• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Szyna - profil

    Przeczytaj także...
    Tor – dwie szyny podtrzymujące i prowadzące koła pojazdów szynowych, ułożone na podkładach lub wlane w specjalną płytę betonową służą jako droga kolejowa, tramwajowa lub metro, w określonej odległości od siebie. Ułożony jest na podtorzu.Konwertorowanie (świeżenie) – technologia usuwania niepożądanych domieszek z ciekłego metalu poprzez ich selektywne utlenianie.
    Termit (thermit, termat, ferrmit) mieszanina złożona ze sproszkowanego glinu i tlenku żelaza w proporcjach stechiometrycznych. W niektórych odmianach termitu zamiast tlenków żelaza stosowane są też tlenki innych metali.
    Szyna kolejowa
    Szyna rowkowa (tramwajowa)

    Szyna – profil metalowy o przekroju dwuteownika lub zbliżonym, stosowany do podtrzymania i prowadzenia pojazdów kolei szynowej.

    Funkcja[ | edytuj kod]

    Zadaniem szyn jest umożliwienie toczenia się kół pojazdów i nadawanie im kierunku biegu oraz pośrednio, przez podkładki szynowe, przekazywanie nacisków kół na podkłady.

    Kolej szynowa jest to rodzaj kolei, w której pojazdy (w tym przypadku szynowe) poruszają się po szynie lub po szynach (dwie szyny to tory).Podkłady kolejowe to belki poprzeczne do biegu toru, na których za pomocą specjalnych przytwierdzeń mocuje się szyny. Wynalazcą żelbetowych podkładów kolejowych był Władysław Tryliński.

    Szyny są mocowane do podkładów za pomocą złączek przytwierdzających, którymi są podkładki szynowe, wkręty lub haki, śruby stopowe, łapki lub pierścienie sprężyste. Do łączenia kolejnych odcinków ze sobą stosuje się złączki szynowe, tj. łubki, śruby łubkowe i pierścienie sprężyste. Obecnie, na liniach kolejowych (szczególnie większych szybkości) stosowane jest powszechnie łączenie szyn w dłuższe odcinki bez dodatkowych elementów łączących – przez doczołowe zgrzewanie pojedynczych szyn oraz spawanie termitowe. W niektórych krajach stosuje się także spawanie łukowe. Przy nowszych typach nawierzchni stosowane są podkładki zakładane między stopkę szyny a podkładkę szynową w celu zwiększenia oporów tarcia.

    Bocznica kolejowa – infrastruktura kolejowa przeznaczona do wykonywania załadunku i wyładunku wagonów oraz ich przemieszczania i włączania do ruchu po sieci kolejowej.Hartowanie – rodzaj obróbki cieplnej materiału polegający na nagrzaniu danego materiału do odpowiedniej temperatury zwanej temperaturą hartowania, wytrzymaniu w tej temperaturze przez czas konieczny do przebudowy struktury wewnętrznej materiału (głównie przemian fazowych) oraz następnym odpowiednio szybkim schłodzeniu. Po tak przeprowadzonym zabiegu w materiale powstają lokalne koncentracje naprężeń powodujące zwykle wzrost własności wytrzymałościowych: twardości, wytrzymałości, granicy plastyczności i sprężystości oraz odporności na ścieranie kosztem wzrostu kruchości oraz spadku plastyczności i wydłużenia.

    Budowa[ | edytuj kod]

    Kształt przekroju poprzecznego szyny jest zbliżony do belki dwuteowej z uwagi na to, że szyna jest poddana w czasie pracy głównie obciążeniom zginającym.

    Klasyczna szyna składa się z główki, stopki i szyjki. (Podane wymiary dot. szyny UIC 60)

  • 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). Masa szyny o wymiarach podanych w nawiasach wynosi M = 60,34 kg/m.
  • Przekroje szyn[ | edytuj kod]

    Istnieje bardzo wiele przekrojów szyn, o różnym przeznaczeniu (nie tylko kolejowym). Same koleje w różnych krajach stosują kilkadziesiąt przekrojów szyn. Podstawowe typy dla toru normalnej szerokości, w większości krajów europejskich to odmiany typów S49, S54 i UIC60. Mnogość typów i odmian wynika z powodów historycznych (każdy kraj budował linie kolejowe w oparciu o własną produkcję i rozwiązania) oraz z długowieczności szyn na słabo obciążonych ruchem liniach kolejowych. W Europie, na bocznicach spotyka się szyny nawet z II poł. XIX wieku. W efekcie wiele typów szyn różni się tylko niewielkimi szczegółami wymiarowymi.

