Szyna
Z Wikipedii
Szyna – profil metalowy o przekroju dwuteownika lub zbliżonym, stosowany do podtrzymania i prowadzenia pojazdów kolei szynowej a także innych dziedzinach jak np. budownictwo czy medycyna.
Spis treści |
[edytuj] Funkcja
Zadaniem szyn jest umożliwienie toczenia się kół pojazdów i nadawanie im kierunku biegu oraz pośrednio, przez podkładki szynowe, przekazywanie nacisków kół na podkłady. Szyny są mocowane do podkładów za pomocą złączek przytwierdzających, którymi są: podkładki szynowe, wkręty lub haki, śruby stopowe, łapki i pierścienie sprężyste. Do łączenia kolejnych odcinków ze sobą stosuje się złączki szynowe, tj. łubki, śruby łubkowe i pierścienie sprężyste. Przy nowszych typach nawierzchni stosowane są podkładki zakładane między stopkę szyny a podkładkę szynową w celu zwiększenia oporów tarcia.
[edytuj] Budowa
Kształt przekroju poprzecznego szyny jest zbliżony do belki dwuteowej z uwagi na to, że szyna jest poddana w czasie pracy głównie obciążeniom zginającym.
Szyna składa się z główki, stopki i szyjki.
- Główka (A = 74,3 mm) jest to górna część szyny przystosowana do toczenia się kół taboru oraz do nadawania im kierunku biegu.
- Stopkę (C = 150 mm) szyny stanowi jej dolna część przystosowana do przytwierdzania do podkładki i podkładu.
- Szyjka (B = 172 mm) szyny jest częścią pośrednią między główką a stopką. (D = 16,5 mm) a ciężar takiej szyny M = 60,34 kg/m.
[edytuj] Przekroje szyn
Koleje stosują kilkadziesiąt przekrojów szyn. Podstawowe dla toru normalnej szerokości to S42, S49/UIC49 i S60/UIC60. Mnogość typów wynika z długowieczności szyn na słabo obciążonych ruchem liniach kolejowych. W Europie, na bocznicach spotyka się szyny nawet z II poł. XIX wieku. Podstawowym parametrem klasyfikacji jest waga metra bieżącego szyny w kilogramach.
[edytuj] Szyny Vignolesa
Aktualnie na kolei stosuje się wyłącznie szyny Vignolesa, które współpracując z odpowiednio ukształtowanym kołem zapewniają m.in. ograniczenie wężykowania pojazdów oraz kompensację różnej prędkości kół jednej osi na łukach.
[edytuj] Właściwości fizyczne
Szyny kolejowe muszą się odznaczać dużą wytrzymałością na zginanie i ścieranie, twardością i jednocześnie pewną ciągliwością, a ponadto sprężystością i trwałością. Szyny są wyrabiane ze stali zlewnej. W skład stali szynowej – oprócz żelaza – wchodzą: węgiel 0,4-0,75%, mangan 0,6-2,1%, krzem do 0,5%, fosfor do 0,05% oraz siarka do 0,05%. Od zawartości tych składników zależą właściwości stali szynowej. Efektywnym sposobem podwyższenia trwałości szyny jest stosowanie stali o zwiększonej wytrzymałości na rozciąganie, dzięki czemu szyny są bardziej odporne na zużycie, zmęczenie, a także zwiększa się odporność szyny na obciążenia udarowe.
[edytuj] Zastosowana stal
Zastosowanie stali o podwyższonej zawartości węgla (do ok. 0,6-0,7%) i manganu (do ok. 2%) podwyższa wytrzymałość stali szynowej na rozciąganie do 900 MPa, a trwałość szyn, wyrażona w przewiezionej masie brutto, zwiększa się prawie dwukrotnie. W ostatnich latach opanowana została przez przemysł hutniczy produkcja szyn ze stali dodatkowo termicznie ulepszonej, osiągającej wytrzymałość na rozciąganie co najmniej 1100 MPa.
W połowie lat siedemdziesiątych produkowano w Polsce szyny hartowane (linia hartowania sprowadzona ze Związku Radzieckiego i zainstalowana w Hucie Katowice), jednak nie zdały one egzaminu ze względu na poprzeczne pękanie. Obecnie prowadzone są badania nad produkcją szyn z gatunków stali, które w czasie stygnięcia po walcowaniu, uzyskiwałyby strukturę bainityczną.
