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 (употребляемые для конныхдорог) и пр. Наибольшее распространение получили - а в Россииупотребляются исключительно - Р. с широкой пятою, или знакомый тип рельсВиньоля. Р. этот состоит из пяты, шейки и головки. Практика службы Р. наразных железных дорогах, а также теоретические исследования даливозможность выработать некоторые требования, которые определяют качествостали, употребляемой на выделку рельсовой стали; вес Р. в зависимости оттяжести передвигающихся по ним поездов и соотношение между главнымиразмерами профиля Р. В прежнее время Р. прокатывались исключительно изсварочного железа, добытого пудлингованием. Для первых железных дорог вРоссии Р. привозились из-за границы. Для водворения рельсовогопроизводства в России правительство принимало разные меры, причемприменялись: запрещение строящимся железным дорогам употреблять Р.иностранного производства, высокие охранительные пошлины,правительственные заказы и выдача премий русским рельсопрокатнымзаводам. До 1893 г., когда выдача премий прекратилась, заводам уплаченобыло правительством, не считая заказов по повышенным ценам, одной премиисвыше 23000000 р. Первые железные Р. у нас изготовлены были в 1846 г. назаводи ГутаБанкова, затем рельсы стали выделываться на Уральских заводах(Нижнетагильском, Алапаевских, Камско-Воткинском), а вместе, свозникновением металлургической промышленности на юге России и переходомк стальным Р. (в 1860 - 70 гг.) развилось сталерельсовое производство ина других заводах. В начале 1890-х гг. выделывалось ок. 10 милл. пд., внастоящее время - свыше 20 милл. пд. Р. В России начали выделыватьстальные Р. казенные Воткинские заводы, в 1867 г. Производство стальныхР., ныне почти исключительно применяемых, стало возможным, благодарявведению бессемеровского процесса приготовления стали. В настоящее времяматериалом для Р. служит бессемеровская и томасовская сталь, а такжемартеновская. Усовершенствование этих процессов дало возможностьвыделывать сталь достаточно равномерную по составу и в таком большомколичестве, что рельсопрокатные заводы, с производительностью в 4000 -5000 Р. в неделю, не представляют ныне чего-либо чрезвычайного. Большиезаводы, напр. - Круппа в Германии, Томсона в Англии, могут прокатыватьдо 1000 - 1700 Р. в сутки. При начале введения стальных Р. относительноматериала ставились большие требования; так, напр., нередкопредписывалось временное сопротивление па 75 кгр. на кв. мм., притвердости соответствующей пружинной стали. Р. из подобной сталидействительно мало изнашиваются, но зато вследствие недостаточнойвязкости они хрупче и чаще лопаются, особенно в сильные морозы. Подобнуюкрепость и твердость обнаруживают лишь Р., в состав материала которыхвходит значительное количество углерода (0,4 - 0,5%), при содержаниифосфора не более 0,08% и кремния не более 0,06%. Большинство металлурговАнглии и Америки придерживаются этого состава. Европейские техники,предпочитая равномерность износа, зависящую от более равномерногосостава стали и находящуюся в связи с этим большую прочность в пути,выделывают более мягкую сталь, приближающуюся по своему составу к литомужелезу. В этом материале углерода меньше и требуемая твердостьдостигается присутствием большего количества кремния и марганца. Порусским правилам Р. изготовляются из стали с содержанием углерода неменее 0,4%, фосфора менее 0,1% и серы менее 0,1%. При этом разрывающееусилие на кв. мм. (R) и относительное удлинение (i) должны удовлетворятьусловию, чтобы сумма разрывающего усилия, сложенного с удвоеннымудлинением (R + 2i), была не менее 82. Кроме того разрывающее усилие недолжно быть менее 65 кгр. на кв. мм., а относительное удлинение не менее6%. Тип Р. определяется весом их на погонную единицу; на русскихжелезных дорогах употребляются Р. весом от 18 до 241/2 фн. в пог. фт. Внастоящее время повсеместно замечается тенденция для перехода к болеетяжелым Р., что обусловливается введением более сильных паровозов,передающих на Р. значительные давления (до 15 тонн и более на ось), иускорением хода поездов, вызывающим усиленные напряжения в Р.Теоретически степень прочности Р. и величину проявляющегося в немнапряжения до последнего времени рассчитывали, исходя из определениямомента внешних сил по формуле Винклера. Винклер вывел эту формулу впредположении, что Р. представляет балку, покоящуюся на неупругихопорах. Но формула Винклера не дает верного представления о напряжениях,проявляющихся в Р, вследствие чего она может служить лишь для выяснениясравнительного достоинства отдельных профилей Р. В действительности Р.лежит на упругих опорах. Новейшие формулы Энгессера, Циммермана иШведлера вводят этот элемент в определение напряжений в Р. На некоторыхжелезных дорогах, за границей, делаются опыты над исключительно тяжелымиР. Вообще же введения Р. более тяжелых типов значительно удорожаетстоимость первоначального устройства железнодорожного пути. Поэтому принеобходимости упрочить путь для возможности движения более тяжелых искорых поездов стараются иногда ранее введения более тяжелого типа Р.достигнуть этого увеличением числа укладываемых под ними шпал, причемвследствие сближения опор уменьшается свободный пролет Р., на которыйдействует давление колеса. Отношение высоты Р. к ширине пяты его, откоторого зависит устойчивость Р., изменяется от 0,79 до 1 (на русскихжелезных дорогах от 0,8 до 0,9, на американских преимущественно 1). Взависимости от этого, высота Р. на русских железных дорогах, для разныхтипов Р., изменяется от 119,55 мм. (правительственный тип 221/2 фн. впогонном футе) до 127 мм. (напр. 24-фунтовый Р. Китайской Восточной жел.дор.), ширина пяты измеряется от 100 до 115 мм.; толщина края подошвыоколо 8 мм., толщина шейки около 12 мм., ширина головки 53 - 62 мм., толщина ее 35 - 39 мм. Для приемки Р. установлены правиламинашего министерства путей сообщения пробы на изгиб - посредствомнагрузки и на излом - посредством удара. Для пробы изгибом, кусок Р.,длиной не менее 5 фт., положенный на двух опорах, взаимно удаленных на31/2 фт., подвергается действию груза от 700 (для Р. весом 18 фн. впогонном футе) до 1125 пд. (для 241/2 фунтового Р.), приложенногопосредине между опорами. Окончательный постоянный прогиб под этим грузомне должен превосходить 3/4 мм. По русским правилам приемки Р. кусок Р.не менее 5 фт. подвергается пробе при температуре не менее 12