Рельсы: назначение предъявляемые требования типы, профили

Назначение рельсов
Направлять колеса подвижного состава
Воспринимать, упруго перерабатывать и передавать нагрузки от подвижного состава на подрельсовое основание
Выполнять функцию проводников электрического тока на участках оборудованных автоблокировкой и электрической тягой

Требования предъявляемые к рельсам
Прочность
Достаточные моменты инерции и моменты сопротивления, чтобы возникающие в них напряжения кручения и изгиба не превышали допустимых значений
Долговечность
Рельсовая сталь должна обладать высокой твердостью, износостойкостью и вязкостью
Высокая контактно-усталостная прочность

Поперечный профиль рельса
Шейка рельса
Головка рельса
Подошва рельса
Ось болтовых отверстий

Анализ элементов поперечного профиля рельсов
1. Поверхность катания головки рельса

2. Сопряжение поверхности катания с боковыми гранями

3.Сопряжение боковой грани головки с нижней гранью

4.Сопряжение нижней грани головки с шейкой

5. Очертание шейки рельсов

6.Сопряжение шейки с верхней гранью подошвы.
Сопряжение верхней и нижней поверхностей с вертикальными гранями подошвы.

Характеристика рельса в целом
1.Вес рельса
эмпирическая зависимость веса рельса q от статической нагрузки P на ось локомотива (1933 г.):
- осредненная зависимость между весом рельса q и скоростью движения поездов V:
зависимость веса рельса q от грузонапряженности Г (формула В.Я.Шульги):

- вес рельса q в зависимости от статической нагрузки на ось локомотива P и скорости движения поездов

2. Ширина головки рельса

3. Высота рельсов

4. Длина рельсов
а) Условия заводского изготовления – 60 – 100 м;
б) Условия транспортировки – до 800 м;
в) Условия текущего содержания – 12,5 – 25 м;
г) Климатические условия:
- нормальные;
- длинные;
- бесстыковые плети.

Состав рельсовой стали
Полезные элементы
Углерод (С) – общая прочность рельсов при изгибе, твердость и износостойкость
Марганец (Mn) – увеличивает твердость, износостойкость и вязкость рельсовой стали
Кремний (Si) – твердость и износостойкость
Вредные примеси
Фосфор (Р) – повышает хрупкость рельсов при низких температурах
Сера (S) – повышает красноломкость рельсов (при прокате рельсов образуются трещины)
Микролегирующие и модифицирующие добавки
Ванадий (V), титан (Ti) и цирконий (Zr) – улучшают структуру и качество стали