Tren ve Demiryolunun Parçaları: İsimler, İşlevler ve Döküm Parçaları

Trenin Parçalarına Ne Denir? Hızlı Cevap

Bir tren iki geniş parça kategorisinden oluşur: demiryolu taşıtları bileşenleri (aracın kendisi) ve demiryolu altyapı parçaları (üzerinde çalıştığı sabit hat sistemi). Demiryolu taşıtları lokomotifi, bojileri, tekerlek takımlarını, bağlantı elemanlarını, fren sistemlerini ve araba gövde yapılarını içerir. Demiryolu altyapısı rayları, traversleri (bağları), bağlantı elemanlarını, anahtarları ve balastları içerir. Boji çerçeveleri, tekerlek merkezleri, fren blokları ve ray ankrajları dahil olmak üzere her iki kategorideki yapısal açıdan en kritik parçaların çoğu, metal döküm işlemleri demir, çelik veya alüminyum alaşımları kullanılır.

Küresel demiryolu ekipmanı pazarının değeri 2023'te 180 milyar dolar Bu, dünya çapında demiryolu ağlarını inşa etmek ve sürdürmek için gereken bileşenlerin büyük hacmini ve karmaşıklığını yansıtıyor. Her bir parçanın adının ve ne işe yaradığının anlaşılması satın alma, bakım mühendisliği ve üretim planlaması için çok önemlidir.

Trenin Ana Parçaları: Lokomotif ve Demiryolu Taşıtları

Lokomotif, treni çeken veya iten güç ünitesidir. Dizel, elektrikli veya hibrit olsun, tüm lokomotifler bir dizi temel yapısal ve mekanik bileşeni paylaşır.

Araç Gövdesi (Araç gövdesi)

Araba gövdesi, lokomotifin veya yolcu/yük vagonunun dış yapısal kabuğudur. Tipik olarak fabrikasyondur yüksek mukavemetli çelik veya alüminyum alaşımı ve boyuna basınç kuvvetlerine kadar dayanmalıdır 3.500 kN (787.000 lbf) ağır yük uygulamalarında. Araç gövdesi tüm iç sistemleri (çekiş ekipmanı, yolcu kabini veya kargo alanı) barındırır ve doğrudan boji çerçevelerine monte edilir.

Boji (Kamyon)

Kuzey Amerika'da "kamyon" olarak adlandırılan boji, bir demiryolu vagonunun her iki ucunun altında bulunan tekerlekli çerçeve tertibatıdır. Arabanın gövdesini taşır, araca yol boyunca rehberlik eder ve süspansiyon sistemi sayesinde darbeleri emer. Standart bir boji şunları içerir:

• Boji çerçevesi - Ana yapısal döküm veya imalat, genellikle üstten görünümde H şeklindedir.
• Birincil süspansiyon - tekerlek takımı aks kutuları ile boji şasisi arasında helezon yaylar veya lastik tamponlar
• İkincil süspansiyon - boji şasisi ile kabin gövdesi arasındaki havalı yaylar veya helezon yaylar
• Aks kutuları (jurnal kutuları) — tekerlek yataklarını tutan ve yükü akstan şasiye aktaran döküm mahfazalar
• Fren ekipmanı - fren silindirleri, fren donanımı ve fren blokları veya diskleri

Çoğu yolcu treni, araba başına iki boji kullanır; ağır yük vagonları, ekstra uzun vagonların altında üç veya daha fazlasını kullanabilir. Yük uygulamalarına yönelik boji çerçeveleri sıklıkla şu firmalar tarafından üretilmektedir: çelik döküm Dingil başına 25 tonu aşan statik yüklerin üstesinden gelmek için.