    Jard (yd) (Yard) – anglosaska jednostka długości. Jednostka podstawowa angielskiego i amerykańskiego układu miar. Jest on równy trzem stopom lub 36 calom, jego długość w jednostkach SI różni się w zależności od układu. Najpowszechniej używanym jardem jest jard międzynarodowy, mierzący dokładnie 0,9144 metra.Belka – w budownictwie poziomy lub ukośny element konstrukcyjny przyjmujący obciążenia z powierzchni poziomych i przenoszący je na podpory (ściany, słupy, filary, kolumny). Belka pracuje na zginanie i ścinanie (w belkach, zwłaszcza w elementach ukośnych występują także naprężenia rozciągające lub ściskające). Może być wykonana z drewna, stali, betonu, żelbetu, czasem z kamienia. Belką nazywamy także element prętowy zakrzywiony w planie. Nie jest belką element przenoszący obciążenia tylko wzdłuż jej osi.

    Podstawowym wyróżnikiem klasyfikacji kolejowych profilów szynowych (podawanym w ich nazwie) jest masa metra bieżącego szyny w kilogramach (lub w funtach na yard – w krajach z anglosaskim systemem miar). Np. masa szyn typu 49E1 i 60E1 wynosi w przybliżeniu odpowiednio: 49 kg/m i 60 kg/m, natomiast masa popularnej w wielu krajach Azji i Afryki brytyjskiej szyny BS80A wynosi 80 lb/yd (ok. 39 kg/m). Dla szyn o przeznaczeniu innym niż kolejowe, lub szyn specjalnych, zasada wyróżniania szyn w oparciu o masę metra bieżącego nie zawsze jest stosowana.

    Żelazo (Fe, łac. ferrum) – metal z VIII grupy pobocznej o dużym znaczeniu gospodarczym, znane od czasów starożytnych.Huta Katowice (obecnie ArcelorMittal Poland oddział Dąbrowa Górnicza, wcześniej Mittal Steel Poland, Ispat Polska Stal S.A., Polskie Huty Stali SA) to zlokalizowany w Dąbrowie Górniczej kombinat metalurgiczny zajmujący się hutnictwem żelaza.

    Szyny Vignolesa[ | edytuj kod]

    Aktualnie na kolei stosuje się wyłącznie szyny Vignolesa, (od nazwiska brytyjskiego inżyniera kolejowego) które współpracując z odpowiednio ukształtowanym kołem zapewniają m.in. ograniczenie wężykowania pojazdów oraz kompensację różnej prędkości kół jednej osi na łukach. Szyny tego typu stosuje się w liniach kolejowych o różnym rozstawie torów: wąskotorowych, średniotorowych, normalnotorowych i szerokotorowych. W zależności od rodzaju toru, szybkości, rodzaju taboru i przenoszonych obciążeń stosuje się szyny od S7 (7 kg/m) do 60E1 (60 kg/m).

    – element mechanizmu lub maszyny, służący utrzymaniu w określonym położeniu osadzonych na tej osi wirujących elementów, najczęściej kół, oraz do przenoszenia na podpory sił działających na te elementy. Oś nie przenosi momentu obrotowego, przeciwnie niż wał.Europa – część świata (określana zwykle tradycyjnym, acz nieścisłym mianem kontynentu), leżąca na półkuli północnej, na pograniczu półkuli wschodniej i zachodniej, stanowiąca wraz z Azją kontynent Eurazję.

    Szyny specjalne i inne[ | edytuj kod]

    Istnieje duża grupa szyn o specjalnych zastosowaniach kolejowych lub pozakolejowych.

