Рельсы

Рельсы железнодорожные: типы, профили и технические параметры

Рельсы основной элемент верхнего строения пути (ВСП), воспринимающий нагрузки от подвижного состава и передающий их на подрельсовое основание. Классификация рельсов ведётся по типу профиля (Р50, Р65, Р75), категории качества (нетермоупрочнённые, термоупрочнённые, дифференцированно-закалённые) и марке стали. Для магистральных линий с грузонапряжённостью свыше 50 млн ткм/км в год применяют рельсы категории ДТ350 (дифференцированно-термоупрочнённые) с твёрдостью головки не менее 350 HB. На путях промышленного транспорта и подъездных путях предприятий используют рельсы Р50 и Р65 без термообработки.

Конструктивные особенности и геометрия профиля

Поперечное сечение рельса включает головку, шейку и подошву. Основные геометрические параметры: высота профиля, ширина головки, толщина шейки и ширина подошвы. Для рельса Р65 высота составляет 180 мм, ширина головки 75 мм, толщина шейки 18 мм. Допуски на размеры регламентируются ГОСТ Р 51685-2013. Кривизна рельса в вертикальной и горизонтальной плоскостях не должна превышать 0,5 мм на 1 м длины. Концы рельсов обрабатываются под болтовые отверстия диаметром от 24 до 36 мм в зависимости от типа скреплений.

Марки стали и механические свойства

Для производства рельсов применяются стали марок М76, М76Т, К76Ф, Э76Ф, К90А, Э90А. Химический состав контролируется по содержанию углерода (от 0,71 до 0,82%), марганца (от 0,75 до 1,05%), кремния (от 0,25 до 0,60%). Термоупрочнённые рельсы проходят объёмную закалку в масле или дифференцированную закалку головки с отпуском. Временное сопротивление разрыву для термоупрочнённых рельсов составляет не менее 1180 МПа, относительное удлинение не менее 6%. Твёрдость по Бринеллю на поверхности катания головки от 341 до 401 HB.

Области применения по типам рельсов

• Р50 пути промышленного транспорта, подъездные пути, станционные и сортировочные парки, крановые пути.
• Р65 магистральные линии общего пользования, скоростные участки (до 250 км/ч), высоконагруженные участки с грузонапряжённостью от 25 до 80 млн ткм/км в год.
• Р75 участки с особо интенсивным движением (свыше 80 млн ткм/км в год), кривые малого радиуса (менее 350 м), мосты и тоннели.
• Термоупрочнённые рельсы бесстыковой путь, участки с повышенными требованиями к износостойкости и контактной выносливости.
• Рельсы для метрополитена профиль Р50 с дополнительными требованиями по прямолинейности и качеству поверхности.

Условия эксплуатации и критерии выбора

Выбор типа рельса определяется осевой нагрузкой (от 230 до 270 кН для магистралей), скоростью движения (до 350 км/ч на ВСМ), радиусом кривых (от 200 до 4000 м) и климатическими условиями (от 60 до +60 C). Для кривых радиусом менее 650 м применяют рельсы с повышенной твёрдостью головки (не менее 370 HB) для снижения бокового износа. На участках с электротягой постоянного тока рельсы выполняют функцию обратного токопровода, поэтому сопротивление стыкового соединения не должно превышать сопротивление цельного рельса длиной 1 м.

Вопросы и ответы