योगिकियांन केवल प्रबलित कंक्रीट और लकड़ी से, बल्कि स्टील या प्लास्टिक से भी स्लीपरों का उत्पादन संभव हो गया।

एक रेल की लागत की गणना करते समय, इसका विशिष्ट वजन, समग्र पैरामीटर (लंबाई और चौड़ाई), कठोरता और पहनने के प्रतिरोध की डिग्री को ध्यान में रखा जाता है।

रेल के प्रकार

रेल के सही प्रकार को चुनने के लिए, लाइन लोड और औसत गति की गणना करना आवश्यक है जिस पर वाहन इसके साथ आगे बढ़ेंगे। उदाहरण के लिए, आइए बहुत अधिक वजन वाली एक विशाल रेल लें। यह स्लीपरों के पहनने के प्रतिरोध पर सकारात्मक प्रभाव डालता है और इसके स्थायित्व को बढ़ाकर लाइन के रखरखाव की आर्थिक लागत को कम करता है।

आज तक, इस प्रकार के रेल हैं:

• रेलवे। इस प्रकार को सबसे लोकप्रिय और मांग में माना जाता है। ऐसी रेल का 1 मीटर वजन 50-65 किलोग्राम है, लंबाई 12.5 या 50 मीटर है।
• छोटी लाइन। संकीर्ण अंतर-रेल स्थान बनाने के लिए आवश्यक होने पर उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की रेल का व्यापक रूप से खनन उद्योग और सीमित यातायात वाले अन्य स्थानों में उपयोग किया जाता है।
• मेरा। उनकी मदद से निर्बाध रास्ते बिछाए जाते हैं। वे औद्योगिक क्षेत्र में भी बहुत लोकप्रिय हैं।
• ट्राम। नाम ही अपने में काफ़ी है। उच्च लाइन लोड के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया। इन रेलों का वजन अपेक्षाकृत कम होता है, जिसके कारण ये जल्दी खराब हो जाती हैं।
• क्रेन। उनका उपयोग उन जगहों पर किया जाता है जहां क्रेन को स्थानांतरित करने के लिए पथ बनाना आवश्यक होता है।
• क्रेन। ऐसी रेल को सबसे भारी माना जाता है। कुछ मामलों में, एक साथ कई पंक्तियों में बिछाने की अनुमति है।
• चौखटा। उनका उपयोग उन जगहों पर किया जाता है जहां स्थानांतरण तंत्र बनाए जाते हैं।
• काउंटर-रेल। रेलवे ट्रैक की ऊपरी संरचनाओं में काम करते समय उपयोग किया जाता है।
• चतुर वाले। आवेदन का दायरा काउंटर-रेल प्रकार के समान है। शार्प रेल्स OP43 के प्रकार को अलग से पहचाना जा सकता है। इसका उपयोग रेलवे ट्रैक के निर्माण के लिए किया जाता है।

इस प्रकार की रेल कहाँ से खरीदें? हम से खरीदने की सलाह देते हैं विश्वसनीय आपूर्तिकर्ता. येकातेरिनबर्ग में, रेल खरीदी जा सकती है ट्रेडिंग कंपनी"रेल-किट"। कंपनी रेलवे के उत्पाद बेचती है उच्च गुणवत्ता GOSTs के मानकों को पूरा करने वाले प्रमुख घरेलू कारखानों से।

रेल को कई मापदंडों के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:

• के लिए छेद की उपस्थिति जोड़ने वाले तत्व(बोल्ट)।
• स्टील गलाने की विधि।
• गुणवत्ता। इस पैरामीटर के अनुसार, रेल को गर्मी-मजबूत और गैर-गर्मी-मजबूत करने में बांटा गया है।

ये विशेषताएं सीधे रेल की लागत को प्रभावित करती हैं।

कन्वेंशनों

प्रत्येक रेल में एक अंकन होता है जिसमें संख्याओं और अक्षरों के कई समूह होते हैं। प्रत्येक अक्षर का अर्थ एक विशिष्ट पैरामीटर है:

• ए रेल प्रकार है।
• बी - गुणवत्ता श्रेणी।
• C प्रयुक्त स्टील का ग्रेड है।
• D रेल की लंबाई है।
• ई - बोल्ट के लिए छेद की उपस्थिति।
• एफ - गोस्ट।

उदाहरण के लिए, रेल R65-T1-M76T-25-3/2 GOST R 51685-2000 का अंकन इंगित करता है कि यह श्रेणी T1 रेल प्रकार की रेल है। इसके निर्माण के लिए स्टील ग्रेड M76T का इस्तेमाल किया गया था। रेलिंग 25 मीटर लंबी है, इसके प्रत्येक सिरे पर 3 बोल्ट छेद हैं। निर्दिष्ट गोस्ट मानक के अनुरूप है।