Tekerlek takımı

Bir tekerlek takımı, ortak bir aks üzerine bastırılan iki tekerlekten oluşur. Tekerlekler monoblok (katı) veya lastik merkezli tasarımlar Tren virajları geçerken pasif kendi kendine yönlendirme sağlayan konik sırt profiline sahiptir. Dünyanın çoğu yerinde standart demiryolu ölçüsü 1.435 mm (4 ft 8½ inç) ve tekerlek takımı boyutları raydan çıkmayı önlemek için bu ölçüye tam olarak uygun olmalıdır. Yük arabası tekerlekleri genellikle AAR spesifikasyonlarına göre Sınıf C veya Sınıf D çelikten dökülür ve frenlemeden kaynaklanan tekrarlanan termal döngüye dayanmalıdır; yüzey sıcaklıkları aşılabilir 500°C (930°F) sert frenleme sırasında.

Bağlayıcı (Kaplin)

Bağlayıcılar bireysel arabaları bir trene bağlar. Dünya çapında iki baskın kuplör tasarımı şunlardır:

• AAR mafsal bağlayıcı — Kuzey Amerika'da kullanılır; yüksek alaşımlı çelikten döküm; kadar olan güçlendirme (basınç) kuvvetlerini kaldırabilecek şekilde derecelendirilmiştir 4.448 kN (1.000.000 lbf)
• Tamponlu UIC vidalı bağlantı elemanı — Avrupa'da kullanılır; merkezi bir zincir/vidalı bağlantı ve iki yan tampondan oluşur; çok ağır trenler için daha az verimlidir ancak karma filo bağlantısına izin verir

Bağlayıcı gövdeleri, mafsalları ve boyundurukları neredeyse evrensel olarak çelik döküm karmaşık üç boyutlu geometri ve dayanmaları gereken aşırı darbe ve çekme yükleri nedeniyle.

Fren Sistemi Bileşenleri

Demiryolu fren sistemleri birkaç önemli parça kullanır:

• Fren silindiri — hava basıncını mekanik kuvvete dönüştüren pnömatik aktüatör
• Fren bloğu (fren pabucu) - tekerlek sırtına bastırılan sürtünme elemanı; Dökme demir bloklar, kendi kendini temizleyen tanecik özelliklerinden dolayı yük taşımacılığında hala yaygın olarak kullanılmaktadır.
• Fren diski ve kaliper - yüksek hızlı yolcu trenlerinde kullanılır; diskler aksa veya tekerleğe monte edilir ve dökme demir veya alüminyum kaliperlerle sıkıştırılır
• Üçlü valf / distribütör valfi - Tren hattındaki basınç değişikliklerine yanıt olarak fren uygulamasını ve serbest bırakmayı yöneten pnömatik kontrol cihazı

Demiryolu Hattı Parçaları: Altyapı Bileşenleri ve İsimleri

Ray sistemi, treni yönlendiren ve destekleyen sabit altyapıdır. Kalıcı yol (P-way) sistemi içerisinde her bileşenin belirli bir adı ve işlevi vardır.

Demiryolu

Ray, tekerleklerin üzerinde çalıştığı çelik çubuktur. Üç bölümü vardır: kafa (koşu yüzeyi), ağ (dikey konektör) ve ayak (taban flanşı) bu uyuyan kişinin üzerinde oturuyor. Modern ağır taşıma raylarının ağırlığı Metre başına 60–77 kg (UIC 60 veya 136 RE profili) ve yüksek karbonlu manganez çeliğinden haddelenir. Ray uzunlukları önemli ölçüde uzadı; sürekli kaynaklı ray (CWR), geleneksel bağlantıları ortadan kaldırarak ray bakımını %10'a varan oranda azaltır. %40 eklemli pistle karşılaştırıldığında.

