Szyna (profil)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ujednoznacznienie Zobacz też: Szyna.
Szyna kolejowa
Szyna tramwajowa

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.

Funkcja[edytuj | 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.

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.

Budowa[edytuj | 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.

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 masa takiej szyny M = 60,34 kg/m.

Przekroje szyn[edytuj | edytuj kod]

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 masa metra bieżącego szyny w kilogramach.

Szyny Vignolesa[edytuj | edytuj kod]

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.

Właściwości fizyczne[edytuj | edytuj kod]

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.

Zastosowana stal[edytuj | edytuj kod]

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 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. Obecnie prowadzone są badania nad produkcją szyn z gatunków stali, które w czasie stygnięcia po walcowaniu, uzyskiwałyby strukturę bainityczną.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]