Система крепления рельсов
- Винт для крепления пластины к шпале
- Опорная направляющая с эластомерной подушкой
- Натяжная шайба
- Рельсовый зажим
- Натяжной болт (гайка не показана)
- Опорная плита
Система рельсового скрепления — средство крепления рельсов к шпалам ( Северная Америка ) или шпалам ( Британские острова , Австралазия , Африка ). Термины «рельсовые анкеры» , «стяжки» , «стулья» и «путевые крепления» используются для обозначения частей или всей системы рельсовых скреплений. Компоненты системы рельсового скрепления также могут быть известны под общим названием «другой материал пути » или ОТМ сокращенно . На протяжении многих лет использовались различные типы крепления.
История и обзор
[ редактировать ]Самые ранние деревянные рельсы крепились к деревянным шпалам с помощью колышков через отверстия в рельсах или гвоздей. К 18 веку в обиход вошли чугунные рельсы, которые также имели отверстия в самих рельсах, позволяющие прикрепить их к опоре. [ 1 ] Разработки 18-го века, такие как рельсы с фланцами и рельсы с брюшком типа «рыба», также имели отверстия в самом рельсе; при использовании шпал из каменных блоков гвозди забивали в деревянный брусок, который вставлялся в углубление в блоке. Считается, что первый стул на рельсах был представлен в 1797 году и крепился к рельсам на вертикальной перемычке с помощью болтов. [ 2 ]
К 1820-м годам первые прокатные рельсы начали производиться сначала Т-образной формы, и для их удержания требовался стул; рельсы удерживались на месте железными клиньями (из-за которых рельс иногда ломался при вдавливании), а затем деревянными клиньями, которые стали стандартом. [ 3 ] В 1830-х годах Роберт Л. Стивенс изобрел тавровую балку с фланцами (на самом деле искривленную двутавровую балку), которая имела плоское дно и не требовала стула; аналогичной конструкции был современный мостовой рельс (перевернутого U-образного сечения с нижней полкой и накладными продольными шпалами); эти рельсы изначально были прибиты непосредственно к шпале. [ 4 ]
В практике Северной Америки стандартом стала Т-образная направляющая с фланцем, которая позже использовалась с соединительными пластинами. В других местах Т-образные рельсы были заменены рельсами с бычьей головкой, имеющими закругленную форму буквы «I» или «восьмерку», для которых по-прежнему требовался опорный стул. Со временем Т-образный рельс с фланцем стал обычным явлением на всех железных дорогах мира, хотя различия в системе крепления все еще существуют.
Символизм и значение
[ редактировать ]Золотой галстук, также известный как золотой шип или последний шип, может использоваться как символ начала или завершения начинания. Реже это серебро или другой драгоценный материал.
Исторически сложилось так, что церемониальный «Золотой шип», которым управлял Лиланд Стэнфорд, соединял рельсы Первой трансконтинентальной железной дороги через Соединенные Штаты. Ценный шип рельсового крепления представлял собой слияние железных дорог Central Pacific и Union Pacific 10 мая 1869 года на мысе Саммит, территория Юта. Именно таким образом железнодорожный шип вошел в массовое сознание американцев; Прохождение «Золотого шипа» стало ключевым моментом в развитии западного побережья Северной Америки и было признано национальным достижением и демонстрацией прогресса. С тех пор железнодорожники прославляются в массовой культуре, в том числе в песнях и стихах. [ 5 ]
Шипы и винты
[ редактировать ]Рельсовые шипы
[ редактировать ]
Рельсовый шип (также известный как обрезанный шип или скоба ) — это большой гвоздь со смещенной головкой, который используется для крепления рельсов и опорных плит к шпалам (шпалам) на пути. Роберту Ливингстону Стивенсу приписывают изобретение рельсового шипа. [ 6 ] первое зарегистрированное использование которого было в 1832 году. [ 7 ] Железнодорожный костыль был изобретением, возникшим в результате индустриализации Соединенных Штатов в начале 19 века: на английских магистральных железных дорогах того периода использовались тяжелые и дорогие чугунные стулья для крепления Т-образных рельсов; вместо этого Стивенс добавил к Т-образной направляющей опорное основание, которое можно было закрепить с помощью простого шипа. [ 8 ] [ 9 ] В 1982 году шип по-прежнему оставался самым распространенным рельсовым скреплением в Северной Америке. Общие размеры от Квадрат от 9 ⁄ 16 до 10 ⁄ дюймов ( от 14 до 16 мм) и Длина от 5 + 1 ⁄ 2 до 6 дюймов (от 140 до 150 мм). [ 10 ] : 582–3