    Profile szyn
    Profile szyn: Czerwone – szyny do rozjazdów kolejowych; Zielone – szyny tramwajowe (blokowe i zwykłe); Niebieskie – szyny dźwigowe i podsuwnicowe
  • Szyny / kształtowniki szynowe stosowane do budowy rozjazdów kolejowych w miejscu przecinania się torów. Są to kształtowniki klockowe (na krzyżownice kolejowe), kształtowniki iglicowe (ruchome części rozjazdu do nadawania pojazdowi kierunku) i kierownice – te nie przenoszą ruchu pojazdów, ale mają za zadanie zapobieżenie wykolejeniu się składu na rozjeździe.
  • Szyny rowkowe (tramwajowe). Mogą być typu blokowego (bez wydzielonej szyjki) lub "normalne" – kształtem zbliżone do kolejowych, ale z dodatkowym rowkiem na prowadzenie kołnierza koła.
  • Szyny podsuwnicowe i dźwigowe do budowy jezdni suwnic przemysłowych oraz dźwigów lub żurawi (portowych, budowlanych itp)
  • Właściwości fizyczne[ | edytuj kod]

    Szyny kolejowe i inne muszą się odznaczać dużą wytrzymałością na zginanie i ścieranie, twardością i jednocześnie pewną ciągliwością, a ponadto sprężystością i trwałością. Obecnie szyny są wyrabiane tylko ze stali uzyskanej w procesie konwertorowym lub elektrycznym. Tak wytopiona stal jest często poddawania obróbce pozapiecowej i odgazowywana, a następne odlewana w procesie COS. W skład stali szynowej – oprócz żelaza – wchodzą: węgiel 0,4-0,80%, mangan 0,6-1,3%, krzem do 0,5%, fosfor do 0,035% oraz siarka do 0,035%. 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. Osiąga się to na dwa sposoby: albo przez modyfikację podstawowego składu chemicznego stali (głównie dodatek chromu i/lub wanadu), albo przez poddanie gotowych szyn procesom obróbki termicznej (np. hartowanie główki).

    Defektoskopia ultradźwiękowa - jedna z nieniszczących metod badania materiałów. Pozwala wykrywać niejednorodności materiału (np. pęknięcia). Metoda ta polega na emisji ultradźwięków i rejestracji ich po przejściu przez badaną substancję. Zapewnia ona bezpieczną eksploatację urządzeń przemysłowych. Badania wykonywane tą metodą powinny być wykonywane zgodnie z normami dotyczącymi badań ultradźwiękowych: PN-EN 583, PN-EN ISO 11666, PN-EN ISO 23279, PN-EN ISO 17640, PN-EN 10228, PN-EN 12680.Stal – stop żelaza z węglem, plastycznie obrobiony i obrabialny cieplnie, o zawartości węgla nieprzekraczającej 2,10%, co odpowiada granicznej rozpuszczalności węgla w żelazie (dla stali stopowych zawartość węgla może być dużo wyższa). Węgiel w stali najczęściej występuje w postaci perlitu płytkowego. Niekiedy jednak, szczególnie przy większych zawartościach węgla, cementyt występuje w postaci kulkowej w otoczeniu ziaren ferrytu.

    Długość szyn[ | edytuj kod]

    Pożądana długość szyn zależna jest od ich typu i zastosowania. Najczęściej zawiera się w zakresie od 6 m (szyny lekkie i specjalne) do 30 m (standard dla szyn dla torów stykowych). Wraz z rozwojem kolei dużych szybkości i dążeniem do ograniczenia ilości połączeń szyn (zgrzewów i spawów), długość szyn kolejowych zamawianych u producentów zwiększała się. Wielu producentów potrafi dziś produkować szyny kolejowe o długościach 60 m, 90 m, 120 m, a nawet 180 m. Szyna 120 m jest obecnie standardem przy budowie torów bezstykowych. Jednym z kilku producentów na świecie, którzy wytwarzają szyny o długości 120 m jest ArcelorMittal Poland SA, który w Oddziale w Dąbrowie Górniczej (dawna Huta Katowice) uruchomił taką instalację na początku 2014 roku.

