Дорн или из профтрубы рельс Виньоля.
Добрый день строители и любители дачных железных дорог!
.
Возможно, во время прошлой нашей встречи я не представился. Зовут меня, Вячеслав Мерзляков родился и живу в славном городе-герое Одессе, что находится на берегу Черного моря. От роду 47 лет. Получил образование инженер- механик в Одесском политехническом институте. Имею дачу в 6 соток размером 15 на 40 метров на которой и задумал построить миниколейку. Небольшой по размеру участок явился определяющим для выбранного размера колеи в 200мм. Участок старый, дачам более 50 лет, все застроено и засажено, что также усложняет оптимальную интеграцию дороги в дачное хозяйство. .
Дорога задумана для решения многих разноплановых задач, таких как развлечение, техническое творчество, мое и подрастающего поколения, перевозка небольших грузов и т.д.
В прошлый раз я рассказал об установщике колеи с возможностью контроля подуклонки и обещал дополнить свое повествование опытом его эксплуатации. Сегодня я расскажу к чему это привело.
.
И так, первоначально уложив рельсы (профильная труба с наваренными подкладками) на предварительно заготовленные и обработанные шпалы в специальный кондуктор, установил на них установщик колеи (предварительно выставив в узле контроля подуклонки 3 градуса с помощью шаблона) и попытался собрать рельсошпальную решетку. Правильность монтажа проверял колесной парой имеющую конусность каждого колеса в 3 градуса. К сожалению, эта затея к положительному результату не привела, то с одной, то с другой стороны линии контакта колесо рельс образовывался клинообразный зазор и точечный контакт. Мало того труба (была выбрана размером 20 на 40мм) имела местами вогнутую поверхность плоскости катания. Дожидаться пока рельс сдеформируется под нагрузкой или износится, я не стал.
.
Здесь нужно сказать, что поверхность катания головки рельса Виньоля не плоская, а имеет определенный радиус выпуклости, что позволяет получить допуск на величину подуклонки при монтаже рельса. Кому интересно почитать краткую историю развития колеса и рельса, могут обратиться по ссылке
При конусности колес 1:20 допуск величины подуклонки при монтаже рельса у большого брата составляет от 1:60 до 1:12. При выпуклой или радиусной поверхности головки рельса, обеспечивается более стабильное по площади и форме пятно контакта рельс-колесо, что обеспечивает сцепляемость, уменьшения проскальзывания, а также избавление от преждевременного износа. При просмотре фотографий размещенных на форумах западных сайтов я неоднократно наблюдал характерный износ колесных пар из-за отсутствия подуклонки. При столь малой толщине стенки профильной трубы вопрос механического и коррозионного износа выходит, на мой взгляд, на первый план.
.
Таким образом, было принято решение отформовать короткую сторону трубы для получения радиуса примерно в 100мм для чего была изготовлена ручная, горизонтальная протяжка или пресс.
Главным рабочим органом является регулируемый по высоте дорн. Дорн выполнен в виде клина со съемной верхней рабочей частью. Верхняя часть дорна выполнена выпуклой, радиусом меньше 100мм
Регулировка производится с помощью прокладок
Дорн выполнен заодно со штоком с помощью сварки, на который наварены упорные зубья
Процесс протягивания производится с помощью упорного рычага
Стойки для шарнирного крепления упорного рычага выполнены из швеллера №8 и закреплены на основании из стальной балки, изготовленной из 16 швеллера (такая была), крепление болтами м10
Толкатель упорного рычага подпружинен для надежного прижатия к штоку дорна
Протяжка осуществляется движением рукоятки упорного рычага в вертикальной плоскости, т.е. вверх и вниз. За один рабочий ход шток дорна под действием толкателя продвигается на 100мм
Заготовка рельса крепится на основании с помощью двух хомутов
Пресс позволяет протягивать трубы до 3-х метров. Для облегчения движения дорна внутри трубы, перед протяжкой ее необходимо смазать разбавленным «Мовилем» (разбавляется уайтспиритом). Такая смазка в будущем также защитит от коррозии. В процессе работы, радиус профиля необходимо контролировать радиусным шаблоном. Необходимого радиуса в 100мм удалось достичь за два прохода.
Некоторые шаги работы с прессом представлены на рисунках ниже
В заключение хочу сказать, наварка подкладок на заготовку рельса, также производилась в специальном кондукторе об этом в следующий раз. С уважением Вячеслав.
Вот возникло у меня два вопроса.
Первый — в результате такой операции длина верхней плоскости профтрубы становиться больше, следовательно и толщина стенки уменьшается. А насколько? Нет данных?
Второй — если посмотреть профиль колеса, то можно увидеть, что в идеале пятак контакта колесо-рельс должен быть минимальным. При нормальном рельсе и учете стирания профиля колеса пятак увеличивается, но не критично. В случае профтрубы получается контакт по верху выгнутого рельса. А не приведет это к истиранию только в том месте? Тем более, что и толщина уменьшена там?
А прибор интересный вышел. И хорошо бы увидеть его в применении (видео ролик).
Здравствуйте Михаил!
При радиусе выпуклости рельса в 100мм высота сегмента меньше 0,3мм. На мой взгляд о реальном уменьшении толщины стенки говорить не приходится, да и штангель не показывает. Немного уменьшилась ширина верхней части рельса на 0,3-0,4мм.