Рельсовый костыль имеет форму долота с плоским острием; шип вбивается острием перпендикулярно волокнам, что придает большее сопротивление рыхлению. [ 11 ] Основная функция – поддержание колеи рельса. При креплении связующих пластин крепление делается максимально прочным, тогда как при креплении рельса к шпале или связующей пластине шип обычно не требуется для создания сильной вертикальной силы, что дает рельсу некоторую свободу движения. [ 10 ] : 455, 581–2
При выполнении работ меньшего масштаба шипы по-прежнему вбиваются в деревянные шпалы путем забивания их молотком с шипами , хотя эта ручная работа в значительной степени заменена гидравлическими инструментами. [ 12 ] и машины, обычно называемые « шипами » (машина, удаляющая шипы, называется «съемником шипов»). [ 13 ] Расщепление древесины можно ограничить, предварительно просверлив отверстия для шипов или добавив стальные ленты вокруг древесины. [ 10 ] : 455
Для использования в США A65 описаны три основных стандарта в стандарте ASTM для различного содержания углеродистой стали. [ 14 ]
Собачий шип функционально эквивалентен разрезанному шипу и также имеет квадратное горизонтальное сечение и аналогичные размеры, но имеет заостренный проникающий конец, а головка рельса (или «удерживающая пластину») имеет два выступа с каждой стороны, создавая впечатление головы собаки и помощь в удалении шипов. [ 15 ]
Винты для стула
[ редактировать ]
Винт для стула (также известный как винт для тренера) [ 16 ] ) — это большой (длиной ~6 дюймов или 152 мм, диаметром чуть менее 1 дюйма или 25 мм) металлический винт, используемый для крепления стула (для направляющих с выпуклой головкой), опорной плиты (для направляющих с плоским дном) или для непосредственного крепления направляющих. Шурупы для стула вкручиваются в отверстие, просверленное в спальном месте. [ 17 ] Производство кресельного винта дороже, чем рельсового шипа, но его преимуществом является более высокая фиксирующая способность — примерно в два раза больше, чем у рельсового шипа. [ 18 ] — и может использоваться в сочетании с пружинными шайбами . [ 17 ]
Стульевой винт был впервые представлен в 1860 году во Франции (французский шинный фонд ) и стал обычным явлением в континентальной Европе. [ 19 ]
— Собачий винт это торговый вариант винтового шипа. [ 20 ]
Клыковые болты
[ редактировать ]Клыковые болты или анкерные болты для рельсов также использовались для крепления рельсов или стульев к шпалам. Клычатый болт представляет собой болт, вставленный через отверстие в шпале с клыковой гайкой, врезающейся в нижнюю поверхность шпалы. Для крепления рельсов с плоским дном можно использовать шайбу с верхней кромкой для захвата края рельса. Они более устойчивы к расшатыванию под действием вибраций и перемещения рельса. [ 21 ] Они считаются более эффективными, чем шипы и винты, и поэтому используются в таких положениях, как соединительные пластины переключателей (точек). [ 22 ] и на крутых поворотах. [ 23 ]
Весенние шипы
[ редактировать ]
Пружинные шипы или эластичные рельсовые шипы [ 25 ] используются с плоскодонным рельсом, опорными плитами и деревянными шпалами. Пружинный шип удерживает рельс вниз и предотвращает опрокидывание, а также фиксирует опорную плиту на шпале. [ 26 ] Шип «Макбет» (торговое название) представляет собой двузубый U-образный штырь, похожий на скобу, изогнутый так, что при взгляде сбоку он выглядит М-образным. [ 27 ] [ 28 ] Также использовались одинарные шипы перевернутой J-образной формы. [ 29 ]
Крепежное оборудование
[ редактировать ]Молот с шипами , также известный как молот с шипами , представляет собой разновидность кувалды с длинной тонкой головкой, которая первоначально использовалась для забивания шипов. [ 30 ] [ 31 ]