पृष्ठ 2 का 10

रेल का उद्देश्य और उनके लिए आवश्यकताएं

बुनियादी भार वहन करने वाला तत्वट्रैक संरचना- रेल. वे विशेष वर्गों के स्टील बार हैं जिनके साथ रोलिंग स्टॉक चलता है। दुनिया में सभी सड़कों पर मानक और आम तौर पर स्वीकृत रेल व्यापक-एकमात्र रेल हैं।

(चित्र 1) में तीन मुख्य भाग होते हैं:

• सिर;
• तलवे;
• गर्दन सिर को तलवे से जोड़ती है।

पटरियां हैं मुख्य तत्वट्रैक की ऊपरी संरचना। उनका इरादा है:

• रोलिंग स्टॉक के पहियों से दबाव को सीधे महसूस करें और इन दबावों को ट्रैक के सुपरस्ट्रक्चर के अंतर्निहित तत्वों में स्थानांतरित करें;
• रोलिंग स्टॉक के पहियों को उनके आंदोलन के दौरान निर्देशित करें;
• स्वचालित अवरोधन वाले क्षेत्रों में, सिग्नल करंट के संवाहक के रूप में काम करते हैं, और विद्युत कर्षण के मामले में - रिवर्स पावर करंट। इसलिए, रेल थ्रेड्स में आवश्यक विद्युत चालकता होनी चाहिए।

मुख्य रेल आवश्यकताओंइस तथ्य में शामिल हैं कि उन्हें स्थिर और टिकाऊ होना चाहिए; सबसे लंबी सेवा जीवन है; ट्रेन यातायात की सुरक्षा सुनिश्चित करना; संचालित करने और निर्माण करने के लिए सुविधाजनक और सस्ती हो।

चावल। 1 - चौड़ा एकमात्र रेल

अधिक विस्तार से, उद्देश्य और आर्थिक विचार रेल के लिए निम्नलिखित आवश्यकताओं को निर्धारित करते हैं:

1. बड़े अक्षीय भार वाली ट्रेनों की आवाजाही की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, रेल को अधिकतम गति पर भारी होना चाहिए। साथ ही, धातु को बचाने और लोडिंग, अनलोडिंग, बदलने की सुविधा के लिए, इन रेलों में तर्कसंगत और यदि संभव हो तो सबसे छोटा वजन होना चाहिए।
2. गतिमान भार के तहत झुकने के बेहतर प्रतिरोध के लिए, रेल पर्याप्त रूप से कठोर होनी चाहिए (प्रतिरोध का उच्चतम मापांक होना चाहिए)। इसी समय, रेल पर पहियों के कठोर प्रभावों से बचने के लिए, जिससे अलग-अलग हिस्सों में टूट-फूट हो सकती है रनिंग गियररोलिंग स्टॉक, साथ ही रेलों को समतल करना और यहाँ तक कि तोड़ना, यह आवश्यक है कि रेलें पर्याप्त रूप से लचीली हों।
3. रोलिंग स्टॉक के पहियों के प्रभाव-गतिशील प्रभाव से रेल नहीं टूटने के लिए, रेल की सामग्री पर्याप्त रूप से चिपचिपी होनी चाहिए। रेल पहियों के संपर्क के बिंदुओं पर बहुत छोटे क्षेत्रों में पहियों से दबाव के केंद्रित संचरण को देखते हुए, यह आवश्यक है कि रेल की धातु उखड़ती नहीं है, खराब नहीं होती है, लंबे समय तक चलती है और पर्याप्त रूप से कठोर होती है।
4. रेल और लोकोमोटिव के ड्राइविंग पहियों के बीच पर्याप्त आसंजन सुनिश्चित करने के लिए यह आवश्यक है कि रेल की रोलिंग सतह खुरदरी हो। शेष पहियों के संचलन के प्रतिरोध को कम करने के लिए - वैगनों, निविदाओं और लोकोमोटिव के सहायक पहियों - यह आवश्यक है कि रेल की सतह चिकनी हो;
5. ट्रैक के अधिरचना के तत्वों को मानकीकृत करने के लिए, जिससे उनके रखरखाव की लागत में आसानी और कमी हो, यह आवश्यक है कि रेल प्रकारों की संख्या सबसे छोटी हो। धातु को बचाने के हितों से, यह अकल्पनीय है कि ट्रैफिक घनत्व, अक्षीय भार और ट्रेन की गति की परवाह किए बिना सभी रेलवे लाइनों पर एक ही प्रकार की रेल बिछाई जाए। रेल प्रकारों की संख्या न्यूनतम लेकिन उचित होनी चाहिए।

