Что такое рельсы в физике

28.10.202325.04.2022 admin 0 Comments

Рельсы

Рельсы (от мн. ч. англ. rails — от лат. regula — прямая палка) — стальные балки специального сечения, укладываемые на шпалах или других опорах для образования, как правило, двухниточного пути, по которому перемещается подвижной состав железнодорожного транспорта, городских железных дорог, специализированный состав в шахтах, карьерах, крановое оборудование.

Рельсы для железнодорожного транспорта изготавливаются из углеродистой стали. Наиболее распростанены в СССР и странах СНГ рельсы следующих типов: Р50, Р65, Р75. Цифра в обозначении примерно соответствует весу одного погонного метра рельса в килограммах. Длина стандартного железнодорожного рельса, производимого рельсопрокатными заводами в России, составляет 12,5, 25 или 50 метров.

Содержание

Виды рельсов

Источники

Ссылки

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Рельсы» в других словарях:

РЕЛЬСЫ — (английское rails, множественное число от rail рельс, от латинского regula прямая палка), полосы с характерным профилем (скругленная головка или желоб), один из основных элементов железнодорожного пути. Выпускаются рельсы из легированной стали… … Современная энциклопедия

РЕЛЬСЫ — (англ. rele). Железные полосы, на протяжении железной дороги, по которым движутся колеса локомотивов и вагонов. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. РЕЛЬСЫ англ. rails, составлено из англо сакс. raegel,… … Словарь иностранных слов русского языка

РЕЛЬСЫ — (англ. rails мн. ч. от rail рельс, от лат. regula прямая палка), стальные балки специального сечения, укладываемые на верхнее строение пути для движения железнодорожного или городского подвижного состава (поездов, дрезин, трамваев), передвижения… … Большой Энциклопедический словарь

Рельсы — Рельсы, по которым непосредственно движутся колеса железнодорожногопоезда разделяются, в зависимости от формы их поперечного сечения. насимметрические (или двухголовчатые, употребляемые преимущественно наанглийских железных дорогах), желобчатые… … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

рельсы — См. трамвай В. В. Виноградов. История слов, 2010 … История слов

рельсы — стальные балки специального профиля (с выпуклой, округлённой головкой, иногда с жёлобом, и с плоской подошвой для опоры на шпалы); один из основных элементов железнодорожного пути. Два параллельно расположенных рельса образуют рельсовый путь, по… … Энциклопедия техники

Рельсы — [rails] фасонные профили отраслевого назначения с тремя основными элементами: головкой, шейкой и подошвой. Прокатные рельсы многочисленных типоразмеров, разного применения и профиля: нормальные железнодорожные, для стрелочных остряков, трамвайные … Энциклопедический словарь по металлургии

рельсы — (англ. rails, мн. ч. от rail рельс, от лат. regula прямая палка), стальные балки специального сечения, укладываемые на верхнее строение пути для движения железнодорожного или городского подвижного состава (поездов, дрезин, трамваев),… … Энциклопедический словарь

РЕЛЬСЫ — Сойти с рельсов. Разг. Неодобр. Нарушая обычный образ жизни, загулять, запить. ФСРЯ, 445; ФМ 2002, 383. Соскочить с рельсов. Прост. Временно утратить привычный, установившийся порядок, ход жизни, режим работы. Ф 2, 175. Вставать/ встать… … Большой словарь русских поговорок

Рельсы — Р. (см. Железные дороги), по которым непосредственно движутся колеса железнодорожного поезда разделяются, в зависимости от формы их поперечного сечения, на симметрические (или двухголовчатые, употребляемые преимущественно на английских железных… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Источник

Рельс

Рельсы — это стальные профилированные прокатные изделия в виде полос, это элементы верхнего строения пути, уложенные на опоры и скрепленные с ними и между собой, образуют рельсовую колею, непосредственно воспринимают давление колёс подвижного состава

Рельсы предназначены для движения подвижного состава железных дорог и метрополитена, трамвая, локомотивов, вагонеток рудничного транспорта и монорельсовых дорог крановых тележек, подъёмных кранов и др. передвижных, поворотных и вращающихся конструкций.

