2. A VASÚTI PÁLYA SZERKEZETI ELEMEI

Átírás

1 2. A VASÚTI PÁLYA SZERKEZETI ELEMEI

2 2.1. SÍNEK 1. A sínek feladatai és keresztmetszeti kialakításuk alapelvei 2. A sínek kialakulása és fejlődése 3. A sínek anyaga 4. A sínek gyártása 5. Napjainkban használatos sínszelvények

3 A sínek feladatai és keresztmetszeti kialakításuk alapelvei

4 A vasúti sín legfontosabb feladatai Mint tartószerkezet - hordja és elosztja a vasúti járművek függőleges-, vízszintes- és hosszirányú terheit, Mint irányítószerkezet - a kényszerpályás közlekedés jellegének megfelelően, folyamatosan vezeti a nyomkarimás kerekű járműveket, Mint a pályaszerkezet legfelső, felületi eleme biztosítja a vonóerő átadását.

5 A vasúti sín igénybevételei Járműteher hajlító hatása (húzó-nyomó feszültség), Járműteher felületi hatása (Hertz-féle kontakt feszültség, belső nyírás), Sínhőmérséklet dilatációs hatása (húzó-, nyomó feszültség), Gyártási feszültség, Ívbe történő hajlítás hatása (húzó-nyomó feszültség),

6 A vasúti sín tervezésének leglényegesebb szempontjai A tartószerkezeti feladat következtében törekedni kell a lehető legnagyobb tehetetlenségi nyomaték biztosítására, a lehető legkisebb anyagfelhasználással. A gyártástechnológiát figyelembe véve, a kedvező lehűlési folyamat megvalósítása érdekében célszerű a fej és a talp felületének közel azonosra választása. A sínfej felső határoló vonalát a természetes kopásnak megfelelő profillal kívánatos kialakítani. A sínfej felső-, szélső lekerekítőíve a nyomtávolság, illetve a vezetés távolság egyértelmű kezelése miatt l3-l4 mm. A fej alsó- és a talp felső lapját -a hevederes illesztés miatt - azonos hajlással célszerű kialakítani. Az erőátadás, a fáradás, valamint a hengerelhetőség szempontjából kedvezőbb a síngerinc íves kialakítása.

7 A sínek rendszerezése

8 A sínek rendszerezése A sínek alapvető típusai Vignol-sín Vályús-sín Darupálya-sín Csúcs-sín Vezető-sín

9 A sínek kialakulása és fejlődése

10 Az erdélyi brádi bányavasút kocsija és kitérője (XVI-XVII. sz.)

11 Richard Reynolds öntöttvas sínje hosszgerendán 1767-ből

12 Benjamin John Curr szögvas keresztmetszetű öntöttvas sínje hosszgerendán 1776-ból

13 Curr-féle szögvas sín keresztgerendákon

14 John Berkinshaw halhas alakú sínjei magánaljakon 1821-ből

15 Peter Barlow ( ) nyeregsínje 1849-ből

16 Charles Francis Adams (1835-) tartósínje 1854-ből

17 Amerikai típusú laposvas sín a Lipcse-Drezda vasútvonalon (1837)

18 A Pozsony-Nagyszombati Lóvasút felépítménye

19 A Pozsony-Nagyszombati Lóvasút sínszelvénye, és sínszege

20 Robert Livingston Stevens ( ) sínszelvénye1830-ból

21 Charles Blacker ( ) / Vignol sínszelvénye 1836-ból

22 Brunel kalapalakú sínszelvénye 1835-ből

23 Kettősfejű ( ökörfejű, bull headed ) sínszelvény

24 Locke által javasolt kettősfejű sín 1835-ből

25 Duplafejű sín a londoni Metró részére

26 Mathias Demmer háromfejű sínje 1878-ból

27 A magyar vasutak Vignol rendszerű sínszelvényeinek fejlődése

28 A különböző sínrendszerek alkalmazásának kezdetei a MÁV vonalain 34,5 kg/m 1890-től, 42,8 kg/m 1894-től, 48,3 kg/m 1929-től, 54,4 kg/m 1969-től, 60,0 kg/m 1987-től,

29 A sínszálak tömegének változása a magyar vasúti pályákban között Sín r , ,0-0,0 0,0 0,0-0,2 1,8-54 0, ,0-0,8 5,1 15,5-30,2 29,6-48 8, ,0-51,9 55,0 56,6-56,7 55, , ,9-7,7 5,1 4,8-2,4 1,9-30, ,1-20,8 18,1 14,0-8,6 8,5-34, ,0-18,8 16,2 9,1-2,4 2,2 -