इस प्रकार, जिन आवश्यकताओं और शर्तों को पूरा करना चाहिए, वे अत्यंत महत्वपूर्ण, आवश्यक और एक ही समय में विरोधाभासी हैं। यह सब सामान्य रूप से रेल समस्या के समाधान को बहुत जटिल बनाता है। इसका समाधान परिवहन विज्ञान और प्रौद्योगिकी के सबसे महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है।

रेल सामग्री

आधुनिक पटरियां केवल इस्पात सिल्लियों से लुढ़काई जाती हैं। स्टील का उत्पादन बेसेमर पद्धति के अनुसार कन्वर्टर्स में या खुले चूल्हे की भट्टियों में किया जाता है। बेसेमर स्टील पिघले हुए लोहे को ऑक्सीजन (15-18 मिनट) के साथ फूंक कर प्राप्त किया जाता है। इस मामले में, कार्बन और अशुद्धियों का हिस्सा जल जाता है। ओपन-हेर्थ स्टील को कास्ट आयरन और स्टील स्क्रैप से पीसा जाता है बड़े ओवनकुछ ही घंटों में 200 से 1500 टन की क्षमता। यह स्टील बेसेमर स्टील की तुलना में स्वच्छ और कम ठंडा-भंगुर है। रेल भारी प्रकार(P65 और P75) केवल खुले चूल्हा स्टील से लुढ़काए जाते हैं।

रेल स्टील की गुणवत्ता इसकी रासायनिक संरचना, सूक्ष्म और स्थूल संरचना द्वारा निर्धारित की जाती है। घरेलू रेल के स्टील की रासायनिक संरचना को लोहे के अतिरिक्त प्रतिशत के रूप में दिखाया गया है (नीचे दी गई तालिका देखें)।

कार्बनरेल स्टील की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है। हालांकि, कार्बन की मात्रा जितनी अधिक होगी, उतनी ही अधिक, अन्य चीजें समान होने पर, स्टील की भंगुरता और रेल को सीधा करना अधिक कठिन होगा। इसलिए, रेल क्रॉस सेक्शन पर धातु का अधिक समान वितरण आवश्यक है; रासायनिक संरचनाविशेष रूप से फास्फोरस और सल्फर के लिए।

मैंगनीजस्टील की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है, इसे पर्याप्त क्रूरता प्रदान करता है।

सिलिकॉनधातु की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाकर स्टील की गुणवत्ता में सुधार करता है।

फास्फोरसऔर गंधक- हानिकारक अशुद्धियाँ, वे स्टील भंगुरता देते हैं: फास्फोरस की उच्च सामग्री के साथ, रेल ठंडे-भंगुर होते हैं, उच्च सल्फर सामग्री के साथ - लाल-भंगुर।

हरतालकुछ हद तक रेल स्टील की कठोरता और पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाता है, लेकिन इसकी अधिकता से कठोरता कम हो जाती है।

सूक्ष्म 100-200 गुना के आवर्धन के साथ माइक्रोस्कोप के नीचे स्थापित किया गया। पारंपरिक रेल स्टील के घटक फेराइट होते हैं, जो कार्बन मुक्त आयरन Fe और पर्लाइट से बना होता है, जो फेराइट और सीमेंटाइट का मिश्रण होता है।

रेल स्टील के माइक्रोस्ट्रक्चर के अध्ययन से पता चलता है कि यह सोर्बिटोल संरचना के साथ महत्वपूर्ण पहनने के प्रतिरोध और क्रूरता की क्षमता प्राप्त करता है, जो विशेष ताप उपचार के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है।

वर्तमान में, रेलों की वॉल्यूमेट्रिक सख्तता सबसे अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। यह प्लास्टिसिटी और क्रूरता को बढ़ाता है, अनुप्रस्थ थकान फ्रैक्चर के गठन के खिलाफ थकान शक्ति और रेल प्रतिरोध को बढ़ाता है। ऐसी रेलों का सेवा जीवन गैर-कठोर रेलों के सेवा जीवन से 1.3-1.5 गुना अधिक है। तकनीकी और आर्थिक गणना के अनुसार, वॉल्यूम-कठोर रेल का उपयोग, प्रति वर्ष औसतन प्रति किमी ट्रैक पर, महत्वपूर्ण मौद्रिक बचत प्रदान करता है।

रेल स्टील की गुणवत्ता के लिए सबसे महत्वपूर्ण इसका है मैक्रोस्ट्रक्चर(नग्न आंखों या आवर्धक कांच के साथ देखे जाने पर फ्रैक्चर में संरचना)। स्टील में स्लैग, हेयरलाइन, कैद, क्रॉस सेक्शन पर रासायनिक योजक के गैर-समान वितरण के निशान के बिना एक सजातीय महीन दाने वाली संरचना होनी चाहिए। गुणवत्ता में सुधार सख्त पालन से हासिल किया जाता है विशेष विवरणऔर इस्पात निर्माण प्रौद्योगिकी और रोल्ड रेल में निरंतर सुधार। रेल स्टील का घनत्व 7.83 t/m3 माना गया है।