В новом ГОСТе введен специальный рельс Р65К для укладки в наружные рельсовые нити кривых участков пути. Основное их отличие заключается в очертаниях головки. Боковые грани ее в верхней части имеют уклон 3,5:10, что уменьшает интенсивность бокового износа рельсов. К рельсам предъявляется ряд требований:

Готовые рельсы на заводе подлежат приемке, сплошному дефектоскопированию и клеймению.

На шейке вдоль оси каждого рельса (на той же стороне, где выкатаны выпуклые знаки) наносятся в горячем состоянии номер плавки в 2-б местах по длине рельса на расстоянии не менее 1,0 м от его концов (номер плавки рельсов 1 группы должен начинаться с буквы П); обозначение порядкового номера рельса.

Клейма, наносимые на шейку горячего рельса, должны быть высотой 12 мм и углублены в тело на 0,8…1,5 мм. Расстояние между знаками должно быть 20…40 мм.

По мере наработки тоннажа в процессе эксплуатации в рельсах накапливаются различные повреждения, деформации, усталостные дефекты и т. д.

Современные требования российских железных дорог к рельсам В настоящее время рельсы и колеса для подвижного состава железнодорожного транспорта изготавливаются из высокоуглеродистых перлитных сталей одного и того же класса с близким химическим составом частично на одном и том же, или на близких друг к другу металлургических предприятиях. Подавляющее большинство рельсов и колес в процессе эксплуатации выходят из строя преимущественно из-за контактной усталости, износа, смятия и обычной усталости.

В результате многолетней работы проводимой ОАО «РЖД» по отношению к металлургическим предприятиям производящим рельсы и колеса, качество последних неуклонно повышается. В последние годы практически завершена реконструкция сталеплавильного производства на Нижнетагильском металлургическом комбинате и активно проводится модернизация производства на Новокузнецком металлургическом комбинате. Это позволило обоим предприятиям начиная с 2003 года полностью перейти на выпуск рельсов нового поколения по качеству стали, которая имеет отличия от рельсовой стали конца 90-х годов по следующим показателям:

Пять лет работы по ГОСТ Р 51685-2000 показали, что оба металлургических комбината успешно освоили выпуск рельсов категории Т1, а так же промежуточных между Т1 и В рельсов повышенной прямолинейности для скоростного совмещенного движения (СС), низкотемпературной надежности (НК и НЭ), а так же повышенной износостойкости и контактной выносливости (ИЭ и ИК), выпускаемых по специальным техническим условиям.

Однако, несмотря на достигнутые успехи, сравнение качества российских рельсов производства НТМК и НКМК с зарубежными образцами, показывает лидерство зарубежных образцов. Проведенные исследования показали, что 80%-ный ресурс наиболее представительных партий отечественного производства был равен 500 млн т пропущенного груза брутто. В этих же условиях эксплуатации, рельсы производства Японии и Франции показали ресурс 1000 млн.т груза брутто.

Общая ежегодная потребность в рельсах для сети железных дорог РФ составляет по оценкам около 600 тысяч тонн, а ежегодная потребность в рельсах категории В составляет около 400 тысяч тонн. Потребность в железнодорожных рельсах длиной 50 м и более составляет 90 % от общего объема поставок. В 2004 г. из общего объема усиленного капитального ремонта (3870 км) 3400 км (88 %) относилось к бесстыковому пути, где экономически целесообразнее укладывать рельсы длиной 50 м и более.

Реализация всех намеченных металлургами и железнодорожниками планов позволит довести ресурс рельсов до 1000—1500 млн.т груза в прямых и до 300—700 млн.т в кривых участках пути.

Рельсы являются главнейшим элементом верхнего строения пути. Они предназначены:

В настоящем стандарте применяют следующий термин с соответствующим определением: «Рельсы промышленные рельсы, имеющие потребительские качества, удовлетворяющие условиям эксплуатации на железнодорожных технологических путях предприятий и организаций различных отраслей народного хозяйства».

Стандартными и общепринятыми рельсами на всех дорогах мира являются рельсы широкоподошвенные.

Широкоподошвенный рельс состоит из трёх основных частей:

Рельсы являются главнейшим элементом верхнего строения пути. Они предназначены:

Типы рельсов

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 12,5-метровых, а для бесстыкового пути — ещё 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. Маркировка новых рельсов. Все новые рельсы маркируются на заводах, что обеспечивает контроль за качеством рельсов при их изготовлении и эксплуатации.

Заводская маркировка рельсов делается постоянной (клеймение) и временной (красками).

На одной стороне, на средней линии шейки вдоль каждого рельса выкатываются выпуклые (не менее 1 мм) с плавным переходом к поверхности шейки цифры и буквы высотой от 30 до 40 мм в следующем порядке:

На шейке вдоль оси каждого рельса (на той же стороне, где вы катаны выпуклые знаки) наносятся в горячем состоянии номер планки в 2—б местах по длине рельса на расстоянии не менее 1,0 м от его концов (номер плавки рельсов 1 группы должен начинаться с буквы П); обозначение порядкового номера рельса.

Клейма, наносимые на шейку горячего рельса, должны быть вы сотой 12 мм и углублены в тело на 0,8…1,5 мм. Расстояние между знаками должно быть 20…40 мм. По окончании отделки рельсов на один торец рельса клеймением наносят:

Для указания особенностей каждого рельса делают дополнительную маркировку рельсов красками.

На принятые рельсы 1 сорта наносится маркировка обводкой приёмочных клейм по контуру головки несмываемой краской: голубого цвета у рельсов группы 1; белого цвета у рельсов группы II.

Рельсы I класса обозначаются в верхней четверти рельса поперечной полосой фисташкового цвета, II класса — поперечной желтой полосой.

На рельсах дополнительно указывается закалка. Вдоль «сырого» рельса на головке на расстоянии около 0,5 м от торца наносится полоса шириной около 20 мм голубого (рельсы I группы) или белого (рельсы II группы) цвета.

Рельсы I сорта в торце имеют закрашенную половину шейки и нижнюю часть подошвы красным («сырой» рельс) или зеленым («закаленный» рельс).

На обоих торцах головки рельсов, не соответствующих требованиям стандарта, выбивается по три керна, а торцы их закрашиваются тёмно- синей несмываемой краской.

Маркировка снимаемых с пути старогодных рельсов делается светлой краской на шейке рельса, обращенной внутрь колеи, на расстоянии около 1 м от левого стыка или торца (при нахождении человека внутри колеи лицом к маркируемому рельсу). Зимой может производиться временная маркировка мелом с последующим её возобновлением масляной краской. Маркировка состоит из знаков, определяющих группу годности рельсов. Рельсы I группы отмечаются одной вертикальной линией, группы II двумя линиями, III группы — тремя линиями, группы IV — тремя косыми крестами. На рельсах, подлежащих ремонту перед повторной укладкой в путь, дополнительно ставится знак тире и буква Р.

Примеры условного обозначения рельсов:

Рельсы изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

Рельсы изготовляют из спокойной стали мартеновского, конверторного или электропечного производства.

Источник

Рельсы

(англ. rails, множественное число от rail — рельс, от лат. regula — прямая палка, брусок, планка)

стальные профилированные прокатные изделия в виде полос; предназначены для движения подвижного состава железных дорог и метрополитена, трамвая, локомотивов и вагонеток рудничного транспорта и монорельсовых дорог, крановых тележек, подъёмных кранов и др. передвижных, поворотных и вращающихся конструкций.

Первые металлические Р. были изготовлены в Великобритании в 1767. В России чугунные Р. для рудничных и заводских путей применены в 1788 (Александровский пушечный завод в Петрозаводске). Со 2-й половины 19 в. начали распространяться катаные стальные Р. (в России изготовлялись на Путиловском и др. заводах). Предприятия современного прокатного производства выпускают Р. из специальной рельсовой стали, химический состав которой определён государственым стандартом.

