در زیرساخت های راه آهن مدرن، حفظ ثبات طولی مسیر برای تضمین ایمنی عملیاتی و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری حیاتی است. در میان پیکربندیهای استاندارد مسیر در آمریکای شمالی و بینالمللی،ریل 115REجفت شده با سازگارلنگرهای ریلی 115 پوندییک استاندارد به طور گسترده پذیرفته شده برای خطوط حمل و نقل متوسط تا{1}سنگین-، شبکه های حمل و نقل، و مسیرهای صنعتی.
این مقاله فنی رابطه ابعادی بین ریل 115RE و لنگرهای ریل 115 پوندی، عملکردهای عملیاتی آنها، طبقه بندی تحت دستورالعمل های AREMA و ملاحظات نصب را مورد بحث قرار می دهد.
1. ابعاد و مشخصات ریل 115RE
"115 RE"تعریف یک بخش ریلی خاص را نشان میدهد که توسط انجمن مهندسی راهآهن و تعمیرات راهآهن آمریکا (AREMA) استاندارد شده است. "115" به وزن اسمی آن 115 پوند در هر یارد (تقریباً 56.9 کیلوگرم بر متر) اشاره دارد.
برای اطمینان از عملکرد لنگر ریل همانطور که در نظر گرفته شده است، تلورانس های ساخت آن باید با مشخصات پایه ریل مطابقت داشته باشد. در زیر ابعاد استاندارد مهندسی بخش ریلی 115RE آمده است:
| پارامتر | اندازه گیری استاندارد (امپریال) | اندازهگیری استاندارد (متریک) |
|---|---|---|
| وزن اسمی | 114.7 پوند در هر روز | 56.9 کیلوگرم بر متر |
| ارتفاع ریل | 6-5/8 اینچ | 168.28 میلی متر |
| عرض پایه (پا) | 5-1/2 اینچ | 139.70 میلی متر |
| عرض سر | 2-11/16 اینچ | 68.26 میلی متر |
| ضخامت وب | 5/8 اینچ | 15.88 میلی متر |
از آنجایی که لنگرهای ریل مستقیماً به پایه ریل بسته می شوندعرض پایه 5-1/2 اینچ (139.70 میلی متر)بعد مهمی است که طراحی و تناسب یک لنگر ریلی 115 پوندی را تعیین می کند.
2. عملکرد مهندسی لنگرهای ریلی
لنگرهای ریلیبست های فولادی فنری تک تکه-در قسمت زیرین پایه ریل اعمال می شوند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که به طور محکم در کناره های اتصالات مسیر (خوابگاه ها) یا صفحات کراوات قرار گیرند. توابع اولیه آنها عبارتند از:
- کنترل خزش ریل:حرکت طولی ریل{0}}که به عنوان "خزش" شناخته میشود- در اثر تلاش کششی لکوموتیوها، نیروهای ترمز قطارها و انبساط یا انقباض حرارتی ایجاد میشود. لنگرها این نیروهای طولی را از ریل به داخل نوارها و بستر بالاست منتقل می کنند.
- حفظ شکاف های مشترک:در مسیرهای درزدار، لنگرهای ریل به حفظ شکاف های انبساط یکنواخت بین انتهای ریل کمک می کنند و از آسیب دیدگی مفصل و کمانش مسیر جلوگیری می کنند.
- ایمن سازی ریل جوشی پیوسته (CWR):در سیستم های CWR، تغییرات دما تنش های داخلی قابل توجهی را ایجاد می کند. لنگرها، همراه با پروفیل بالاست، ریل را محدود می کنند تا از کمانش جانبی در هوای گرم جلوگیری کنند و در هوای سرد{1}} از هم جدا شوند.
3. انواع لنگر ریلی 115 پوندی
کاربردهای صنعتی معمولاً از دو طرح اولیه لنگر ریلی برای سیستم های ریلی 115 پوندی استفاده می کنند. هر دو از فولادهای فنری با کربن بالا یا آلیاژی{{2} ساخته میشوند و برای اطمینان از قدرت نگهداری ثابت، تحت عملیات حرارتی- قرار میگیرند.
الف. درایو{1}}روی لنگرها (سبک منصفانه)
این لنگر که اغلب به عنوان «نمایشگاه بهبود یافته» یا سبک رانندگی{0}}از آن یاد میشود، دارای طراحی سنگین و فکی-میباشد. با قرار دادن یک انتها روی پایه ریل و هدایت سر دیگر آن به طرف مقابل پایه با استفاده از یک ماول یا یک دستگاه اپلیکاتور خودکار نصب می شود. این طرح یک ناحیه تحمل گسترده را در برابر صفحه کراوات و صفحه کراوات ایجاد می کند.
ب. فنری-نوع لنگر (واحد/سبک کانال)
لنگرهای نوع فنری- (مانند طرحهای Unit یا Channeloc) از یک حلقه عمل ارتجاعی و فنری- استفاده میکنند. آنها در زیر پایه ریل اعمال می شوند و در جای خود محکم می شوند. کشش فنر تماس دو طرفه را ایجاد میکند و پایه ریل را محکم میگیرد. این لنگرها معمولاً تغییرات جزئی در ضخامت پایه ریل به دلیل سایش دارند.
| نام | لنگرهای ریلی | ||
| تایپ کنید | مورد استفاده برای ریل 50 کیلوگرم، 85 کیلوگرم، 90/91LB، 115RE /136RE، UIC54 و UIC60 | ||
| یا نوع بر اساس نقشه های مشتریان | |||
| مواد | 60 Si2MnA | 45# | QT500-7 |
| ترکیب شیمیایی (%) | C: 0.56-0.64، Mn: 0.60-0.90، Si: 1.60-2.00، Cr: کمتر یا مساوی 0.35، P: کمتر یا مساوی 0.03، S: کمتر یا مساوی 0.03 | C: 0.42-0.50، Mn: 0.50-0.80، Si: 0.17-0.37، Cr: کمتر یا مساوی 0.25، P: کمتر یا مساوی 0.035، S: کمتر یا مساوی 0.035 | C: 3.60-3.80، Mn: کمتر یا مساوی 0.6، Si: 2.50-2.90، P: کمتر یا مساوی 0.08، S: کمتر یا مساوی 0.025 |
| سطح | رنگ آمیزی ساده (روغن خورده). | ||
4. استانداردها و معیارهای عملکرد AREMA
با توجه به کتابچه راهنمای مهندسی راه آهن AREMA (فصل 4: راه آهن)، لنگرهای ریلی با کیفیت-باید معیارهای دقیق عملکرد مکانیکی را برای اطمینان از ایمنی تحت بار داشته باشند:
- مقاومت در برابر لغزش:معمولاً انتظار می رود که یک لنگر ریلی استاندارد که به تازگی اعمال شده است، قبل از لغزش در امتداد پایه ریل، حداقل نیروی طولی را تحمل کند.
مقاومت در برابر شکست:فولاد باید شکل پذیری و سختی کافی داشته باشد (اغلب در محدوده سختی برینل یا راکول C مشخص می شود) تا از ترک خوردن در حین نصب یا در دمای بسیار سرد جلوگیری کند.
قابلیت استفاده مجدد:لنگرهای ریل طوری طراحی شده اند که درصد قابل توجهی از نیروی نگهدارنده اصلی خود را در هنگام برداشتن و استفاده مجدد در طول چرخه های تعمیر و نگهداری حفظ کنند، مشروط بر اینکه بیش از-کشیده نشوند.
5. بهترین روش های کاربردی و نصب
کارایی یک سیستم لنگر ریلی 115 پوندی به شدت به الگوها و تکنیک های نصب صحیح بستگی دارد:
- بلبرینگ کامل:لنگر باید به گونه ای نصب شود که صورت عمودی آن به طور محکم در برابر کراوات یا صفحه کراوات قرار گیرد. شکاف های بین لنگر و کراوات کارایی آن را کاهش می دهد و به ریل اجازه می دهد قبل از درگیر شدن لنگر حرکت کند.
- لنگر متقارن:برای کنترل حرکت در هر دو جهت، لنگرها معمولاً به صورت جفت در دو طرف یک کراوات نصب میشوند (که به آن «لنگر جعبه» گفته میشود).
- الگوهای لنگر انداختن:در مسیرهای درزدار، شیوههای استاندارد غالباً بسته به تراکم و درجه ترافیک، تعداد مجموعهای از بند در هر ریل (مثلاً 8 تا 16 بند در هر ریل 39 فوتی) را تعیین میکنند. ریل جوشی پیوسته (CWR) به طور کلی نیاز به الگوهای لنگرگاه جامع تری دارد، گاهی اوقات هر بند یا هر بند دوم را در نزدیکی مناطق بحرانی مانند پیچ ها و رویکردهای پل لنگر می اندازد.
سوالات متداول (سؤالات متداول)
Q1: آیا می توان از لنگر ریلی 115 پوندی در بخش ریلی 136RE استفاده کرد؟
نه. یک ریل استاندارد 136RE دارای عرض پایه 6 اینچ (152.4 میلی متر) است، در حالی که یک ریل 115RE دارای عرض پایه 5-1/2 اینچ (139.7 میلی متر) است. یک لنگر ریلی 115 پوندی برای پایه ریلی 136 پوندی مناسب نیست. تلاش برای جابجایی لنگرهای ناسازگار می تواند باعث آسیب به اجزا یا خرابی سیستم بست شود.
Q2: "باکس لنگر" چیست و چرا استفاده می شود؟
لنگر باکس روشی است برای نصب دو لنگر ریلی روی یک بند-یکی در هر طرف کراوات روی همان ریل. این از حرکت ریل در هر دو جهت (هم به جلو و هم به عقب) جلوگیری می کند. مهار طولی دو طرفه در برابر انبساط حرارتی و ترافیک دو طرفه فراهم می کند.
Q3: تغییرات دما چگونه بر عملکرد لنگرهای ریلی 115 پوندی تأثیر می گذارد؟
نوسانات دما باعث انبساط ریل در تابستان و انقباض در زمستان می شود. بدون لنگرهای ریلی کافی و مناسب، این نیروها میتوانند منجر به کمانش مسیر (چرخشهای خورشیدی) یا کشش ریل{1}}از هم جدا شوند. لنگرها این نیروهای حرارتی را از طریق اتصالات و به بالاست منتقل می کنند، جایی که مقاومت بستر بالاست ساختار مسیر را تثبیت می کند.
Q4: آیا درایو-روی لنگرها بهتر از لنگرهای فنری-برای ریلهای 115RE است؟
هر دو سبک زمانی که مطابق با استانداردهای AREMA ساخته شده اند، کارایی خود را ثابت کرده اند. درایو-روی لنگرها یک ناحیه تماس بزرگ و محکم در برابر کراوات ایجاد میکند و در برابر ضربه بسیار مقاوم است. لنگرهای نوع فنری-اغلب به دلیل انعطاف پذیری و سهولت نصب در برخی از تنظیمات تعمیر و نگهداری خودکار مورد توجه قرار می گیرند.