पटरियों का आकार और आयाम

रेल प्रोफ़ाइल

रेलों के सेवा गुण मुख्य रूप से उनके द्रव्यमान प्रति 1 मीटर लंबाई, क्रॉस-सेक्शनल प्रोफाइल (चित्र 2) और यांत्रिक विशेषताएंवह धातु जिससे वे बनते हैं। ऊर्ध्वाधर बलों के प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए, रेल को आई-बीम के आकार का बनाया जाता है, सबसे ऊपर की शेल्फकौन ( रेल सिर) रोलिंग स्टॉक के पहियों के साथ संपर्क के लिए अनुकूलित है, और निचले ( रेल एकमात्र) - समर्थन पर फिक्सिंग के लिए। सिर और तलुए को जोड़ने वाली खड़ी दीवार कहलाती है गरदन.

चावल। 2 - रेल के मुख्य भाग

रेल प्रोफ़ाइलरोलिंग स्टॉक के पहियों और ट्रैक की ऊपरी संरचना के तत्वों के डिजाइन के साथ इसकी बातचीत के कारण। आधुनिक चौड़ी-सोल वाली रेलों का एक विशिष्ट प्रोफ़ाइल (चित्र 3) में दिखाया गया है।

पहियों से सबसे अनुकूल दबाव हस्तांतरण सुनिश्चित करने के लिए सिर की चलने वाली सतह को हमेशा उत्तल बनाया जाता है। रेल प्रकार P75, P65 और P50 बड़े त्रिज्या के लिए आरइस सतह का 1 300 मिमी के बराबर लिया जाता है। चेहरों की ओर, वक्रता एक त्रिज्या में बदल जाती है आर 2 80 मिमी के बराबर। R43 प्रकार की पटरियों में, रेल हेड की चलने वाली सतह को एक त्रिज्या द्वारा रेखांकित किया जाता है आर 1 .

चावल। 3 - आधुनिक चौड़ा एकमात्र रेल

चलने वाली सतह को सिर के पार्श्व चेहरों के साथ एक त्रिज्या के साथ एक वक्र के साथ जोड़ा जाता है आर 1 (चित्र 3), पट्टी के पट्टिका के त्रिज्या के आकार के करीब। P75, P65 और P50 प्रकार की रेल में आर 1 15 मिमी के बराबर है।

सिर के पार्श्व चेहरे या तो लंबवत या तिरछे होते हैं। P75, P65 और P50 प्रकार की पटरियों के लिए, यह ढलान (1: क) 1:20 के बराबर लिया जाता है। सिर के पार्श्व चेहरे सबसे छोटी निचली त्रिज्या के साथ मेल खाते हैं आर 2 1.5-4 मिमी के बराबर। ऐसा इसलिए किया जाता है ताकि पैड के लिए असर वाली सतह सबसे बड़ी हो। उन्हीं कारणों से, त्रिज्याएँ समान मानी जाती हैं आर 6 और आर 7 .

ओवरले के लिए सहायक सतहें सिर के निचले फलक और रेल के तलवे के ऊपरी फलक हैं। वर्तमान में, सबसे आम कोण α वे हैं जिनके लिए tg α = 1: एनरेल प्रकार P75, P65 और P50 के लिए 1:4 है।

गर्दन के साथ सिर के निचले किनारों के संयुग्मन को अस्तर के लिए पर्याप्त समर्थन सतह प्रदान करनी चाहिए और रोलिंग के दौरान स्थानीय तनाव और रेल की समान शीतलन को कम करने के लिए मोटे सिर से अपेक्षाकृत पतली गर्दन तक सबसे आसान संक्रमण होना चाहिए। R75, R65 और R50 प्रकार की रेलों में, आर 3 = 5÷7 मिमी और आर 4 = 10÷17 मिमी।

एक आधुनिक रेल की गर्दन में एक त्रिज्या के साथ वक्रीय रूपरेखा होती है आरडब्ल्यू (घरेलू रेल के लिए 350 से 450 मिमी तक), जो काफी हद तक गर्दन से एकमात्र और सिर तक एक चिकनी संक्रमण सुनिश्चित करता है।

एकमात्र के साथ गर्दन का संयुग्मन एक त्रिज्या के साथ किया जाता है आर 6 , जिसका मूल्य रेडी के मूल्यों के समान विचारों से तय होता है आर 3 और आर 4। P75, P65 और P50 प्रकार की रेल के लिए एकमात्र की झुकी हुई ऊपरी सतह पर संक्रमण त्रिज्या के साथ किया जाता है आर 5 15-25 मिमी के बराबर।