Ручное сверление отверстий, установка и удаление шипов или винтов были заменены полуавтоматическими или автоматизированными машинами с электрическим, пневматическим, гидравлическим приводом или двухтактным двигателем. Машины, удаляющие шипы, называются съемниками шипов . [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]
Рельсовые опоры
[ редактировать ]Стулья
[ редактировать ]
Самые ранние рельсовые стулья , изготовленные из чугуна и представленные около 1800 года, использовались для фиксации и поддержки чугунных рельсов на их концах; [ 2 ] их также использовали для соединения соседних рельсов. [ 35 ]
В 1830-х годах катаные Т-образные (или однополочные Т-образные параллельные рельсы ) и I-образные (или двухполочные Т-параллельные или быковые были введены ) рельсы; обоим потребовались чугунные стулья, чтобы поддержать их. [ 36 ] Первоначально железные ключи использовались для вклинивания поручня в вертикальные параллельные губки стула; на смену им пришли полностью деревянные ключи. [ 36 ] Деревянные ключи были изготовлены из дуба , размягчены паром, затем сжаты гидравлическими прессами и сохранены в сушильном шкафу. При вставке в кресло под воздействием влажной атмосферы ключ расширялся и прочно удерживал поручень. [ 37 ] Клин может находиться внутри или снаружи рельса. В Британии они обычно были снаружи. [ 38 ]
Стулья крепились к спальному месту с помощью деревянных шипов ( гвоздей ), шурупов, клыков или шипов. [ 39 ]
В большинстве стран мира рельсы с плоским дном и опорные плиты стали стандартом. Однако в Великобритании рельсы и стулья с бычьей головкой использовались до середины двадцатого века. [ 26 ]
Соединительные пластины
[ редактировать ], Стяжная пластина опорная пластина или подошва представляет собой стальную пластину для центрирования и усиления точки крепления на рельсовых путях между Т-образным рельсом с фланцем и железнодорожной шпалой . Соединительная пластина увеличивает площадь опоры и удерживает рельс правильной ширины . Крепится к деревянным шпалам с помощью шипов или болтов через отверстия в пластине.
Часть пластины под основанием рельса имеет коническую форму, устанавливая внутренний наклон рельса, обычно «один к сороку» (или 1,4 градуса). Верхняя поверхность пластины имеет одно или два буртика, прилегающих к краям основания рельса. В настоящее время используется тип с двойным плечом. Старые типы с одним плечом можно было адаптировать к рельсам различной ширины, при этом одно плечо располагалось снаружи (со стороны поля) рельсов. Большинство пластин немного шире со стороны поля, без чего пластины имеют тенденцию больше врезаться в наружную часть шпалы, уменьшая угол наклона.
используются большие шурупы для дерева , также называемые шурупами с затяжкой На многих железных дорогах для крепления шпал (или опорных плит) к железнодорожным шпалам .
Соединительные пластины вошли в употребление примерно в 1900 году, до этого времени Т-образные рельсы с фланцами прикреплялись непосредственно к шпалам.
Клипы
[ редактировать ]Для крепления направляющих к базовой плите используются различные типы прочных зажимов, одним из распространенных из которых является застежка Pandrol (зажим Pandrol), названный в честь его производителя, который имеет форму короткой скрепки. [ 40 ] Еще один — натяжной зажим Vossloh. [ 41 ] Зажимы – альтернатива шипам.
Новый фаст-клип Pandrol крепится под прямым углом к направляющей. Поскольку зажим является невыпадающим, его необходимо установить во время изготовления бетонной шпалы.
Рельсовые анкеры
[ редактировать ]
Рельсовые анкеры, также называемые противоугонными устройствами, представляют собой зажимы из пружинной стали, которые прикрепляются к нижней стороне опорной плиты рельса и прижимаются к боковым сторонам шпал, чтобы предотвратить продольное перемещение рельса либо из-за изменений температуры, либо из-за вибрации. Анкеры можно прикреплять и снимать либо вручную с помощью молотка, либо с помощью анкерной машины.
