ریل راه آهن
تاریخچه ریل راه آهن
اولین قطارهایی که ساخته شد قطارهایی بود که اسب ها واگن آن ها را انتقال می دادند. به همین دلیل جنس ریل آن ها از چوب بود. از دهه ۱۷۶۰ میلادی روی این ریل های چوبی نوارهایی از جنس چدن نصب کردند و ریل ها از چوبی به آهنی تبدیل شد. با این حال باز هم در هنگام عبور بارهای سنگین به راحتی شکسته می شدند، اما مزیت آن ها این بود که خیلی سریع و ارزان ساخته می شدند. عیب دیگر این ریل ها این بود که تسمه های رویی گاهی اوقات پاره شده و با کف واگن تلاقی داشت. در نتیجه با اینکه ساخت آن ها ارزان بود هزینه نگهداری و تعمیرشان بسیار زیاد می شد.
برای بهتر شدن ریل ها، ریل های ترکیبی چدن و چوب را به ریل های چدنی فلنج تبدیل کردند و از طرف دیگر چرخ های واگن ها را به صورت مسطح در آوردند. بعدها فردی به نام ویلیام جسپ به این نتیجه رسید که اگر لبه هایی برای ریل ها تعبیه کند که چرخ های واگن در آن قرار بگیرند ریل عملکرد بهتری خواهد داشت.
متأسفانه ریل های چدنی خیلی راحت با کمی فشار اضافه می شکستند و همین موضوع دردسری بزرگ بود زیرا دائماً ریل ها باید تعمیر می شدند. به همین دلیل در سال ۱۸۲۰ فردی به نام جان برکینشو اختراعی به نام تکنیک نورد بهبود یافته را به نام خودش ثبت کرد که با این اختراع توانست کاری انجام دهد که طول عمر آهن افزایش یابد و آن را جایگزین ریل های چدنی کند. بنابراین بین سال های ۱۸۲۵ تا ۱۸۴۰ اوج ساخت و ساز ریل اتفاق افتاد و از آن زمان به ریل راه آهن معروف شد.
فولاد ترکیبی از چندین آلیاژ و بسیار قوی تر از آهن است و در صورت استاندارد بودن حتی در زیر فشار بارهای بسیار سنگین نیز تغییر شکل نداده و نمی شکند. ریل های فولادی بستری برای ساخت ریل های طولانی تر را فراهم کردند. یکی از مشکلات بزرگ در ساخت ریل راه آهن این بود که باید آن را به صورت یک تکه می ساختند و به همین دلیل نمی توانستند ریل راه آهن را در مسیرهای خیلی طولانی یا دارای پیچ و خم احداث کنند. برای همین کم کم از جوشکاری برای اتصال ریل ها استفاده کردند. با این کار ریل راه آهن به راحتی در کارخانه ساخته می شد و در محل به هم جوش می خورد.
مشخصات فنی ریل راه آهن
ریل راه آهن از نظر شکل ظاهری از یک مقطع فولادی نورد شده تشکیل می شود که به شکل دو خط موازی کنار هم قرار می گیرند و بعد به صورت ثابت روی شاسی تعبیه شده با پیچ و مهره متصل می شوند. از آنجایی که مهم ترین وظیفه ریل راه آهن تحمل بار وسیله نقلیه و هدایت صحیح آن است، باید طوری ساخته شود که نیروی وارد شده خارجی در سرتاسر آن تقسیم شود. در غیر اینصورت به بعضی نقاط فشار بیشتری وارد شده و باعث شکست ریل و منحرف شدن قطار می شود. برای اینکه بتوان نیرو را پخش کرد از بست و پابند برای اتصال ریل راه آهن استفاده می شود. این کار از نظر فنی بسیار مهم است، زیرا باعث کاهش اصطکاک بین وسیله نقلیه و ریل راه آهن خواهد شد. در نتیجه مانعی در برابر حرکت ایجاد نشده و ریل ها نیز در اثر نیروی قطار نمی شکنند.
سایر مشخصات فنی که برای ساخت ریل راه آهن باید در نظر گرفته شود شامل کاربرد، تنش های دینامیکی و استاتیکی وارد شده، میزان سایش و خوردگی و سایر نیروهای موجود می باشد. اگر همه این موارد در ساخت ریل رعایت شوند ریلی باکیفیت تولید خواهد شد. برای این کار فرایند تولید ریل باید بسیار دقیق بوده و عملیات متالوژی ثانویه در کوره پاتیلی و گاز زدایی تحت خلأ به درستی انجام شود. بعد از تولید ریل نیز باید ریل های تولید شده از نظر شیمیایی، ابعاد، عیوب ظاهری سطوح شمش و تست های دیگر کاملاً بررسی شده و به لحاظ فنی طبق استانداردهای قابل قبول باشد.