पर रेलवेरूसी संघ 74.4 के द्रव्यमान वाले R75, R65 और R50 (चित्र 4) प्रकार की रेल का उपयोग करता है; 64.6 और 51.6 किग्रा / आरएम। एम. अब बिछाने के समय P65 प्रकार की पटरियां प्रचलित हैं; विशेष रूप से भारी लाइनों पर - R75 प्रकार की ऊष्मीय रूप से कठोर रेल। इन्हें 25 मीटर की लंबाई में बनाया जाता है।

चावल। 4 - मानक रेल प्रोफाइल: ए- P75 टाइप करें; बी- पी 65; वी- प50

रेल की लंबाई

दुनिया की सड़कों पर वे लंबी रेल और वेल्डेड रेल लैशेस का व्यापक उपयोग करने की कोशिश कर रहे हैं। इसके कारण, जोड़ों की संख्या कम हो जाती है, जो ट्रैक और रोलिंग स्टॉक के बीच बातचीत की स्थिति में सुधार करती है और एक महान आर्थिक प्रभाव देती है। उदाहरण के लिए, यदि R65 प्रकार की 12.5 मीटर लंबी रेल के बजाय, उसी प्रकार की, लेकिन 25 मीटर लंबी रेल बिछाई जाती है, तो बट बन्धन की आवश्यकता को कम करके, प्रत्येक 1000 किमी के लिए 3902 टन धातु की बचत होगी। इसके अलावा, जोड़ों की संख्या को लगभग 10% कम करने से ट्रेन की गति के प्रतिरोध में कमी आएगी, रोलिंग स्टॉक पहियों के पहनने में कमी आएगी और ट्रैक के वर्तमान रखरखाव की लागत कम होगी।

मानक लंबाईसमकालीन रेलविभिन्न देशों में यह 10 से 60 मीटर तक है: रूसी संघ में 25 मीटर; चेकोस्लोवाकिया में 24 और 48 मीटर, जीडीआर और एफआरजी 30, 45 और 60 मीटर में; फ्रांस में 18, 24 और 36 मीटर; इंग्लैंड में 18.29 मीटर; जापान में 25 मी; संयुक्त राज्य अमेरिका में, 11.89 और 23.96 मीटर रूसी संघ में, 12.5 मीटर लंबी रेल को सीमित मात्रा में टर्नआउट के लिए रोल किया जाता है।

मानक लंबाई की रेलों के अलावा, आंतरिक धागों पर ट्रैक के घुमावदार खंडों को बिछाने के लिए छोटी रेलों का भी उपयोग किया जाता है। रूसी संघ में, ऐसी रेलों को 80 और 160 मिमी और 12.5 मीटर की लंबाई के साथ - 40, 80 और 120 मिमी तक छोटा किया जाता है।

पटरियों का द्रव्यमान (भार)।

मुख्य विशेषता जो देता है सामान्य विचाररेल के प्रकार और शक्ति के बारे में - यह है वज़नकिलोग्राम प्रति रैखिक मीटर में व्यक्त किया गया।

इष्टतम का निर्धारण रेल वजन- कार्य अत्यंत कठिन है, क्योंकि यह बड़ी संख्या में कारकों पर निर्भर करता है: अक्षीय भार, ट्रेन की गति, यातायात घनत्व, रेल स्टील की गुणवत्ता, रेल प्रोफ़ाइल और अन्य।

रेल वजननिम्नलिखित विचारों से निर्धारित:

• रेलवे वाहन की धुरी पर जितना अधिक भार होगा, रेलगाड़ियों की गति और लाइन का भार घनत्व उतना ही अधिक, अन्य बातों के बराबर, रेल का द्रव्यमान होना चाहिए साथ;
• रेल का द्रव्यमान जितना अधिक होगा क्यू, कम, अन्य चीजें समान होने पर, माल ढुलाई वाली लाइनों पर परिचालन लागत (ट्रैक के रखरखाव के लिए, ट्रेनों की आवाजाही के प्रतिरोध के लिए)।

वर्तमान में, सीमित संख्या में कारकों के आधार पर अनुभवजन्य रूप से रेल के द्रव्यमान को निर्धारित करने के लिए विभिन्न प्रस्ताव हैं। प्रोफेसर जी. एम. शाखुन्यंत ने रोलिंग स्टॉक के प्रकार, लाइन के भार घनत्व, ट्रेनों की गति और स्थैतिक भारअभिव्यक्ति द्वारा लोकोमोटिव के प्रति एक्सल

