21 Диаграмма температурной работы б/с пути. Температурные силы.

Фактические температурные силы в рельсах зависят от изменения температуры по сравнению с той которую они имели при укладке в путь ( закреплении в пути). Поэтому находится целесообразный интервал закрепления рельсовых плетей, при котором сжимающие и растягивающие температурные силы не должны нарушать условий прочности и устойчивости рельсовых нитей.

Для построения диаграммы необходимо определить:

1. Допускаемые перепады температур:

на сжатие

t_сж=(3500-1,3*σ_г-к^лето)/25

на растяжение

t_рас=(3500-1,3*σ_п-к^зима)/25

2. Допустимая сжимающая сила

N_сж=2*25*F* t_сж

3. Допустимая растягивающая сила

N_рас=2*25*F* t_рас

4. Допустимая сжимающая сила, по условию устойчивости

N_уст=P_кр/1,1

5. Допустимая сила, действующая в рельсе на протяжении года

N_год=2*25*F* T_а

6. Запас температурных сил на сжатие

N_сж=2*25*F* (t_закр^в- t_опт^н)

7. Запас температурных сил на растяжение

N_рас=2*25*F* (t_опт^н- t_закр^н)

Запасов температурных сил на сжатие и растяжение можно достигнуть путем закрепления рельсовой плети в пределе оптимального интервала закрепления.

22. Рельсы. (назначения и требования к ним)

