1. Елементи залізничної колії
Залізнична колія, що представляє собою комплекс інженерних споруд і пристроїв, призначених для забезпечення руху поїздів, складається з верхнього і нижнього будови. До верхньої будови відносяться рейки, скріплення, стрілочні переводи, шпали, баласт, до нижнього - земляне полотно і штучні споруди.
Рейки безпосередньо сприймають навантаження коліс рухомого складу, вони мають профіль двутавра, який найбільш доцільний при роботі на вигин. Ширина рейкової колії - відстань між внутрішніми гранями головок рейок на прямих ділянках залізниць СРСР - прийнята рівною 1520 мм. Рейки кріплять до шпал проміжними скріпленнями, які зберігають встановлену ширину колії, не допускають перекидання і поздовжнього зсуву рейкових ниток. Стикові з'єднання з'єднують рейки в безперервну і міцну нитку, місця такого з'єднання називають рейковими стиками.
Шпали служать для кріплення рейок, передачі тиску від них на баластний шар, збереження встановленої ширини колії і забезпе чення стійкості рейкового пу ти. Для рівномірної передачі тиску від шпал на земляне полотно служить баластовий шар. Він пом'якшує удари коліс об рейки, сприяє видаленню води від верхньої будови колії і перешкоджає переміщенню шпал. Основними матеріалами для баласту служать щебінь і кар'єрний гравій.
На макетах залізниць конструкція верхньої будови колії значно спрощена. Міжнародними нормами встановлена ширина колії - 9; 12; 16,5; 32 і 45 мм, що відповідає певному масштабом моделі залізниці. Підприємства, які виготовляють моделі залізниць, роблять ланки залізничної колії різної довжини, для прямих і кривих ділянок, рейки, шпальну грати, стрілочні переводи, глухі пересічення, тупикові упори, елементи інженерних споруд та ін. Ланки шляху (рис. 38, а) складаються з шпальніх решітки, з'єднаної з рейками. Шпальну грати зазвичай виготовляють з пластмаси, вона служить ізолятором для рейкових ниток, по яких проходить електричний струм для живлення електродвигунів моделей локомотивів. Для підведення до рейок електричного струму служать спеціальні ланки шляху з виносними контактами (рис. 38, б). Крім того, виготовляють ланки з ізолюючими вставками (розривами) на одній або двох рель сових нитках (рис. 38, в), з рейкової педаллю (контактом, рис. 38, г), що подає сигнал про проходження поїзда. Особливості застосування цих елементів розглянуті в главі V.
Рейки виготовляють з жерсті, міді, латуні методом штампування, прокатування або протягуванням. Залежно від технології виготовлення рейки бувають різних профілів (рис. 39, а),
тому розрізняють способи кріплення рейок до шпальніх решітці і стикові з'єднання ланок шляху (рис. 39, б). Останні повинні забезпечувати надійний контакт і мінімальний індекс опору електричному струму. Щоб уникнути сходу рухомого складу з рейок в стиках неприпустимі вертикальні або горизонтальні зміщення рейок відносно один одного.
При будівництві макетів залізниці в домашніх умовах викорис товують готові деталі верхньої будови колії. У клубах, лабораторіях, гуртках залізничного моделізму при будинках піонерів, станціях юних техніків і професійно-технічних училищах можливо організувати виготовлення рейок і шпальних решіток, що доцільно при будівництві великих виставкових та навчальних макетів.
Для виготовлення рейок роблять спеціальні прокатні верстати (рис. 40), на яких дріт прокочується через валки, поступово набуваючи профіль рейки, відповідний нормі NEM 120 (див. Розділ IX). Основним робочим органом такого верстата є прокатні валки діаметром 100 мм, виготовлені зі сталі марки 45. Канавки (струмки) на валках протачивают спеціальними фасонними різцями (рис. 41).
Перші дві канавки протачивают тільки на нижньому валки. Відстані між відповідними канавками на нижньому і верхньому валках повинні точно збігатися. Після проточки канавок валки піддають електротермічною обробці і наступному шліфуванню циліндричних поверхонь. Встановлені на станині валки повинні вільно, без заїдання, обертатися в підшипниках. Відповідні канавки на нижньому і верхньому валках повинні точно збігатися один з одним. Осьові зміщення валків і зазори між їх поверхнями в робочій зоні не допускаються. Осі валків пов'язані між собою шестернями; привід здійснюється від електродвигуна через редуктор на нижній валок з частотою обертання 45 об / хв.