Travers (Demiryolu Kravat / Çapraz Kravat)

Traversler, iki rayı doğru ayarda tutan enine elemanlardır. Yükü raydan aşağıdaki balast yatağına dağıtırlar. Travers malzemeleri şunları içerir:

• Beton (öngerilmeli) - modern pistte baskın; 40-50 yıllık hizmet ömrü; daha ağır (her biri 250–350 kg) ancak oldukça stabil
• Sertağaç kerestesi — geleneksel malzeme; hala anahtarlarda ve eğrilerde kullanılıyor; servis ömrü 20–30 yıl
• Çelik - bazı ağır sanayi demiryollarında kullanılır; yangına ve termitlere karşı dayanıklı
• Kompozit/plastik — benimsenmeye başlayan geri dönüştürülmüş plastik formülasyonlar; Daha uzun ömürlü ahşaba benzer özellikler

Demiryolu Fastening System

Bağlantı elemanları rayı traverslere bağlar ve dikey, yanal ve uzunlamasına kuvvetlere direnç gösterir. Anahtar bileşenler şunları içerir:

• Demiryolu clip (elastic clip) — ray ayağını kavrayan yaylı çelik klipsler (örneğin Pandrol e-clip, Vossloh Skl); yaklaşık olarak sağlamak 10–14 kN topuk yükü
• Demiryolu pad — ray ayağı ile travers arasında titreşimi azaltan ve travers yüzeyini koruyan kauçuk veya polimer ped
• Taban plakası - Ray yükünü travers yüzeyine yayan dökme demir veya çelik levha
• Spike veya vida spike - taban plakalarını sabitlemek için ahşap traverslerde kullanılır

Balast

Balast is the crushed stone layer beneath and around the sleepers. It distributes loads to the subgrade, provides drainage, and allows for track geometry adjustment. Granite and limestone aggregate sized 25–50 mm en yaygın olanlarıdır. Standart balast derinliği aralıkları 150 mm (hafif raylı sistem) ila 350 mm (ağır yük ana hatları) .

Geçiş ve Geçiş (Katılım)

Bir katılım (anahtar), trenlerin bir raydan diğerine hareket etmesini sağlar. Adlandırılmış kısımları şunları içerir:

• Anahtar rayları (nokta rayları) - treni sola veya sağa yönlendirmek için dönebilen konik hareketli raylar
• Stok rayları - anahtar raylarının kapandığı sabit raylar
• Geçiş (kurbağa) - iki rayın kesiştiği yerde dökme manganlı çelik bileşen; Yoğun darbe yüklemesine maruz kalır ve genellikle tek bir ünite olarak dökülür. Hadfield'ın manganez çeliği (%12–14 Mn) aşırı aşınma direnci için
• Rayları kontrol edin (korkuluk rayları) — tekerlek flanşlarını makas göbeği boşluğu boyunca yönlendirmek için hareketli rayın içine yerleştirilmiş ilave raylar
• Anahtarlama makinesi (nokta motoru) - anahtar raylarını hareket ettiren elektrikli veya hidrolik aktüatör; döküm muhafazalar mekanizmayı hava koşullarından ve darbelerden korur

Demiryoluway and Train Casting Parts: What Gets Cast and Why

Döküm, karmaşık şekiller, yüksek kütle ve olağanüstü dayanıklılık gerektiren demiryolu bileşenleri için baskın üretim yöntemidir. Demiryolu endüstrisi üç temel döküm sürecini kullanır: kum dökümü, hassas döküm ve kayıp köpük dökümü — bileşenin geometrisine, boyutsal tolerans gereksinimlerine ve üretim hacmine bağlı olarak.

Aşağıdaki tablo en önemli demiryolu döküm parçalarını, bunların malzemelerini ve döküm yöntemlerini özetlemektedir:

Neden Döküm Tercih Edilir? Demiryoluway Parts

Döküm, çeşitli mühendislik ve ekonomik nedenlerden dolayı demiryolu endüstrisi için tercih edilen üretim yöntemidir:

• Tek parça halinde karmaşık geometri — boji çerçeveleri, bağlantı gövdeleri ve yan çerçeveler, çelik levhadan üretildiğinde düzinelerce kaynak bağlantısı gerektirecek iç boşluklara ve değişken duvar kalınlığına sahip üç boyutlu formlara sahiptir. Döküm, bunları tek bir entegre parça olarak üreterek kaynak yorulma arıza noktalarını ortadan kaldırır.
• Kontrollü özelliklere sahip yüksek kütle — Demiryolu bileşenleri aşırı dinamik yükler altında yapısal sağlamlığı koruyacak kadar ağır olmalıdır. Döküm, gerekli sertliği, tokluğu ve yorulma mukavemetini aynı anda elde etmek için alaşım bileşiminin ve soğutma hızının hassas kontrolüne olanak tanır.
• Yüksek hacimli üretim için uygun maliyetli — standart yük vagonu bileşenleri (yan çerçeveler, destekler) için kum döküm kalıpları binlerce kez yeniden kullanılabilir, bu da sipariş verilebilen Sınıf I demiryollarının gerektirdiği hacimlerde birim başına maliyetleri rekabetçi hale getirir. Yılda 10.000–50.000 yük vagonu dökümü .
• Manganez çeliğinin sertleştirilmesi - Hadfield'ın manganez çeliğinden yapılmış çapraz kurbağalar aslında darbe altında daha da zorlaşıyor. Bu özelliğe yalnızca döküm durumunda ulaşılabilir; alaşım, işlenerek sertleşme kabiliyetini kaybetmeden kaynaklanamaz veya şekillendirilemez.

Sisteme Göre Önemli Demiryolu Parçaları: Eksiksiz Bir Referans Tablosu

Demiryolu Döküm Parçalarına İlişkin Kalite ve Sertifikasyon Standartları

Demiryoluway casting parts are among the most rigorously tested industrial components in any sector. A single failed bogie frame or coupler can cause a derailment with massive safety and financial consequences. The following standards govern their production and qualification:

• AAR M-201 — Amerikan Demiryolları Birliği'nin yük vagonu yan çerçeveleri ve destekleri (Kuzey Amerika) için spesifikasyonu. Her dökümde özel kimyasal bileşim, mekanik özellikler ve tahribatsız muayene (NDT) gerektirir.
• EN 13262 — Malzeme sınıflarını, boyut toleranslarını ve ultrasonik test gerekliliklerini kapsayan, demiryolu tekerlekleri için Avrupa standardı.
• EN 13749 - Simüle edilmiş hizmet yükleri altında minimum süreyle yorulma testi dahil olmak üzere, boji şasileri için yapısal gereklilikleri belirleyen Avrupa standardı 10 milyon yükleme döngüsü .
• UIC860 - Raylı araç yapımında kullanılan çelik dökümlere ilişkin Uluslararası Demiryolları Birliği teknik şartnamesi.
• GB/T standartları (Çin) — Çin Demiryolları'nın, dünyanın en büyük demiryolu imalat sektörlerinden birine uygulanan, kendi döküm ve malzeme standartları paketi. 4.000 lokomotif ve 50.000 yük vagonu yalnızca 2022'de.

Güvenlik açısından kritik olan tüm dökümler zorunlu NDT'ye tabi tutulur: manyetik parçacık muayenesi (MPI), ultrasonik test (UT) ve radyografik test (RT) parça hizmete girmeden önce iç gözenekliliği, çatlakları veya kalıntıları tespit etmek için. Birçok spesifikasyon aynı zamanda gerektirir yıkıcı kupon testi Çalışma sıcaklıklarında çekme mukavemeti, akma mukavemeti, uzama ve Charpy darbe değerlerini doğrulamak için çeliğin her ısısından.

Önemli Tren ve Demiryolu Parçaları için Bakım Döngüleri

Bakım aralıklarını anlamak, satın alma ekiplerinin yedek parça envanterini ve döküm siparişlerini planlamasına yardımcı olur. Aşağıda en kritik bileşenler için tipik inceleme ve değiştirme aralıkları verilmiştir: