铁轨在经历了近百年的演变之后,逐渐形成了我们如今广泛使用的“工字型”铁轨。
“工字型”铁轨有什么优势?为什么不继续演变了呢?为了承载重量较大的车辆施加的压力,铁轨的顶面要有一定厚度;为了提高钢轨的稳定性,铁轨的底面也要有一定宽度;为了与轮缘的车轮相吻合,铁轨的整体还要有一定高度;而“工字型”则刚好能满足这三点要求。
工字型铁轨主要由轨头、轨腰和轨底三部分组成,形成了一个宽底式工字型断面。其中轨头承载着车轮直接接触的压力,轨腰具备着较大的承载力和抗弯性能,轨底则保持着足够的稳定性。所以从材料力学上来看,工字型的铁轨强度最高。既能确保列车的平稳运行,还能保障万吨火车的承载力。
那么如此精巧绝伦的工字型铁轨是如何铸造的呢?你一定想不到制造铁轨的主要原料,其实是从回收的废旧钢材中提炼出来的。电磁起重机会将它们吸出来投进加料斗中,接着吊车将加料斗输送到冶炼炉里。此时,这些废旧钢材会在冶炼炉里受到电极电弧的高温冶炼,要不了多久就熔化了。
随后再在内部加入一定比例的碳元素和其他金属元素,通过陶瓷管道使液态合金流进下方的模具里,并加工成所需的长方形大钢坯。再进一步使用乙炔气,对大钢坯进行火焰切割成3.7米的长方形钢坯。
接下来,起重机将切割好的钢坯送进加热炉里,6个小时后钢坯就可以开始成型处理了。这一步,辊轧机会将钢坯压成原本4倍的长度,剪切机再将它们一分为四。如此一来,就得到了4块标准大小的钢坯。重复上一个步骤,会发现此时的钢坯形状,已经和铁轨很接近了。
为了将钢坯加工成“工字型”轮廓,辊轧机需要来回对钢坯进行塑性,塑性后自然冷却,再用辊轧机从垂直和水平方向,对铁轨进行修正,就能得到一条笔直的铁轨了。最后把它们切割成25米的标准长度,就可以出厂使用了。
如今,为了延长铁轨的使用寿命,提高列车的平稳性和舒适度,也出现了许多修复铁轨的新科技。例如这个铁轨打磨车。它的车底装有96个打磨砂轮,打磨作业的时速最高可达15公里,在铁轨上走一遍就能有效消除铁轨病害。
除此之外还有铁轨探伤车,这个名字就很形象了。它的原理是利用超声波技术,有效的检测出铁轨上的擦伤和裂纹,最高时速更是达到了100公里。
轨头?整错别字了吧?