Calea de eliberare a temperaturii

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 1 octombrie 2017; verificările necesită 6 modificări .

Creșterea de temperatură a căii ferate  este o modificare caracteristică a căii ferate în plan ca urmare a descărcării spontane a stresului termic în șinele căii ferate . Pentru un timp de aproximativ 0,2 s se formează o curbură ascuțită a șinelor (până la 0,3-0,5 m pe o lungime de 20-40 m) cu mai multe valuri în plan orizontal. Șinele capătă deformări reziduale și devin improprii pentru lucru pe drum, unele traverse se rup, piatra zdrobită din prisma de balast este aruncată. Depășirea căii este o amenințare serioasă la adresa siguranței traficului de trenuri: dacă are loc o depășire a căii, traficul trenurilor pe secțiune este închis.

Una dintre versiunile prăbușirii trenului Aurora a fost ejectarea șinei.

Motivele formării

O șină de lungime l încălzită cu Δt s-ar lungi cu λ t :

,

unde α = 11,8 10 -6 °C -1 este coeficientul de dilatare termică a oțelului.

Cu toate acestea, alungirea șinei este împiedicată de forța de frecare din plăcile cap la cap și de forțele de rezistență din suporturi. Pentru simplificarea calculelor, forțele de rezistență din suporturi sunt înlocuite cu rezistența liniară p - suma forțelor de rezistență raportate la lungimea secțiunii. În șină se formează o deformare compresivă:

,

unde PH este forța de rezistență în articulație;
E = 2,06 10 5 MPa - modulul de elasticitate al oțelului șinelor;
F este aria secțiunii șinei.

Echivalând λ t \u003d λ σ , obținem diferența de temperatură la care este depășită forța de frecare din căptușeli:

,

de aici

La capetele șinei vor apărea secțiuni mobile de lungime l t , care vor crește pe măsură ce diferența de temperatură crește, iar la mijloc șina va rămâne nemișcată. Forța care împiedică alungirea șinei:

.

Dacă deformațiile anuale de temperatură ale șinelor depășesc cele mai mari goluri structurale (21 mm pentru P50 și 23 mm pentru P65 și P75), atunci iarna golurile sunt întinse și există pericolul de forfecare a șuruburilor cap la cap, iar vara golurile sunt închise și există o presiune de capăt a șinelor una pe cealaltă. În acest caz, în șină pot apărea forțe de compresie semnificative, care, în circumstanțe nefavorabile, pot duce la o încălcare a stabilității șinei - o creștere a temperaturii.

Prevenirea

La așezarea unei șine de legătură, golurile cap la cap trebuie setate în funcție de temperatura șinelor în timpul așezării. Când se operează o cale de legătură, datorită stării de stabilitate a acesteia, este permis să nu existe mai mult de două goluri zero la rând, cu excepția cazului în care aceste goluri sunt nominale.

Într -o cale fără sudură , numai capetele genelor șinei sunt lungi sau scurte, partea de mijloc a genelor rămâne nemișcată. Tensiunea σ care apare în partea fixă ​​a șinei nu depinde de tipul și lungimea șinei.

.

O modificare a temperaturii șinei cu 1℃ determină o modificare a tensiunii cu 2,5 MPa. Pentru comparație, în timpul mișcării materialului rulant, tensiunile de tracțiune în șină ajung la 100-140 MPa, compresive - 120-160 MPa.

Genele șină fără îmbinare sunt fixate într-un anumit interval de temperatură. În funcție de condițiile de rezistență și de stabilitate a șinei, se determină tensiunile admisibile de tracțiune și compresiune și scăderile de temperatură corespunzătoare Δt p și Δt c . Scăzând din cea mai mare temperatură șină Δt p , se obține temperatura minimă de fixare, adăugând la temperatura minimă șină Δt c - temperatura maximă de fixare. Se recomandă ca fixarea să fie efectuată la o temperatură situată în treimea superioară a intervalului de temperatură calculat.

Dacă temperatura șinei în timpul prinderii diferă de cea optimă, șinul de șină este adus în regim de temperatură prin modificarea forțată a lungimii sale cu ajutorul unui întinzător hidraulic. Dacă intervalul de temperatură de fixare este mai mic de 7-10 °C sau chiar negativ, atunci funcționarea unei căi fără sudură de tip tensionat de temperatură este imposibilă fără descărcări de tensiune. Pentru aceasta se folosesc bice de egalizare, sinele in care sunt inlocuite periodic cu altele mai lungi sau mai scurte, sau dispozitive de egalizare.

Literatură

Calea ferată / T. G. Yakovleva, N. I. Karpuschenko, S. I. Klinov, N. N. Putrya, M. P. Smirnov; ed. T. G. Yakovleva. M.: Transport. 1999. 405 p.

Link -uri