รถไฟในทางรถไฟคืออะไร? ความหมาย กายวิภาคศาสตร์ และมาตรฐาน

คำจำกัดความของราง

รางเหล็กเป็น-ส่วนเหล็กรีดร้อนที่มีหน้าตัดเฉพาะ- ซึ่งประกอบด้วยหัวราง ราง และฐาน หน้าที่ของมันคือนำทางล้อรถไฟ บรรทุกสิ่งของในแนวดิ่งและด้านข้างจากรางรถไฟ และส่งแรงเหล่านั้นไปยังตู้นอนและฐานราง เป็นส่วนประกอบรับน้ำหนักที่สำคัญที่สุด-ในระบบรางรถไฟ รูปทรง ความแข็งแรง และความต้านทานต่อการสึกหรอของรางเป็นตัวกำหนดความปลอดภัยในการทำงาน คุณภาพการขับขี่ และอายุการใช้งานของรางโดยตรง

กายวิภาคของส่วนทางรถไฟ-

ส่วนตัดขวางของรางแบบธรรมดาทุกส่วน-มีสามส่วน แต่ละส่วนมีฟังก์ชันที่แตกต่างกัน:

ศีรษะ- พื้นผิวการวิ่งที่แข็งขึ้นซึ่งล้อหมุน ต้องทนทานต่อการสึกหรอ การเสียรูปของพลาสติก และความเมื่อยล้าของการสัมผัสขณะกลิ้งภายใต้แรงกดสัมผัสที่สูงมาก

เว็บ- ส่วนตรงกลางแนวตั้งที่ถ่ายเทแรงในแนวตั้งและด้านข้างระหว่างศีรษะและฐาน ความหนาจะควบคุมความสามารถในการดัดและแรงเฉือนของราง

ฐาน- หน้าแปลนด้านล่างกว้างที่กระจายโหลดไปยังหมอนผ่านระบบยึดและต้านทานการพลิกคว่ำ

การสึกหรอหรือการเสียรูปของส่วนหัวจะส่งผลต่อเสถียรภาพของรถ เพิ่มการสั่นสะเทือน และเร่งความล้าของส่วนประกอบทุกชิ้นที่อยู่ใต้ราง ตั้งแต่การยึดไปจนถึงบัลลาสต์ นั่นคือเหตุผลที่รางไม่ได้เป็นเพียงองค์ประกอบนำทางเท่านั้น แต่ยังเป็นสมาชิกโครงสร้างที่โต้ตอบโดยตรงกับล้อ ตัวยึด สลีปเปอร์ และเกรดย่อย

รางรับน้ำหนักอย่างไร

ที่ส่วนต่อประสานรางล้อ- ความเค้นจากการสัมผัสอาจเกินหลายร้อยเมกะปาสคาลในบริการปกติ รางจะต้องรับแรงเค้นที่เข้มข้นเหล่านี้ซ้ำๆ ทุกครั้งที่ล้อผ่านไป เป็นเวลาหลายล้านรอบ หากความแข็งแรงของวัสดุหรือโครงสร้างจุลภาคไม่เพียงพอ ผลที่ตามมาคือการสึกหรอของส่วนหัว การเสียรูปของพลาสติก การลอน หรือการแตกร้าวเมื่อยล้า ซึ่งทั้งหมดนี้เพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาและความเสี่ยงด้านความปลอดภัย เพื่อป้องกันสิ่งนี้ รางเหล็กจึงมีระดับคาร์บอนและแมงกานีสที่ควบคุมได้ และรางสมัยใหม่มักถูกทำให้แข็ง-หรือผลิตขึ้นโดยมีการควบคุมความเย็นเพื่อปรับปรุงความแข็งและความต้านทานต่อความเมื่อยล้า

มาตรฐานรางและเกรดเหล็ก

รางถูกผลิตขึ้นเพื่อให้มีความคลาดเคลื่อนของมิติที่แคบและข้อกำหนดด้านคุณสมบัติทางกลที่เข้มงวดภายใต้มาตรฐานสากลหลัก ตารางด้านล่างสรุปมาตรฐานหลักและเกรดทั่วไป

มาตรฐาน	ส่วนที่เป็นตัวแทน	เกรดทั่วไป
EN 13674-1 (ยุโรป)	46E1, 50E2, 54E1, 60E1, 60E2	R200, R260, R260Mn, R320Cr, R350HT, R350LHT, R370CrHT
UIC 860 (ต่างประเทศแบบเดิม)	UIC54, UIC60	700, 900A, 900B
AREMA (อเมริกาเหนือ)	115RE, 136RE	คาร์บอนมาตรฐาน หัว-ชุบแข็ง
ASCE (อเมริกาเหนือ, เบา)	ASCE60, ASCE85	ส่วนเหล็กคาร์บอน
GB/T 2585 (จีน)	50 กก./ม., 60 กก./ม., 75 กก./ม	U71Mn, U75V
TB/T 2344 (รถไฟจีน)	50 กก./ม., 60 กก./ม., 75 กก./ม	U71Mn, U75V, U77MnCr, U78CrV
GB 11264 (รถไฟฟ้ารางเบาของจีน)	8-30 กก./ม	Q235, 55Q, 50ล้าน
GB/T 3426 (รางเครนจีน)	QU70-QU120	U71ม
JIS E 1101 (ญี่ปุ่น)	50N, 60N	เกรดเทียบเท่า รวมถึงเกรด Bainitic