Галерея типов рельсовых скреплений
[ редактировать ]- Типы рельсовых скреплений
-
Рельсовый шип с опорной плитой над шпалой -
Опорная плита на многоколейном пути -
Соединение направляющих и стулья (с накладными связями) -
Крепление Pandrol "e-Clip" -
Крепление Pandrol «fastclip» -
Крепление натяжным хомутом -
Крепление на болтах -
Стальная пружинная перекладина в кресле
См. также
[ редактировать ]- Накладка , планка, скрепляющая две секции рельса вместе.
- Постоянный путь и постоянный путь (история) , описания всей путевой системы.
- Железнодорожный саботаж
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Райдабо (1915) , с. 5-7.
- ^ Перейти обратно: а б Возникновение и развитие железной дороги, GP Raidabaugh, стр. 8-9.
- ^ Происхождение и развитие железных дорог, GP Raidabaugh, стр. 14-19.
- ^ Происхождение и развитие железных дорог, GP Raidabaugh, стр. 19-24.
- ^ Норм Коэн; Дэвид Коэн (2000). Длинный стальной рельс: железная дорога в американской народной песне . Издательство Университета Иллинойса. ISBN 9780252068812 .
- ^ «18 октября – сегодняшний день в истории науки» . www.todayinsci.com . Роберт Ливингстон Стивенс.
- ^ Джордж Айлс (1912). Ведущие американские изобретатели . Х. Холт и компания, Нью-Йорк. п. 23.
- ^ Райдабо (1915) , с. 20.
- ^ «Железнодорожный костыль и локомотив» . www.chessofbooks.com . Научный американец.
- ^ Перейти обратно: а б с Хэй, Уильям Уолтер (1953). Железнодорожное машиностроение, Том 1 . Джон Уайли и сыновья.
- ^ «железнодорожные костыли» . www.sizes.com .
- ^ «Водители шипов | Стэнли Гидравлик» . www.stanleyHydrauliculics.com . Проверено 23 декабря 2016 г.
- ^ Соломон (2001) , с. 61-64.
- ^ «АСТМ А65-07» . www.astm.org . ASTM International (Американское общество по испытаниям и материалам).
- ^ Мандри (2000) , стр. 130–131.
- ^ «Хей Дж.Г., бакалавр наук, AMICE, MIStruct.E. - Железнодорожные шпалы и крепления на южноафриканских железных дорогах - инженер-строитель в Южной Африке, июнь 1962 г., стр. 105» , www.journals.co.za
- ^ Перейти обратно: а б Железнодорожное строительство, Том 1, Уильям Уолтер Хэй, стр.585
- ^ Оррок (1918) , с. 188-204.
- ^ Селлью (1915) , с. 161-163.
- ^ «AJAX — Железнодорожные крепежные детали с собачьими винтами для железнодорожных путей с деревянными шпалами» , www.railway-technology.com , заархивировано из оригинала 31 мая 2014 г. , получено 5 июня 2014 г.
- ^ Железнодорожная техника, Джон Вулф Барри, стр. 53-54,73.
- ^ Мандри (2000) , стр. 156–157.
- ^ Уильям Хемингуэй Миллс (1898). Железнодорожное строительство . Longmans, Green, and Co., стр. 224, также рис. 331–334 (стр. 221).
- ^ Вольфганг Шиман (2002). Технология железнодорожного транспорта: Основы путевой маршрутизации . Тойбнер Б.Г. с. 283. ИСБН 3519003635 .
- ^ Боннетт (2005) , с. 65, 5.10 Рельсовые крепления, опорные плиты и подушки
- ^ Перейти обратно: а б Крейг (2015) .
- ^ Национальный исследовательский совет (США). Информационная служба железнодорожных исследований; Соединенные Штаты. Федеральное управление железных дорог (1973). Специальная библиография: технологии, связанные с безопасностью . Национальные академии. 032978 Рельсовые шипы из пружинной стали (из «Железнодорожной газеты», февраль 1948 г., том 88, стр. 191-2) .
- ^ Эллис (2006) , с. 211, Макбет Спайк.
- ^ Эллис (2006) , с. 114, Эластичный шип.
- ^ Селлью (1915) , с. 215-216.