कहाँ ए- वैगनों के लिए 1.20 और लोकोमोटिव के लिए 1.13 के बराबर गुणांक;

टीअधिकतम - यातायात घनत्व, मिलियन टन किमी/किमी प्रति वर्ष;

υ - ट्रेन की गति, जिसके लिए ट्रैक डिज़ाइन की गणना की जाती है, किमी / घंटा;

सूत्र में शामिल संख्यात्मक मान तालिका 1.2 से लिए जा सकते हैं

निस्संदेह, उपरोक्त सूत्र रेल भार की पसंद को प्रभावित करने वाले कारकों के अंतर्संबंध की जटिलता को नहीं दर्शाता है। हालांकि, यह काफी हद तक पहले सन्निकटन के क्रम में निर्णय लेना संभव बनाता है।

रेल का अंतिम द्रव्यमानशक्ति और आर्थिक व्यवहार्यता के लिए गणना के आधार पर चुना जाता है। रूसी संघ में मानक रेल का द्रव्यमान 44-75 किग्रा/मीटर है। उनकी मुख्य विशेषताएं (तालिका 1.3) में दी गई हैं और (चित्र 5) में इंगित की गई हैं। टर्नआउट के लिए R43 रेल को सीमित मात्रा में रोल किया जाता है।

चावल। 5 - आधुनिक रेल के मुख्य आयाम (तालिका 1.3 तक)

अन्य देशों के रेलवे पर, रेल का द्रव्यमान, किग्रा / मी है:

• यूएसए - 30-77;
• इंग्लैंड:
  • दो सिर वाला - 29.66-49.53;
  • चौड़े तलवे - 22.37-56.5;
• फ्रांस और बेल्जियम - 30-62;
• पूर्वी जर्मनी और जर्मनी - 30-64।

भारी रेल की आर्थिक दक्षता

भारी रेल के उपयोग का प्रभावउनके स्थायित्व में सामग्री की खपत को कम करना, ट्रेन की गति के प्रतिरोध को कम करना और ट्रैक के वर्तमान रखरखाव की लागत को कम करना शामिल है।

VNIIZhT के अनुसार, यदि R50 प्रकार की रेल को आधार के रूप में लिया जाता है, तो इसके द्रव्यमान में 1 किलो की वृद्धि से ट्रैक के वर्तमान रखरखाव के लिए श्रम लागत में 1.5-1.8% की कमी आती है और सामग्री की खपत 1.4% तक कम हो जाती है। .

एक भारी रेल रोलिंग स्टॉक के पहियों के दबाव को अधिक स्लीपरों पर वितरित करती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्येक स्लीपर पर दबाव कम हो जाता है, यांत्रिक घिसाव धीमा हो जाता है और उनकी सेवा का जीवन बढ़ जाता है। इसी समय, गिट्टी पर गतिशील दबाव कम हो जाता है, घर्षण, गिट्टी कणों का पीस और इसका प्रदूषण कम हो जाता है।

पटरियों के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ, ट्रैक की औसत और लिफ्टिंग मरम्मत की कम आवश्यकता होती है। भारी रेल और भी अधिक माल ले जा सकती है। तो, R50 रेल 15% और R65 45% R43 रेल की तुलना में भारी है, लेकिन R50 रेल अपने सेवा जीवन के दौरान 1.5 गुना टन भार पार कर सकती है, और R65 R43 से 2 गुना अधिक है। रेलों के द्रव्यमान में वृद्धि के साथ, टन भार प्रति यूनिट धातु की खपत कम हो जाती है और रेल (ओवरहाल) को बदलने की लागत कम हो जाती है, ट्रेनों की गति और कर्षण लागत का प्रतिरोध कम हो जाता है।

रेल प्रकार की पसंद के लिए आर्थिक गणना में, रेल को वरीयता दी जाती है जिसके लिए कम निर्माण और परिचालन लागत का वार्षिक योग ∑ इपीआर एक सामान्यीकृत लौटाने की अवधि के साथ टी n सबसे छोटा है। यह सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

कहाँ ए- निर्माण लागत (रेल बिछाने की लागत);

बीमैं - परिचालन लागत मैं-आरओ वर्ष।

भारी रेल बिछाने के लिए अतिरिक्त पूंजी निवेश की पेबैक अवधि कम है - आमतौर पर 1.5-4.5 वर्ष। चूंकि भारी पटरियों का उपयोग करना बहुत लाभदायक है, रूसी संघ में उनका औसत द्रव्यमान ( क्यू cf) लगातार बढ़ रहा है।

रेल सेवा जीवन

अपेक्षित रेल सेवा जीवनसमीचीन ट्रैक प्रबंधन (उदाहरण के लिए, बदलती रेल की आवृत्ति जानने के लिए), और उनके तकनीकी और आर्थिक मूल्यांकन दोनों के लिए निर्धारित किए जाते हैं।

रेल का सेवा जीवन रोलिंग स्टॉक, रेल के प्रकार और शक्ति, सुपरस्ट्रक्चर और रोलिंग स्टॉक की विशेषताओं, ट्रैक की परिचालन स्थितियों और रेल निर्माण प्रौद्योगिकी के तहत उनके संचालन का एक कार्य है।

टूट-फूट और खराबी के कारण रेल फेल हो जाती है। एक निश्चित स्वीकार्य राशि से पहने जाने पर उन्हें रास्ते से हटा देना चाहिए; यह कारक रेल के सेवा जीवन को निर्धारित करता है। अनुमेय पहनने जेड 0 (अंजीर। 6), रेल हेड्स इस तरह से स्थापित किए गए हैं कि रेल का क्रॉस-सेक्शन ω 0 क्षेत्र द्वारा पहनने के बाद स्वीकार्य तनाव प्रदान करता है, और जब पहिया रिम्स खराब हो जाते हैं, तो लकीरें नहीं होती हैं रेल जोड़ों में नट और बोल्ट सिरों को स्पर्श करें या रेल सिर के लिए उभरे हुए दो-सिर वाले अस्तर के कुछ हिस्सों के लिए।

चावल। 6 - रेल हेड का क्रॉस सेक्शन (अनुमेय पहनने का क्षेत्र छायांकित)

चित्र के अनुसार

ω 0 = bz 0 - ∆,

कहाँ बी- रेल हेड की चौड़ाई;

जेड 0 - PTE के अनुसार रूसी संघ में अपनाई गई रेल हेड की सामान्यीकृत पहनने की सीमा;

∆ - सिर के आकार और एक काल्पनिक आयत के बीच के अंतर को ध्यान में रखता है, जिसे 70 मिमी 2 के बराबर लिया जाता है।

टी = ω 0 / β,

जहां β - 1 मिलियन टन सकल कार्गो, मिमी 2 के पारित होने से रेल हेड के क्रॉस सेक्शन का विशिष्ट पहनावा।

β का मान विशिष्ट रेल सेवा शर्तों के लिए कर्षण गणना के साथ और रेल स्टील की गुणवत्ता को ध्यान में रखते हुए निर्धारित किया जाता है। अनुमानित गणनाओं के लिए, आप तालिका से β cf (मिमी 2 / मिलियन सकल टन) के औसत नेटवर्क मान का उपयोग कर सकते हैं

चूंकि शरीर-कठोर रेलों का घिसाव गैर-कठोर रेलों की तुलना में 1.3-1.5 गुना धीमा होता है, पूर्व के लिए β cf का मान एक गुणांक α द्वारा लगभग 0.65-0.5 के बराबर ठीक किया जाना चाहिए।

इस प्रकार, ω 0 और β cf जानने के बाद, आप टन भार पा सकते हैं टी, जो विचाराधीन रेल अपने पूरे सेवा जीवन में चूक सकते हैं। इसके अलावा, यदि यातायात घनत्व (वार्षिक टन भार) टीकिसी दी गई रेखा का r ज्ञात और स्थिर है, तो इस रेखा पर वर्षों में रेल का सेवा जीवन निम्नानुसार पाया जा सकता है:

लेकिन चूंकि हमारे रेलवे पर यातायात घनत्व हर साल बढ़ रहा है, पिछले टन भार के परिचालन समय के मामले में दी गई लाइन पर रेल की सेवा जीवन

कहाँ टी 1 , टी 2 , टी 3 , …, टीटी- क्रमशः, पहले, दूसरे, तीसरे में टन भार, टीरेल बिछाने के एक साल बाद।

पटरियों के पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि के बावजूद, उन्हें दोषों के कारण एकल विफलता के कारण मानक पहनने तक पहुंचने से पहले बदलना पड़ता है। दोषों के कारण रेलों का बाहर निकलना विनिर्माण प्रौद्योगिकी के उल्लंघन या अपूर्णता और उनके संचालन की शर्तों के कारण होता है।

रेल के सेवा जीवन की स्थापना करते समय, उन्हें दोषों के कारण स्वीकार्य कुल एकल विफलता के रूप में लिया जाता है: P50 - 6 टुकड़े, और P65 और P75 - 5 टुकड़े प्रति 1 किमी ट्रैक या इन रेलों के लिए सबसे बड़ा वार्षिक उत्पादन - 2 टुकड़े। 1 किमी के लिए।

के बीच रेल सेवा जीवन बार संशोधितरास्तादोषों के कारण एकल रेल रन आउट के आधार पर मिलियन ग्रॉस टन में टी od G. M. Shakhunyants ने सूत्र द्वारा निर्धारित करने का प्रस्ताव दिया