Железнодорожные Р. — элементы верхнего строения пути (См. Верхнее строение пути), уложенные на опоры и скрепленные с ними и между собой, образуют рельсовую колею (См. Рельсовая колея), непосредственно воспринимают давление колёс подвижного состава. В СССР приняты 4 типа Р. — Р43, Р50, Р65 и Р75 (по округлённой массе 1 м). Профиль Р. (рис.) сходен с двутавром, размеры регламентированы государственными стандартами. Выбор типа Р. зависит от грузонапряженности пути. С середины 50-х гг. выпускают Р. длиной 12,5 м; с начала 70-х гг. осуществляется переход на Р. длиной 25 м. Для укладки в кривых участках пути производят укороченные Р. Основные сведения о Р. фиксируют на каждой прокатанной полосе маркировкой. Ж.-д. Р., изготовляемые за рубежом, несколько отличаются от выпускаемых в СССР; сечение профиля в основном также сходное с двутавровым.

Трамвайные Р. производятся аналогично ж.-д., но имеют обычно желобчатый профиль, отличаются большей высотой и площадью поперечного сечения. Выпускают Р. длиной 15—18 м; при укладке их обычно сваривают.

Для рудничного транспорта, передвижных подъёмных кранов и их механизмов, поворотных и вращающихся конструкций и агрегатов и т. п. используют Р. более лёгкие, чем для ж.-д. подвижного состава, в некоторых случаях — специального профиля.

Лит.: Шахунянц Г. М., Железнодорожный путь, М., 1969: Чернышев М. А., Железнодорожный путь, М., 1974.

Профиль стандартного железнодорожного рельса: H — высота; B — ширина подошвы; f — высота подошвы; t — толщина подошвы; h — высота головки; Б_н — ширина головки по низу; Б_в — ширина головки по верху; l — минимальная толщина шейки.

Источник

Что такое рельсы в физике

Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит, что между ней и телом нет трения. Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.

Чаще при слове «трение» нам приходит в голову его «тёмная» сторона — из-за трения скрипят и прекращают качаться качели, изнашиваются детали машин. Но представьте, что вы стоите на идеально гладкой поверхности, и вам надо идти или бежать. Вот тут трение бы, несомненно, пригодилось. Без него вы не сможете сделать ни шагу, ведь между ботинком и поверхностью нет сцепления, и вам не от чего оттолкнуться, чтобы двигаться вперёд.

Трение — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел.
Сила трения — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.

Основная особенность: сила трения приложена к обоим телам, поверхности которых соприкасаются, и направлена в сторону, противоположную мгновенной скорости движения тел друг относительно друга. Поэтому тела, свободно скользящие по какой-либо горизонтальной поверхности, в конце концов остановятся. Чтобы тело двигалось по горизонтальной поверхности без торможения, к нему надо прикладывать усилие, противоположное и хотя бы равное силе трения. В этом заключается суть силы трения.

Откуда берётся трение

Трение возникает по двум причинам:

Виды силы трения

В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение. В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.

Сила трения покоя

Рассмотрим силу трения покоя подробнее.

Обычная ситуация: на кухне имеется холодильник, его нужно переставить на другое место.

Когда никто не пытается двигать холодильник, стоящий на горизонтальном полу, трения между ним и полом нет. Но как только его начинают толкать, коварная сила трения покоя тут же возникает и полностью компенсирует усилие. Причина её возникновения — те самые неровности соприкасающихся поверхностей, которые деформируясь, препятствуют движению холодильника. Поднатужились, увеличили силу, приложенную к холодильнику, но он не поддался и остался на месте. Это означает, что сила трения покоя возрастает вместе с увеличением внешнего воздействия, оставаясь равной по модулю приложенной силе, ведь увеличиваются деформации неровностей.

Пока силы равны, холодильник остаётся на месте:

Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется силой трения покоя

Сила трения скольжения

Что же делать с холодильником и можно ли победить силу трения покоя? Не будет же она расти до бесконечности?

