3.2. Рельсы
Назначение рельсов — создать поверхности с наименьшими сопротивлениями для качения колёс подвижного состава, непосредственно воспринимать и упруго передавать воздействие силы от колёс на опоры (шпалы, брусья) и направлять в движении колёса подвижного состава. На участках с автоблокировкой рельсовые нити служат проводниками сигнального тока, а на участках с электрической тягой — обратного тягового тока.
Тип современных рельсов обозначают буквой Р и числом, округленно равным массе 1 м рельса. Например, рельс, 1 м которого имеет массу 64,72 кг, обозначается Р65.
Поверхность катания головки рельсов для центральности передачи давления имеет выпуклое криволинейное очертание. Средняя часть головки прокатывается по радиусу 500 мм, переходящему в радиус 80 мм и затем в радиус 15 мм. Боковые грани головки делают наклонными 1:20, а нижние грани головки и верхнюю поверхность подошвы рельса — 1:4, как и опорные поверхности стыковых накладок. При затяжке болтов накладки входят как клин в пазуху рельса, распирая головку и подошву.
Нижняя грань головки сопрягается с шейкой рельса двумя радиусами — верхним 5 мм у рельсов Р50 и 7 мм у рельсов Р65 и Р75 и нижним соответственно 12,15 и 17 мм, с тем чтобы местные подголовочные напряжения (при переходе от широкой головки к тонкой шейке) были, возможно, меньшими. Боковые грани шейки рельсов Р50, Р65 и Р75 имеют криволинейное очертание по радиусам соответственно 350, 400 и 450 мм. Шейка с подошвой сопрягается по радиусу большему, чем с головкой (20 мм у рельсов Р50 и 25 мм у Р75 и Р65).
Таблица 3.2.1.
Основные параметры рельсов различных типов
Показатель |
Тип рельса |
Схема профиля |
|||
Р75 |
Р65 |
Р50 |
|||
Площадь поперечного сечения, см2 |
95,06 |
82,56 |
65,93 |
||
Масса рельса длиной 1м, кг |
74,41 |
64,72 |
51,67 |
||
Масса рельса длиной 25м с отверстиями на концах, кг |
1859,38 |
1616,0 |
1280,0 |
||
Высота, мм |
|
|
|
||
общая H |
192 |
180 |
152 |
||
головки |
55 |
45 |
42 |
||
шейки |
105 |
105 |
83 |
||
подошвы |
32 |
30 |
27 |
||
Ширина головки поверху на уровне 13мм от поверхности катания B1, мм |
72 |
71 |
70 |
||
Ширина подошвы B, мм |
150 |
150 |
132 |
Основным отличием профилей рельса Р75 от прежних является то, что размеры его стыковой пазухи и ширина подошвы - такие же, как у Р65. Это позволяет иметь одинаковые стыковые и промежуточные скрепления для рельсов обоих типов.
Основные сведения о стандартных рельсах приведены в таблице 3.2.1., длина рельсов по действующему стандарту равна 25 м. На сети дорог завершен переход к рельсам длиной 25 м не только прокатом новых на заводе, но и сваркой старогодных рельсов по длине 25 м. Рельсы прежней стандартной длины 12,5 м используют только как уравнительные на бесстыковом пути, при укладке стрелочных переводов и как инвентарные при сборке путевой решётки с железобетонными шпалами с последующей заменой их бесстыковыми 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 при 12,5-метровых, а для бесстыкового пути — еще и 12,38 м.
Вновь выпускаемые рельсы имеют круглые отверстия для болтов. Такая их форма выбрана по условиям увеличения прочности рельсов и упрощения технологии изготовления. Болтовые отверстия на концах рельсов просверливают перпендикулярно к вертикальной продольной плоскости рельсов; заусенцы и наплывы металла у болтовых отверстий и на торцах рельсов удаляют зачисткой. Предусмотрено снятие фаски глубиной 1...1,5 мм на кромках болтовых отверстий и по нижним кромкам головки рельсов.
Концы рельсов должны быть отфрезерованы перпендикулярно продольной оси рельса; перекос торцов не должен быть более 1,0 мм при измерении в любом направлении. Расстояние от торца рельса до первого отверстия у рельсов Р75 и Р65 равно 96 мм, между осями первого и второго отверстия — 220 мм и от оси второго до оси третьего — 130 мм; у рельсов Р50 эти расстояния составляют соответственно 66, 150 и 140 мм. Все эти расстояния имеют допуски +1 мм.
Поперечные профили рельсов типов Р50, Р65 и Р75 приведены на рис. 3.2.1, 3.2.2. и 3.2.3. соответственно.
Рис. 3.2.1. Поперечный профиль рельса марки Р50.
Рис. 3.2.2. Поперечный профиль рельса марки Р65.
Рис. 3.2.3. Поперечный профиль рельса марки Р75.