スチールレールの目的は何ですか?機能・荷重・規格

鋼鉄レールは、鉄道の車輪が走行する連続走行面を形成する、精密に圧延された熱間圧延鋼材です。{0}これは車両と直接接触する軌道の唯一のコンポーネントであり、そのためその形状と冶金が乗り心地、摩耗寿命、安全性を決定します。簡単に言うと、レールには 4 つの役割があります。車輪を運ぶ、車輪を案内する、荷重を分散する、そして数百万回の荷重サイクルにも壊れることなく耐えるということです。

レールは実際に何をするのでしょうか?

レールの主な目的は、車輪の動きに滑らかで連続した水平な表面を提供し、車輪を横方向にガイドすることです。そうすることで、次の 4 つの異なるエンジニアリング機能が実行されます。

1.耐荷重。レールヘッドは、線路に沿ったあらゆる点で垂直方向の車輪荷重を支えます。一般的な幹線車軸荷重は 22.5 ～ 30 トンで、車輪とレール ヘッド間の接触面積はわずか約 100 ～ 200 mm2 であるため、接触応力は日常的に 800 MPa を超えます。レールはこの応力をウェブ全体に分散させ、下の枕木サポートに足を入れる必要があります。

2. 横方向のガイド。ヘッドのプロファイルとホイール フランジおよびホイール トレッドの円錐性を組み合わせて、車両をトラックの中心に保ちます。曲線では、フランジが横方向の力をレールの頭部に伝え、その力が枕木とバラストに伝わります。

3. 荷重転送。レールは軸重を枕木 (枕木) に伝達し、枕木がそれをバラストと地層に分配します。このチェーンにより、追跡された決済が均一かつ予測可能に保たれます。

4. 機能性担体。電化された路線や自動閉塞区間では、レールは軌道回路の導体としても機能し、列車の乗車状況を検出する信号電流を流します。これにより、レールジョイントと固定システムに追加の要件が課せられます。つまり、電気的導通を維持する必要があります。

レール鋼はどのような特性を満たす必要がありますか?

レールには圧縮、曲げ、疲労の応力が同時にかかるため、レール鋼は通常の構造用鋼よりもはるかに厳密に指定されています。 7 つの古典的な要件は次のとおりです。

(i) ヘッドの耐摩耗性が高い。 (ii) 圧縮変形に対する高い耐性。 (iii) 繰り返しのホイールパス下での高い疲労強度。 (iv) 高い降伏強さ、靱性、引張強さおよび硬度。 (v) 特に低温での脆性破壊に対する高い耐性。 (vi) 長いレールのアルミサーモ溶接およびフラッシュバット溶接の良好な溶接性。{0}} (vii) 超音波試験によって検証された、高い鋼純度と均一な細粒組織。-

これらの要件は、通常 0.60 ～ 0.85 パーセントの炭素と 0.7 ～ 1.4 パーセントのマンガンを含み、プレミアム グレードのシリコン、クロム、バナジウムのレベルが制御された高炭素パーライト鋼で達成されます。{0} R350HT や U75V などの頭部硬化グレードは、熱処理を追加して表面硬度を約 350 ～ 400 HB に高め、カーブの標準グレードより耐用年数が約 30 ～ 50% 長くなります。

レールはどのように指定されますか?

レールのプロファイルと鋼種は地域の規格によって定義されており、同じ公称重量を相互に交換することはできません。国際調達で最も一般的な参考資料は次のとおりです。

ご指定の際は必ず規格とグレードを合わせてご確認ください。 EN 13674-1 (60E1 プロファイル、R260 グレード) に基づいて製造された 60 kg/m レールは、重量がどちらも約 60 kg/m であるにもかかわらず、GB 60 kg/m レールと寸法的に同一ではないため、エンジニアリングレビューを行わずに 1 つのトラックにこれらを混合することは安全ではありません。

よくある質問

Q: レールが別の素材ではなくスチールで作られているのはなぜですか?

スチールとスチールの接触により、実際の搬送システムの中で転がり抵抗が最も低くなり、アスファルト上のゴム タイヤのおよそ 5 ～ 10 分の 1 になります。高炭素鋼は、許容可能なコストで数億回のホイールパスに耐えるのに必要な硬度、靱性、耐疲労性の組み合わせも提供します。

Q: レールはどのようにして曲がらずに電車を運ぶのですか?

レールは、弾性サポート上で連続した梁として動作します。マクラギの間隔はおよそ 600 ～ 700 mm で、レールはマクラギ間でわずかに曲がります。曲げ応力はレール部分自体で吸収され、垂直荷重は枕木とバラストに伝達されます。

Q: レールとトラックの違いは何ですか?

レールはスチール製走行プロファイルのみです。線路は、2 本のレール、枕木、留め具、レール パッド、バラストまたはスラブ、および編成からなる完全なシステムです。レールの交換はメンテナンス作業です。トラックの更新には構造全体が関係します。

Q: レールの頭の方が足の幅より広いのはなぜですか?

これは、フラットなボトム レールには当てはまりません。-足（ベース）の幅が頭よりも広いのです。幅広のフットにより枕木やベースプレートにかかる荷重が分散され、転倒に対してレールが安定します。また、ヘッドの形状は車輪との接触と摩耗に合わせて調整されています。

Q: レールには特別な検査が必要ですか?

はい。内部欠陥や転がり接触疲労亀裂が検出されないと破損に至る可能性があるため、レールは工場と使用中の両方で超音波および渦電流試験によって検査されます。{1} EN 13674-1 や AREMA などの規格は、内部健全性の許容基準を定義します。

Q: レールを溶接して連続長にすることはできますか?

はい。 -倉庫でのフラッシュバット溶接と現場でのアルミサーモ溶接により、数キロメートルの連続溶接レール (CWR) が製造され、衝撃や摩耗の原因となる接合部が排除されます。このため、溶接性がレール鋼の 7 つの基本要件の 1 つとなります。