30 A sínek anyaga

31 Az acél szén tartalmának hatása a szakítószilárdság, a folyási határ, és a nyúlás értékére

32 A sínacél szakítószilárdsága a szén (C) -, és a mangántartalom (Mn) függvényében

33 A sínek szakítószilárdságának alakulása a kémiai összetétel függvényében

34 A sínacélok mechanikai jellemzői az ötvözőelemek mennyisége alapján

35 A sínacélok mechanikai tulajdonsága és az összetétele közötti kapcsolat

36 A sínek gyártása

37 A sínhengerlés folyamata két trió-hengerműben

38 Az edzett fejű sín keményedési zónái

39 A hőkezelés hatása a króm-mangán típusú ötvözött sínacélokra

40 A vasúti sín jelölése

41 Napjainkban használatos sínszelvények

42 UIC rendszerű Vignol sínszelvények UIC 54 UIC 60

43 Nemzeti tervezésű Vignol sínszelvények Németországban tervezett sínszelvények S 49 S 54 Az USA-ban tervezett sínszelvények AREA 132 AREA 133 AREA 136 (R14)

44 Használatban lévő magyar tervezésű Vignol sínszelvények (MSZ) MÁV 34,5 MÁV 48,3 MÁV 48,5

45 Magyarországon alkalmazott vályús sínszelvények Ri-59 Ri-60 P-37a Ri-51,4 Vk-60 Ts-52

46 Darupálya sínszelvények A 45 A 55 A 65 A 75 A 100 A 120

47 Használatban lévő UIC rendszerű sínszelvények UIC 54 UIC 60

48 UIC 54 rendszerű sínszelvény

49 Nagy keresztmetszetű sínszelvények

50 Magas [Ri 59 (58,96 kg/m)]-, és alacsony [57,39 kg/m] szelvényű Phőnix sínrendszerek

51 Hazai gyártású tömbsín keresztmetszete (54 kg/m) (az előregyártott betonlemezes, közúti vasúti felépítményben alkalmazott tömbsín)

52 A sínek műszaki jellemzői

53 1. A sínek geometriai jellemzői

54 A sín súlya és magassága közötti kapcsolat

55 Az UIC 54 rendszerű sínszelvény geometriai jellemzői

56 Magyarországon használatos Vignol sínrendszerek legfontosabb geometriai adatai Sínrendszer Talpszélesség s [mm] Sínmagasság m [mm] MÁV 34, MÁV 48, S UIC UIC

57 2. A sínek keresztmetszeti jellemzői

58 A sín keresztmetszeti modulusa és tömege közötti kapcsolat

59 Hazai és külföldi Vignol sínszelvények keresztmetszeti adatai

60 Jellemző sínszelvények keresztmetszeti adatai

61 A hazai közúti vasutak burkolt vágányaiban fekvő fontosabb sínszelvények keresztmetszeti adatai

62 3. A sínek szilárdsági jellemzői

63 A sín szakítószilárdsága az anyagösszetétel függvényében

64 A hőkezelés hatása a króm-mangán típusú ötvözött sínacélokra

65 A sínrendszerek felhasználása a MÁV előírások szerint

66 A sínek elhasználódása

67 A sín elhasználódásának formái 1. A sínfej magassági-, és oldalkopása; 2. A sínfej hullámos kopása; 3. A sínfejben kialakuló ún. vese alakú törés; 4. A sín törése; 5. A sínvég elverődáse;

68 A sín kopását befolyásoló tényezők 1. A sín anyagának összetétele, a gyártás módja (ötvöző anyagok fajtája és mennyisége, sínfej edzése) ; 2. A vágány építésének és karbantartásának módja (nyombővítés, túlemelés, pályaállapot, síncsiszolás, stb.); 3. A kerékterhelés, átgördült elegytonna, menetsebesség; 4. A járművek építési módja, karbantartása (tengelytávolság, kerékátmérő, kerékabroncs keménysége); 5. A pálya ív-, és kanyarulati viszonyai; 6. Időjárási és egyéb helyszíni körülmények (csapadék, páratartalom, stb.).

69 A sínfej kopásának formái Egyenes szakaszon Köríves szakaszon

70 A sín hullámos kopásának hatása a kerék sín kapcsolatában ébredő zajra

71 A sín kopása a szilárdság és a járműterhelés függvényében

72 A sín oldalkopásának alakulása a körívsugár, és a sínszilárdság függvényében

73 A megengedett maximális oldalkopás mértéke a sebesség függvényében (UIC 60 rendszerű sín esetében)

74 A kiegyenlített oldalkopás értelmezése és számítása (UIC 54 rendszerű sín esetében)

75 A sínfej kiegyenlített oldalkopásának megengedett értéke