2.7.1 Дослідження рейок
Збільшення термінів служби рейок і способи оцінки їх експлуата-ційної придатності були предметом безлічі науково-досліджень-нізації робіт і технічних заходів.
Область діагностичних досліджень рейок дуже велика. У неї входять геометричні вимірювання різних форм зносу і деформацій, вимірювання переміщень, що характеризуються викраденням і зміною зазорів, вимірювання температури і поздовжніх сил, дефектоскопіче-ські обстеження. Всі ці дослідження будуть розглянуті тільки в межах діагностики верхньої будови колії. Багато зокрема, які стосуються науково-дослідних робіт, вирізаються.
2.7.2. вимірювання зносу
Ці вимірювання можна розбити на вимірювання вертикального і бічного зносу, вимірювання, які мають на меті виявлення і визначенні-ня розмірів хвилеподібного зносу, і вимірювання (іноді тільки огляди), що дозволяють визначити інші поверхневі дефекти. Знос рейок вимірюють переважно для того, щоб встановити їх подальшу придатність до експлуатації в заданих умовах кон-струкції і змісту. Природно, що в початковий період експлуа-тації верхньої будови колії значення цих вимірювань невелика і по суті їх можна не виконувати. У міру його старіння значення изме-реній зростає, збільшується і частота їх проведення.
2.7.3. Вертикальний і бічний знос
Характеристики та величини:
У застосовувалися раніше рейках легкого типу, перетин яких рас-зчитували на передачу найбільших згинальних напружень з невеликим запасом, що допускається вертикальний знос був єдиним критерієм третьому терміну служби. В сучасних умовах, т. Е. При збільшених на-навантаженнях на вісь і великий грузонапряженности, часто виникає необ-ходімость зміни рейок задовго до того, як знос досягне допуску-ного. Отже, важливість вимірювання вертикального зносу зменшилася. Однак не знизилася роль вимірювання бокового зносу, особливо кута зносу, від якого залежить коефіцієнт сходу, т. Е. Ставлення бічного направляючого зусилля QH. впливає на рейок, до вертикальної навантаженні колеса Р, при якому гребінь колеса може піднятися на рейок.
Допустимий знос рейок:
Допустимі значення вертикального і бічного зносу рейок, прийняті в різних країнах, сильно розрізняються. Здебільшого для рейок важкого типу допускається вертикальний знос порядку 12-16 мм. Допустимий бічний знос зазвичай за-дають значенням кута зносу, який в прин-ципе не повинен бути менше 55 ° (Німеччина) або 60 ° (Франція) і навіть 64 ° (Великобрита-ня). Відповідний лінійний знос для рейок важкого типу приблизно 13-16 мм.
Для рейок середнього типу допустимі значення вертикального і бічного зносу зазвичай на 1 / 4-1 / 3 менше, ніж для рейок важкого типу (при рівних кутах зносу).
Метод вимірювання і вимірювальні середовищ-ства:
Відстань між точками виміру через носа рейок залежить від мети вимірювання та розкиду результатів. Найпростішим вимірю-них засобом є стрілочний штангенциркуль. подовжені губки якого забезпечують хороший підтиск до підошви. Поглиблення в губах починається на відстані 15 мм від лінійки, завдяки чому бічний знос вимірюють завжди на одній ви-соте.
Знос рейки вимірюють також різними спеціальними вимірю-них засобами. Один з таких інструментів зображений на рис. 2.21 Базова деталь лежить нагорі підошви рейки, спираючись на неї кульками. Два ноніуса, закріплених на базовій деталі, по-зволяют вимірювати знос у відповідних точках з точністю до 0,1 мм. Цей інструмент призначений для перевірки тільки одного типу рейок.
1-рама; 2-ноніус, жорстко закріплений на рамі; 3-лінійки зі шкалою; 4-два кульки з кроком 37мм.
Рис 2.21 Прилад для вимірювання зносу рейок кострукції ЦНДІ МПС в Москві
2.7.4. Хвилеподібний знос і інші зовнішні дефекти
Характеристики та величини:
Хвилеподібний знос проявляється у вигляді невеликих (близько деся-тих часток міліметра) виступів, розподілених більш-менш рав-номерно на поверхні катання. Відстань між ними 5-7 см. Вершини їх мають металевий блиск, а западини виглядають як тим-ні плями. Форма цих плям може бути будь-якою (рис. 2.22). Причини хвилеподібного зносу рейок повністю не встановлені, незважаючи на те що їм присвячені сотні науково-дослідних ра-бот. Немає сумніву в тому, що цей знос є наслідком багатьох причин, з яких одні і ті ж (в залежності від умов експлуата-ції верхньої будови колії) можуть в одному випадку носити основний, а в іншому - другорядний характер. Очевидно, що на хвилеподібний знос рейок з великою довжиною хвиль (25-150 см) в основному впливає технологія прокатки (вібрація прокатних клітей), а на рифл (3 - 12 см) - конструктивні і експлуатаційні умови. наприклад пружність верхньої будови колії і тиск коліс
Рис 2.22 Різні види плям на рейках з хвилеподібним зносом
Негативні наслідки хвилеподібного зносу рейок про-є в вигляді швидкого погіршення загального стану верхнього ладі-ня шляху, великого шуму, що супроводжує рух поїзда ( «співаючі рейки»), втоми від поїздки і т. П. Причиною цих явищ бував-ють вібрації рейок з частотою f. Гц, пропорційної швидкості по-їзда v, км / год: f = 4,32 v
При довжині хвилі зносу 6 см, глибиною западин 0,15 мм і швидкості поїзда 180 км / ч додаткове динамічний вплив становить приблизно 40 кН. Звідси, власне, стає такою необхідною уст-поранення хвилеподібного зносу на лініях, призначених для дви-жения з високими швидкостями. Хвилеподібний знос усувають, ошліфовивая поверхню катання рейок спеціальними вагонами.