    Trzecia szyna – w kolejnictwie forma zasilania dolnego pociągów elektrycznych. Stanowi ją dodatkowa szyna umieszczona wzdłuż toru kolejowego i znajdująca się pod napięciem. Zazwyczaj używa się jej w szybkich kolejach miejskich prowadzonych we własnych korytarzach, całkowicie lub prawie całkowicie wydzielonych od przestrzeni zewnętrznej.Spawanie elektrodami otulonymi (również spawanie elektrodą otuloną, ang. shielded metal arc welding - SMAW, lub też manual metal arc welding - MMA, metoda 111 ) - metoda spawania łukowego przy pomocy topliwej elektrody metalowej pokrytej otuliną topnika. Prąd elektryczny (stały lub przemienny, stosownie do potrzeb) wytwarza łuk elektryczny pomiędzy elektrodą i łączonymi metalami. W czasie spawania otulina rozkłada się pod wpływem wysokiej temperatury dając substancje gazowe, które służą za gaz osłonowy, oraz żużel. Obydwa z powyższych chronią spaw przed wpływem powietrza atmosferycznego. Żużel dodatkowo pokrywa spoinę zmniejszając szybkość jej stygnięcia.

    Zastosowana stal[ | edytuj kod]

    Zastosowanie stali o podwyższonej zawartości węgla (do ok. 0,6-0,8%) i manganu (do ok. 1,3%) podwyższa wytrzymałość stali szynowej na rozciąganie do 900 – 1030 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. Podobny poziom wytrzymałości na rozciągania osiąga się też bez termicznego ulepszania, ale modyfikując podstawowy skład chemiczny stali dodatkiem chromu (0,8 – 1,2% i/lub wanadu – do 0,20%). Współczesne gatunki stali szynowych i same szyny z nich produkowane (w szczególności te stosowane na kolejach dużych szybkości) muszą spełniać rygorystyczne i wysokie wymagania jakościowe. Dlatego stosuje się nowoczesne metody wytapiania stali z maksymalnym ograniczaniem zawartości pierwiastków domieszkowych lub mających szkodliwy wpływ na własności gotowych szyn. W tym celu wykonuje się przeróbkę pozapiecową (ujednorodnianie składu chemicznego) oraz odgazowanie ciekłej stali (w szczególności do usunięcia wyjątkowo szkodliwego wodoru ze stali), a także ciągłe odlewanie. Gotowe szyny, po walcowaniu, poddaje się wielu testom i badaniom. Poza próbami wytrzymałości i twardości, w laboratorium sprawdza się też zawartość wtrąceń niemetalicznych, poziom odwęglenia powierzchni i rozkład siarki na przekroju szyny. Same szyny są poddawane szczegółowej kontroli wymiarów, prostości, stanu powierzchni i obecności wad wewnętrznych. Coraz częściej odbywa się to w nowoczesnych, w pełni zautomatyzowanych liniach badawczych szyn składających się z poszczególnych modułów: profilomierz i falistościomierz laserowy (wymiary przekroju i prostość), defektoskop wiroprądowy (niedoskonałości i wady na powierzchni szyny) i defektoskop ultradźwiękowy (wykrywanie wad wewnętrznych).

    Linia kolejowa – element sieci kolejowej składający się z jednego, dwóch lub kilku torów kolejowych łączących punkty początkowy i końcowy (będące stacjami końcowymi lub węzłowymi), ustalany w Polsce przez danego zarządcę infrastruktury kolejowej. Do linii kolejowej zalicza się również zajęte pod torowisko grunty oraz przyległy do nich pas gruntu, a także budynki, budowle i urządzenia przeznaczone do prowadzenia ruchu kolejowego, wraz z zajętymi pod nie gruntami.Funt (ang. pound lub ang. pound-mass pochodzi od staroangielskiego pund, które wywodzi się z germańskiej adaptacji łacińskiego (libra) pondo - Pfund; lb, lbm, lbm, ) – pozaukładowa jednostka masy wywodząca się od rzymskiej libry. Miara funta była różna na przestrzeni wieków w różnych państwach, zwykle wynosiła pomiędzy 0,4 a 0,5 kilograma. Obecnie w państwach anglosaskich jest przyjęty międzynarodowy funt równy 0,453 592 37 kg oraz stosowany jest skrót lb (od libra, liczba mnoga w jęz. angielskim: lbs).