Станину прокатного верстата виготовляють з сталевих пластин товщиною 35-40 мм, зібраних на болтових з'єднаннях. Прокатний верстат жорстко закріплюють на підставі на висоті 1,2-1,5 м від рівня підлоги. Як матеріал для прокатування рейок використовують латунну дріт перетином 2,3 мм 2. При підготовці до роботи кінець дроту довжиною 50 мм заточують по формі квадрата і вводять в перший струмок, після чого верстат включають в роботу. Після прокатування дроту через перші два струмка отриману заготовку повертають на 90 ° і вводять в наступні струмки. Довжина прокочуються рейок залежить від розмірів приміщення, де встановлений верстат. Однак максимально її слід приймати не більше 4-5 м. Для редагування та зняття напружень в прокатаних рейках роблять пристосування (рис. 42),
що складається з одноканавочних валків, послідовно розташованих у вертикальній і горизонтальній площинах. Причому валки, осі обертання яких розташовані вертикально, мають проточки різцем 8 (див. Рис. 43), а валки з горизонтальними осями обертання мають проточки, що відповідають ширині головки і підстави (підошви) рейки. Правку і зняття напружень в рейках досягають протягуванням вручну рейкової нитки через це пристосування 1215 раз.
Шпальні решітки відливають з капрону або інший еластичної пластмаси в прес-формі на ручних або напівавтоматичних полістиролів пресах. Прес-форма (рис.43) складається з трьох основних частин - верхньої пластини зі зворотним зображенням шпальніх решітки, нижньої пластини зі шпильками для відбитка внутрішньої сторони проміжних рейкових скріплень і середньої пластини, що служить виштовхувачем. Прес-форму виготовляють зі сталі, поверхні всіх пластин повинні бути відшліфовані і щільно прилягати одне до одного. Літник роблять у верхній пластині. Верхня пластина - форма, складається з корпусу і двох матриць. Матриці шпальніх решітки виготовляють на фрезерному верстаті і після виконання всіх операцій з обробки запресовують в корпус. У прес-формі доцільно розміщувати не більше двох матриць, так як при більшому їх кількості прес-форма буде дуже важкою і потрібно прес великої потужності.
Шпильки на нижній пластині роблять з сталевого прута, запресовують в пластину і обробляють їх головки на фрезерному верстаті. Особливу увагу при виготовленні прес-форми слід приділити чистоті обробки поверхонь шпальніх решітки в матрицях і точному збігу сполучених елементів у верхній, нижній і середній пластинах.
Збірку ланок шляху з елементів, опис яких наведено вище, виробляють вдвіганіем рейки в проміжні рейкові скріплення. Шпальні решітки відливають тільки для прямих ділянок шляху, криві будь-якого радіусу можна отримати, розрізаючи з'єднання між шпалами під зовнішньої рейкової ниткою. Використовуючи прокатані рейки, можна отримати безстикові ланки шляху довжиною 1,5-2 м, що особливо важливо при будівництві великих макетів. Ланки шляху такої довжини зменшують електричний опір рейкової нитки.
Шлях укладають на підставу, в поперечному розрізі нагадує балластную призму. Для зменшення шуму від рухомих поїздів це підстава найкраще зробити з пористої гуми. Розміри основи в поперечному перерізі приймають відповідно до норми NEM 123 (див. Розділ IX). Гумова основа наклеюють на майданчик подмакетніка клеєм № 88, цим же клеєм на підставу можна наклеїти ланки шляху. Після укладання рейок роблять імітацію баластного шару. Як матеріал можна рекомендувати подрібнену пробку або макові зерна. Використання піску і інших твердих матеріалів небажано, так як відклеїлися від заснування шляху частинки можуть потрапити на рухомі частини моделей рухомого складу і викликати передчасний їх знос. Пробку подрібнюють, натираючи її на металевій кухон ної тертці, використовуваної в домашньому господарстві. Подрібнену пробку просівають, видаляючи частинки розміром більше 1,5 мм, фарбують аніліновою фарбою або водяним розчином темпери і наклеюють на балластную призму клеєм № 88 або ПВА. Для імітації гравійного баласту використовують сіру фарбу, для піщаного - жовту. Непріклеівшіеся частки видаляють з макета м'якою кистю або пилососом.
Якщо подмакетнік має сборноразборную конструкцію, то стики рейкових ланок не повинні збігатися із стиками окремих частин макета. Рейковий шлях повинен перекривати з'єднання стикуються подмакетніков, а стики рейкових ланок розташовують на відстані 70-100 мм від краю подмакетніка (по осі шляху).
Для виготовлення окремих споруд - перехідних мостів, навісів над платформами, тупикових упорів і ін. Можуть знадобитися профільні рейки, вигнуті по певному радіусу. Спосіб згинання рейок на круглій оправці показаний на рис. 45.
У закінченні станційних колій встановлюють тупикові упори, що охороняють вагони від догляду. Причому в закінченні головних станційних колій встановлюють посилені тупикові упори (рис. 46, а), зібрані з залізобетонних конструкцій або дерев'яних шпал, іноді їх постачають сигнальним ліхтарем. Макети цих тупикових упорів роблять з органічного скла товщиною до 2 мм. На рейках перед тупиковим упором можна відтворити грунтову засипку, приклеївши на рейки шматочок пінопласту, пофарбований в сірий або жовтий колір і присипаний подрібненої пробкою. На другорядних станційних коліях можуть бути встановлені полегшені тупикові упори (рис. 46, б), макети яких роблять з профільованих рейок.