- ^ Рон Фитч (2006). Австралийский железнодорожник: от курсанта-инженера до комиссара железных дорог . Издательство Розенберг. п. 220.
- ^ Соломон (2001) , с. 59–62.
- ^ «Работа на железной дороге» . Популярная механика . 84 (4). Журналы Hearst: 20–27. Октябрь 1945 г. ISSN 0032-4558 .
- ^ «Механизированная бригада теперь укладывает шпалы» . Популярная наука . 168 (2). Корпорация Боннье: 168–9. Февраль 1956 г. ISSN 0161-7370 .
- ^ Райдабо (1915) , с. 11-12.
- ^ Перейти обратно: а б Кларк (1855) , с. 280.
- ^ Уильямс, Фредерик Смитон (1852). Наши железные дороги: их история, строительство и влияние: с многочисленными иллюстрациями . Ингрэм. стр. 199–200.
- ^ Железнодорожная техника, Джон Вулф Барри, стр. 43-51.
- ^ Железнодорожная техника, Джон Вулф Барри, стр.71.
- ^ «Пандрол – Пандрол – Будущее рельсовых скреплений» . www.pandrol.com .
- ^ «vossloh-fastening-systems.com — Главная» . www.vosslo-fastening-systems.de . Архивировано из оригинала 12 мая 2008 г. Проверено 11 апреля 2009 г.
Библиография
[ редактировать ]- Барри, Джон Вулф (1876). Железнодорожная техника . Лонгманс, Грин и компания. (перепечатка, ООО «БиблиоБазар», 2008). ISBN 9780559022982 .
- Боннетт, Клиффорд Ф. (2005). Практическая железнодорожная инженерия (2-е изд.). Лондон, Великобритания: Издательство Имперского колледжа . ISBN 978-1-86094-515-1 . OCLC 443641662 .
- Кларк, Дэниел Киннер (1855). Железнодорожная техника: трактат о машиностроении железных дорог: принципы и конструкция подвижного и стационарного оборудования; иллюстрировано серией пластин большого размера и многочисленными гравюрами на дереве, том 2 . Блэки и сын.
- Крейг, Колин (2015). «Современный перманентный путь» . Манчестерское общество моделей железных дорог.
- Крэндалл, Чарльз Ли; Барнс, Фред Аса (1913). Железнодорожное строительство . МакГроу-Хилл.
- Эллис, Иэн (2006). Британская энциклопедия железнодорожной техники Эллиса . Лулу.com. ISBN 978-1847286437 .
- Хэй, Уильям Уолтер (1953). Железнодорожная техника, Том 1 (1-е изд.). Джон Уайли и сыновья.
- Хэй, Уильям Уолтер (1982). Железнодорожное машиностроение, Том 1 (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья. ISBN 978-0471364009 .
- Мандри, Дж. С. (2000). Инженерия железнодорожных путей . Тата МакГроу-Хилл. стр. 130–131. ISBN 978-0074637241 .
- Оррок, Джон Уилсон (1918). «Структура и оценки железных дорог» . Дж. Уайли и сыновья, Нью-Йорк.
- Райдабо, врач общей практики (1915). Возникновение и развитие железной дороги: английская и американская древесина, железо и сталь . Кон и Поллок, Балтимор. ISBN 9781408637654 .
- Селлью, Уильям (1915). Техника эксплуатации железных дорог — с заметками о строительстве . Компания Д. Ван Ностранда. ISBN 9781445591773 .
- Соломон, Брайан (2001). Техническое обслуживание железных дорог: люди и машины, обеспечивающие работу железных дорог . Издательская компания МБИ. ISBN 978-0760309759 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Железнодорожные локомотивы и вагоны, Том 6 . Паб Симмонс-Бордман. Corp. 1838. Из Американского журнала науки и искусства «Эксперименты по прилипанию железных шипов различной формы к различным образцам древесины»; Уолтер Б. Джонсон, профессор механики и естественной философии Института Франклина, Филадельфия, стр. 357–360.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Изображения: Кейт Норгров; и др. «Общество Scalefour — Подробности в фотографиях II» . www.scalefour.org . Общество Scalefour.
- Крупный план Pandrol fastclip. Архивировано 6 марта 2016 г. в Wayback Machine.