Зовём на помощь друга, и вдвоём уже удаётся передвинуть холодильник. Получается, чтобы тело двигалось, нужно приложить силу, большую, чем самая большая сила трения покоя:

Теперь на движущийся холодильник действует сила трения скольжения. Она возникает при относительном движении контактирующих твёрдых тел.

Итак, сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения — Fтр. пок. макс И если приложенная сила больше, чем Fтр. пок. макс, то у холодильника появляется шанс сдвинуться с места.

Теперь, после начала движения, можно прекратить наращивать усилие и ещё одного друга можно не звать. Чтобы холодильник продолжал двигаться равномерно, достаточно прикладывать силу, равную силе трения скольжения:

Как рассчитать и измерить силу трения

Чтобы понять, как измеряется сила трения, нужно понять, какие факторы влияют на величину силы трения. Почему так трудно двигать холодильник?

Самое очевидное — его масса играет первостепенную роль. Можно вытащить из него все продукты и тем самым уменьшить его массу, и, следовательно, силу давления холодильника на опору (пол). Пустой холодильник сдвинуть с места гораздо легче!
Следовательно, чем меньше сила нормального давления тела на поверхность опоры, тем меньше и сила трения. Опора действует на тело с точно такой же силой, что и тело на опору, только направленной в противоположную сторону.

Сила реакции опоры обозначается N. Можно сделать вывод

Второй фактор, влияющий на величину силы трения, — материал и степень обработки соприкасающихся поверхностей. Так, двигать холодильник по бетонному полу гораздо тяжелее, чем по ламинату. Зависимость силы трения от рода и качества обработки материала обеих соприкасающихся поверхностей выражают через коэффициент трения.

Коэффициент трения обозначается буквой μ (греческая буква «мю»). Коэффициент определяется отношением силы трения к силе нормального давления.

Он чаще всего попадает в интервал от нуля до единицы, не имеет размерности и определяется экспериментально.

Можно предположить, что сила трения зависит также от площади соприкасающихся поверхностей. Однако, положив холодильник набок, мы не облегчим себе задачу.

Ещё Леонардо да Винчи экспериментально доказал, что сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей при прочих равных условиях.

Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта.

Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:

где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.

Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела:

Сила трения качения

Ещё древние строители заметили, что если тяжёлый предмет водрузить на колёсики, то сдвинуть с места и затем катить его будет гораздо легче, чем тянуть волоком. Вот бы пригодилась эта древняя мудрость, когда мы тянули холодильник! Однако всё равно нужно толкать или тянуть тело, чтобы оно не остановилось. Значит, на него действует сила трения качения. Это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.

Причина трения качения — деформация катка и опорной поверхности. Сила трения качения может быть в сотни раз меньше силы трения скольжения при той же силе давления на поверхность. Примерами уменьшения силы трения за счёт подмены трения скольжения на трение качения служат такие приспособления, как подшипники, колёсики у чемоданов и сумок, ролики на прокатных станах.

Направление силы трения

Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.

Бывают ситуации, когда сила трения не препятствует движению, а совсем наоборот.

Представьте, что на ленте транспортёра лежит чемодан. Лента трогается с места, и чемодан движется вместе с ней. Сила трения между лентой и чемоданом оказалась достаточной, чтобы преодолеть инерцию чемодана, и эти тела движутся как одно целое. На чемодан действует сила трения покоя, возникающая при взаимодействии соприкасающихся поверхностей, которая направлена по ходу движения ленты транспортёра.

Если бы лента была абсолютно гладкой, то чемодан начал бы скользить по ней, стремясь сохранить своё состояние покоя. Напомним, что это явление называется инерцией.

Сила трения покоя, помогающая нам ходить и бегать, также направлена не против движения, а вперёд по ходу перемещения. При повороте же автомобиля сила трения покоя и вовсе направлена к центру окружности.

Для того чтобы понять, как направлена сила трения покоя, нужно предположить, в каком направлении стало бы двигаться тело, будь поверхность идеально гладкой. Сила трения покоя в этом случае будет направлена как раз в противоположную сторону. Пример, лестница у стены.