Н азначе­ние рельсов — непосредственно воспринимать, упруго перераба­тывать и передавать нагрузки от колес подвижного состава на подрельсовые опоры, направлять в движении колеса подвижного состава, служить электрическими цепями на участках с автобло­кировкой — сигнального тока, а на участках с электрической тя­гой — обратного тягового тока. На основных направлениях железных дорог в пути ле­жат рельсы Р75, Р65 и Р50, а на малодеятельных ли­ниях продолжают лежать рельсы Р43.Рельсы должны быть достаточно проч­ными, долговечными, обладать высокой контактно-усталостной выносливостью. Профили рельсов, типы, длина, и общий характер профиля рельса определяется тем, что лучшей формой балки, работающей на изгиб, является двутавр. Поскольку на рельс действуют большие нагрузки от катящихся непосредственно по нему колес и рельс являет­ся не только несущей, но и изнашиваемой конструкцией, верхней пол­ке двутавра придана форма головки. Р75,Р65,Р50 соответственно: Высота рельса, мм В (192,0;180,0;152,0); Высота головки, мм Вг (55,3; 45,0; 42,0); Ширина подошвы, мм П (150,0;150,0;132,0); Ширина головки (по верху), мм Г (71,8;73,0;70,0).Типы современных рельсов обозначают буквой Р и числом, округ­ленно равным массе 1 пог. м. Например, рельс, 1 пог. м которого весит 64,64 кг, имеет обозначение Р65.Длина рельсов по действующему стандарту равна 25 м. Рельсы стандартной длины 12,5 м исполь­зуют только как уравнительные на .бесстыковом пути, при укладке стрелочных переводов и как инвентарные при сборке путевой решетки с железобетонными шпалами с последующей заменой их бесстыковымн рельсовыми плетями.Для укладки на внутренней нити кривых изготовляют укорочен­ные рельсы длиной 24,84 и 24,92 м при 25-метровых рельсах и 12,42 и 12,46 м при 12,5-метровых, а для бесстыкового пути еще и 12,38 м.Сталь для рельсов Р75 и Р65 выплавляется только марте­новским способом, а для рельсов Р50, укладываемых на менее ответственные линии, — мартеновским и бессемеровским спосо­бом. Бессемеровская сталь содержит больше вред­ных примесей, приводящих к снижению стойкости рельсов про­тив возникновения и развития дефектов контактно-усталостного характера.Повышение эксплуатационной стойкости рельсов достигается улучшением чистоты стали, термическим упрочнением и легированием. Применяется объемная закалка всего рельса в масле и поверхностная закалка головки токами высокой частоты с ох­лаждением водовоздушной смесью. В главные пути укладывают рельсы Р65 и Р75 первого ,и второго сортов, а Р50 только первого сорта.За­каленные рельсы укладываются в главные пути особо грузонапряженных линий.Заводская маркировка указывает соответствие рельсов тре­бованиям стандартов. Маркировка делается постоянной (клей­мением) и временной (красками). Знак инспекции МПС опре­деляет сорт рельсов; несколько ниже ставится знак ОТК завода. На рельсах вдоль шейки через каждые 2,5 м буквами и цифрами указывают: название завода (А — Азовсталь, Д — им. Дзержинского, К и Т — соответственно Куз­нецкий и Нижнетагильский металлургические заводы), месяц и год изготовления, тип рельса и стрелку, указывающую направ­ление головной части слитка. В пяти-шести местах на шейке (выпуклыми буквами) и на торце рельса (клеймением) указы­вают номер плавки. Кроме того, делается дополнительная мар­кировка, цель которой информировать об особенностях харак­теристики каждого рельса.Срок службы рельсов в наработке, млн. т брутто, определяется одиночным выходом по дефектности Тродин и износом головки Гризн. Последний критерий оказывается, как прави­ло, преобладающим для кривых участков пути с радиусом R< 650м и перевальных участков железных дорог, где используется песок для увеличения сцепления колес с рель­сами и кратная тяга.Рис. Кривые нарастания одиноч­ного изъятия рельсов γ на прямых и пологих кривых (для средних усло­вий) в зависимости от прошедшего тоннажа Т (деревянные шпалы, звень­евой путь, рельсы нетермообработанные).К мероприятиям по продлению сроков службы рельсов можно отнести: повышение качества металла и его обработки на сталелитейных заводах (варки стали), применение легирующих добавок повышающих сроки службы рельсов, своевременная обработка рельсов лежащих в пути (шлифовка), повторное использование рельсов снятых с пути на менее грузонапряжённых участках, отличное и хорошее содержание пути предотвращающее расстройство пути и, как следствие, продлевающее сроки службы его элементов.Для удобства дефект обозначен двузначным основным числом и вспомогательной третьей цифрой. Первая цифра указывает вид и место расположения дефекта или повреждения (головка, шейка, подошва), вторая — разновидность с учетом главной причи­ны, третья — место дефекта или повреждения по длине рельса (1 —в стыке, 2— вне стыка, 3 — в сварном стыке).Рельсы, имеющие повреждения, делятся на дефектные и остро­дефектные. Остродефектные рельсы угрожают безопасности движе­ния поездов и подлежат немедленной смене после обнаружения. Дефектные рельсы заменяют в плановом порядке, так как они не угрожают непосредственно безопасности движения поездов, а тре­буют увеличения расходов на эксплуатацию дороги.К остродефектным относятся рельсы, имеющие трещины или изломы в головке, шейке или подошве.Если рельсы при прокате имеют волосовины, закаты, плены и т. д., то они тоже приводят к расслоению и выкрашиванию металла головки. Нельзя допускать движения, когда колеса зажаты тормоз­ными колодками и идут юзом, так как могут образоваться ползуны на колесах, вызывающие удары по рельсу, приводящие к возникнове­нию поперечных трещин головки, а также полному излому рельса.Дефекты появляются в результате плохого содержания пути либо из-за недостатков технологии изготовления, а так же в результате концентрации контактно-усталостных напряжений. В головке могут образовываться внутренние трещины усталости, которые могут выходить наружу. Дефекты образующиеся в головке в результате недостатков технологии изготовления, могут вызвать появление шлаковин, газовых пузырей, флокенов.

Число дефектов в рельсах заметно растет, если есть нарушения плавности рель­совых нитей в плане и профиле, т. е. нарушения рихтовки, просадки, толчки, перекосы и т. д., а так же есть нарушения в содержании ходовых частей подвижного состава. Усталостное раз­рушение металла усиливается, если на колесах есть выщербины, пол­зуны.Главные дефекты шейки рельсов — трещины в зоне болтовых отверстий.Основными дефектами подошвы рельсов являются выколы, во­лосовины, приводящие к излому рельсов, продольные трещины, кор­розия и др.