जहां λ p एक गुणांक है जो रेल स्टील की गुणवत्ता को ध्यान में रखता है, गैर-कठोर रेल की लंबाई λ p = 1, और शरीर-कठोर λ p = 1.5 के लिए;

एक शब्द जो पथ की वक्रता और स्नेहन (स्नेहन) के प्रभाव को ध्यान में रखता है; पर आर≥ 1200 मी ए= 0 और पर आर < 1200 м ए= 800; रेल हेड और व्हील फ्लैंगेस के पार्श्व चेहरों के स्नेहन के अभाव में α लब = 1, जब ग्रेफाइट-मोलिब्डेनम पेंसिल के साथ या ग्रीस-आधारित ग्रेफाइट ग्रीस α लब = 0.2 के साथ चिकनाई की जाती है;

एक सदस्य जो रेल की लंबाई (चाबुक) के प्रभाव को ध्यान में रखता है;

आर dn - पहिये के धुरा से रेल पर औसत टन भार मानक भार, 1964 में स्थापित किया गया था जब बिना रेल के मानक सेवा जीवन को अपनाया गया था (P50 के लिए - 350 मिलियन टन सकल कार्गो, P65 के लिए - 500 मिलियन टन सकल कार्गो) , R50 रेल के बराबर: आरडीएन = (1 + 0.012υ मैं) क्यूठीक \u003d (1 + 0.012 50) 14 9.8 \u003d 228.6 kN और R65 रेल के लिए: पीडीएन \u003d (1 + 0.012 60) 18 9.8 \u003d 303.8 केएन;

आरसी - व्हीसेट की धुरी से रेल पर भारित औसत भार, केएन;

क्यूपी - रेल मास, किग्रा/एम;

γ मानदंड - नियामक मूल्यदोषों के कारण रेल की स्वीकार्य एकल हटाने (P50 - 6 पीसी।, P65 और P75 - 5 पीसी। प्रति 1 किमी ट्रैक);

क्यूठीक - रेल के प्रकार के आधार पर, पहिये के धुरा से रेल पर औसत भार।

उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करके पाए गए दो मानों में से सबसे छोटा गणना के लिए लिया जाना चाहिए।

रेलों के सेवा जीवन की उनके एकल निकास द्वारा सीमा को सामान्य नहीं माना जा सकता है, इसलिए मुख्य कार्य- पूर्ण डिजाइन पहनने के लिए उनकी शक्ति के अनुसार रेलों के सेवा जीवन को बढ़ाने के उपाय करना। यह गर्मी उपचार सहित रेल धातु की गुणवत्ता में सुधार करके प्राप्त किया जा सकता है; बढ़ी हुई लंबाई के वेल्डेड रेल लैश के साथ एक निर्बाध ट्रैक का उपयोग; घिसे हुए रेल सिरों का सरफेसिंग; समग्र रूप से ट्रैक संरचना के डिजाइन में सुधार; लुब्रिकेटर्स का उपयोग जो कर्व्स में रेल हेड के साइड फेस को लुब्रिकेट करता है; रेल और ट्रैक के वर्तमान रखरखाव में समग्र रूप से सुधार करना।

समाप्ति के बादस्थापित सेवा जीवनप्रारंभिक बिछाने के स्थानों में, रेल को ट्रैक से हटा दिया जाता है, सॉर्ट किया जाता है, रेल मरम्मत उद्यमों में मरम्मत और वेल्डिंग के अधीन किया जाता है, और फिर से ट्रैक पर रखा जाता है, लेकिन अधिक के साथ प्रकाश की स्थितिऑपरेशन, जहां वे अभी भी प्रारंभिक मानक टन भार के लगभग 2/3 से गुजरते हैं।

पारगमन में रेलों के सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए महत्वपूर्ण उपाय हैं पिसाईरोलिंग सतह से अनियमितताओं और सतह की क्षतिग्रस्त धातु की परत को हटाने के लिए रेल पीसने वाली गाड़ियों द्वारा उनके सिर, कठिनरेल समाप्त, चिकनाईलेटरल हेड वियर को कम करने के लिए कर्व्स में रेल्स।

साधारण हाई-कार्बन रेल की सेवा का जीवन विदेशी लोगों की तुलना में 2-3 गुना अधिक है, और तापीय रूप से कठोर 3-4 गुना अधिक है; फिर भी, यह पर्याप्त नहीं है, क्योंकि हमारे देश में रेलवे के उपयोग की तीव्रता विदेशों की तुलना में 6-10 गुना अधिक है। इसलिए, और भी मजबूत और अधिक टिकाऊ रेल बनाने के लिए वैज्ञानिक अनुसंधान चल रहा है।