    W połowie lat 70. 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. Technologia ta polegała na hartowaniu całego przekroju szyny ("na wskroś"), natomiast współcześnie ulepszanie cieplne szyn stosuje się tylko do główki szyny (powierzchni styku koła z szyną). Obecnie prowadzone są też badania nad produkcją szyn z gatunków stali, które w czasie stygnięcia po walcowaniu, uzyskiwałyby strukturę bainityczną, bez dodatkowego ulepszania cieplnego.

    Bainit – składnik metastabilny powstający z rozpadu austenitu w przedziale temperatur między temperaturą powstawania perlitu, a temperaturą początku pojawiania się martenzytu. Zawiera przesycony ferryt, w którym węgiel jest wydzielany w postaci węglików. Mieszanina przesyconego ferrytu i wydzielonych węglików. Termin bainit odnosi się do mikrostruktury uzyskanej w wyniku przemiany austenitu w temperaturze pomiędzy przemianą austenitu w perlit, a powyżej temperatury przemiany austenitu w martenzyt, określanej mianem przemiany bainitycznej. Typowo zjawisko to odbywa się w przedziale temperatur 250–650 °C, 250 – 550 °C. Ma ona charakter częściowo dyfuzyjny.Fosfor (P, gr. phosphoros ‘niosący światło’, łac. phosphorus) – pierwiastek chemiczny, niemetal. Jedynym stabilnym izotopem fosforu jest P.

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • tor kolejowy
  • trzecia szyna




  • Warto wiedzieć że... beta

    Mangan (Mn, łac. manganum) – pierwiastek chemiczny należący w układzie okresowym do grupy metali przejściowych.
    Podkładka – element pomocniczy w połączeniach śrubowych. Podkładka najczęściej separuje nakrętkę od materiału łączonego, co zmniejsza prawdopodobieństwo rozluźnienia połączenia oraz w innych systemach zabezpieczających przed odkręcaniem (np. podkładki odginane, sprężynujące). Podkładki stosuje się również w celu zwiększenia powierzchni nacisku połączenia na łączony materiał.
    Przekrój poprzeczny – dwuwymiarowy przekrój ciała. W szczególności dotyczy to ciał o symetrii osiowej. Dla takich ciał przekrój poprzeczny, wraz z podaniem długości, w pełni określa jego kształt. Wówczas przekrój w płaszczyźnie zawierającej oś symetrii nazywa się przekrojem podłużnym. W najbardziej dosłownym znaczeniu przekrojem poprzecznym nazywamy obraz przedmiotu widziany po jego przecięciu, np. obraz słojów wewnątrz ściętego pnia drzewa.
    Krzem (Si, łac. silicium) – pierwiastek chemiczny, z grupy półmetali w układzie okresowym. Izotopy stabilne krzemu to Si, Si i Si. Wartościowość: 4 (w większości związków), 5 i 6. Krzem (monokryształy krzemu) jest wykorzystywany powszechnie w przemyśle elektronicznym.
    Defektoskopia elektryczna - metoda defektoskopii, polega na obserwacji różnic występujących w przepływie prądu elektrycznego przez badany przedmiot.
    Odlewanie ciągłe – metoda metalurgiczna pozwalająca na prowadzenie procesu odlewania metali w sposób ciągły. Uzyskiwane półprodukty stanowią różne formy odlewów i wlewków. Linia ciągłego odlewania stali (COS) jest jednym ze składowych elementów zautomatyzowanej technologii hutniczej stosowanej (obok tradycyjnej) do produkcji hutniczych wyrobów płaskich, zapoczątkowanej przez najbogatsze kraje w latach 60. XX wieku.
    Sprężystość – właściwość fizyczna ciał odzyskiwania pierwotnego kształtu i wymiarów po usunięciu sił zewnętrznych wywołujących zniekształcenie – czyli zmianie tensora naprężeń towarzyszy zmiana tensora odkształceń i odwrotnie, przy czym zmiany te są w pełni odwracalne. Istotną cechą sprężystości jest zachowanie energii.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.029 sek.