สำหรับสายลากจูง-ความเร็วสูงและหนัก- เกรดชุบแข็ง เช่น R350HT หรือ 900A จะถูกเลือกเพื่อให้มีความแข็งสูงขึ้นและอายุการใช้งานยาวนานขึ้น สำหรับรันเวย์เครนและสายส่งทางอุตสาหกรรม เกรดต่างๆ เช่น U75V และ U71Mn ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการทนต่อแรงกระแทกในแนวดิ่งที่รุนแรงและการรับน้ำหนักด้านข้าง

องค์ประกอบเหล็กรางทั่วไป

ระดับ	มาตรฐาน/ภูมิภาค	องค์ประกอบทั่วไป (wt%)
R260	EN 13674-1 (ยุโรป)	C 0.62-0.80, Mn 0.70-1.20, ศรี 0.15-0.58
R350HT	EN 13674-1 (ยุโรป)	C 0.75-0.85, Mn 0.80-1.20, Cr 0.20-0.50
เกรด 260	AREMA (อเมริกาเหนือ)	C ~0.74-0.84, Mn ~0.80-1.20
U71ม	GB/T 2585 (จีน)	C 0.65-0.77, Mn 1.10-1.40, Si 0.15-0.35
U75V	GB/T 2585 (จีน)	C 0.67-0.77, Mn 0.70-1.00, V 0.04-0.12

รางและระบบรางแบบสมบูรณ์

รางเพียงอย่างเดียวไม่สามารถยึดรางไว้ด้วยกันได้ รางถูกยึดไว้ในตำแหน่งโดยระบบยึด - แผ่นฐาน คลิปยางยืด แผ่นราง และสกรู - ซึ่งช่วยรักษาเกจ ควบคุมการสั่นสะเทือน และกระจายโหลดไปยังหมอนรองและฐาน นี่คือเหตุผลว่าทำไมจึงควรวางแผนการจ่ายรางและการจ่ายการยึดร่วมกัน: ส่วนรางจะกำหนดรูปทรงของการยึด และความแข็งในการยึดจะกำหนดว่ารางจะขนส่งการจราจรอย่างไร สำหรับโครงการระดับนานาชาติ รางสามารถจัดหาได้ตามมาตรฐานหลายมาตรฐานในคราวเดียว และดำเนินการด้วยการตัด การเจาะ และการเตรียมขั้นสุดท้ายเพื่อเร่งการติดตั้งที่ไซต์งาน

คำถามที่พบบ่อย

1. คำจำกัดความพื้นฐานของระบบรางในวิศวกรรมการรถไฟคืออะไร?

รางเป็นชิ้นส่วนเหล็กรีดร้อน-ที่มีหัว ราง และฐานที่ใช้ควบคุมล้อรถไฟ บรรทุกสิ่งของในแนวตั้งและด้านข้าง และส่งไปยังตู้นอนและฐานราง

2. ส่วนตัดขวางของราง-มีสามส่วนอะไรบ้าง

ส่วนหัว (พื้นผิวสำหรับวิ่งของล้อ), ราง (ส่งแรงในแนวตั้ง) และฐาน (กระจายน้ำหนักไปยังหมอนรองผ่านระบบยึด)

3. ฉันควรใช้มาตรฐานรางใดสำหรับโครงการในยุโรป

EN 13674-1 ครอบคลุมถึงรางสำหรับสายหลักและการใช้งานหนักในยุโรป โดยมีการกำหนดโปรไฟล์ เช่น 60E1 และตัวเลือกเกรดตั้งแต่ R200 ถึง R350HT และ R370CrHT

4. ราง 60E1 และ 60 กก./ม. ต่างกันอย่างไร?

ทั้งสองมีมวลรางเท่ากันโดยประมาณ แต่ 60E1 คือการกำหนดโปรไฟล์ EN โดยมีรูปทรงของส่วนหัว ราง และฐานที่กำหนดไว้ ในขณะที่ "60 กก./ม." คือการกำหนดน้ำหนักระบุ GB โปรไฟล์ทั้งสองมีรูปทรงไม่เหมือนกันและไม่สามารถใช้แทนกันได้หากไม่ได้ตรวจสอบรูปวาด

5. เหตุใดจึงใช้เกรดรางชุบแข็งกับสายลากจูงหนัก-

เกรดชุบแข็ง เช่น R350HT มีความแข็งของส่วนหัวสูงกว่า ซึ่งทนทานต่อการสึกหรอและความเหนื่อยล้าจากการสัมผัสขณะกลิ้งบนทางโค้งและภายใต้ภาระหนักของเพลา ช่วยเพิ่มระยะเวลาระหว่างการเปลี่ยนรางใหม่

6. ส่วนรางเดียวกันสามารถจ่ายให้กับมาตรฐานที่แตกต่างกันได้หรือไม่?

ส่วนที่ตรงกันในเรขาคณิตสามารถรีดให้เป็นไปตามข้อกำหนดทางเคมีและคุณสมบัติมาตรฐานที่แตกต่างกัน ซัพพลายเออร์เสนอราคามาตรฐานที่ตรงกับโครงการ และการตัดเฉือน เช่น การเจาะและการเตรียมปลายจะดำเนินการกับแบบราง