Второй момент как раз очень важен. Пятно контакта должно быть не только максимально большим (в пределах возможных для металла), но стабильным по площади и форме во избежании прерывистого скольжения не столько на прямых, но и на закруглениях пути. Вспомните песочницы у локомотивов и трамваев. Песок подсыпают именно для улушения сцепления ввиду небольшого пятна контакта. Исследования по износу рельс-колесо у трамвая говорят об преждевременном износе именно колеса, а не рельса, причем его реборды. Вся эта затея, ради того, чтобы уйти именно от преждевременного износа трубы на закруглениях профиля. При наличия допуска на подуклонку, колесо по плоскому рельсу будет точечно опираться на рельс в районе боковых плоскостей трубы в местах закругления профиля, способствуя максимальному износу и проскальзыванию. Кстати, я неоднократно осматривал сильно изношенные рельсы, профиль головки рельса всегда сохраняет свою выпуклость т.е. износ происходит по всей плоскости относительно равномерно. Максимальный износ замечен именно на внутренней плоскости рельса, месте контакта с ребордой. Интересно, что исследования по модификации профилей рельс-колесо проводятся поныне и не безуспешно. К сожалению снимать было некому, а теперь на улице обледенение, сегодня идет дождь. Для подготовки новых секций нужны подкладки их пока нет. Потеплеет сниму постановочное видео. С уважением Вячеслав.
Вячеслав Здравствуйте!
А ежели придумать агрегат который будет не распирать верхнюю поверхность профиля а наоборот сдавливать обе боковые поверхности во внутрь? — на мой дилетантский взгляд должен получиться похожий эффект закругления верхней грани профиля.
не по теме — в своё время, когда в девяностые прекратило существование пассажирское ответвление на Ильичевск — один мой дальний родственник утащил к себе на участок несколько рельсин, но к сожалению пошли они на забор а не на колею.
Алексей здравствуйте! Вы правы при деформировании короткой стороны длинные полки немного сходятся. Обратный эффект тоже будет. Но, как я писал короткая сторона зачастую не плоская, а вогнутая причем на длине 3 метра эта вогнутость переменна вплоть до ровной поверхности. Воздествие на боковые грани даст в следствии этого неровную поверхность катания, а нас интересует нормированная поверхность с заданным радиусом, что и обеспечивает с приемлемой погрешностью агрегат.
Прошу практиков поделиться следующим опытом (печальным либо нет) по поводу работы с металлом:
1. Насколько реально достать на тех же металлобазах, где добывается полоса и профтруба, тепличный стальной тавр 50х25 или близкого размера? Именно тавр, а не уголок и швеллер. Насколько я вижу, прокат не очень распространенный.
2. Можно ли подвергнуть гибке в прокатном станке (на заказных роликах, под профиль рельса) сварной рельс, если он собран из тавра и квадратной трубы (или квадрата) ? Т.е. головка приварена к шейке. Не разойдется ли такая конструкция пополам? Или ее (если допустить на момент целесообразность изготовления таких рельсов) предварительно лучше прокатать на требуемый радиус по отдельности, а после уже сварить в кондукторе?
Возможно, звучит бредом, много монотонной работы (но не больше, чем нарезка и приварка подкладок, с моей точки зрения) — но чисто гипотетически? Имеет ли смысл с точки зрения получения аутентичного вида рельсов, исключительно в тех местах, где они не будут прикрыты настилом или убраны в пол по образцу трамвайных (там однозначно и стопроцентно должна применяться труба плюс уголок для желобка).
С уважением, Дмитрий.
Прежде всего здравствуйте! Подобная мысль мне приходила в голову, но пришлось от этой идеи отказаться и вот почему:
1.Подобный тавр на металлобазах не встречал, нет его и в прайсах. Возможно сейчас не выпускается или только под заказ, думаю нет спроса.
2.Сварка столь длинных швов, даже если он прерывистый, ведет к не предсказуемой деформации изделия во все стороны. При сварке электродом больше, полуавтоматом меньше. Можно затем отрихтовать, а это время и идеально не получится. Можно попробовать предварительно снять отжигом напряжения, а затем рихтовать и гнуть. Все это целая технология не для домашних условий.
Сначала гнуть потом варить: трубогиб никогда не дает одного радиуса гиба, даже если гнуть один типоразмер профиля последовательно заготовку за заготовкой, так что перед сваркой придется подгонять. Возня еще та. После сварки всю конструкцию поведет, может даже винтом.
Даже приварка подкладок к профтрубе дает известную дефомацию последней, если варить сплошным швом, а не точками.
В итоге по моему мнению изготовление сварного рельса, есть титанический труд с огромными временными затратами и сравнивать с приваркой подкладок невозможно. Лучше, как по мне, потратить силы на подвижной состав, инфраструктуру, путевую автоматику и т.д. и т.п.
На мой взгляд гораздо интереснее технология по выгибанию из профтрубы рельса виньоля с подошвой и головкой на специальных валках. Однако это довольно сложный механизм с большими капиталовложениями с последующей коммерческой реализацией конечного продукта. Смысла нет т.к. нет рынка.
Аутентичный вид рельсов это не главное. Главное в рельсе надежность и долговечность в этом плане полоса Павла Чилина конкурентов не имеет, но ее цена для многих ставит крест вообще на любой мечте построить дорогу. Хотя дорога Павла достанется и правнукам, а профтруба сгниет по моим оценкам лет за 15 максимум. Кстати сварка долговечности не добавляет, поскольку способствует развитию очаговой коррозии. С уважением.
Доброго здоровья, энтузиасты!
Кроме долговечности полосы и аутентичности рельса Виньоля не забудем и об одном весьма важном факторе. А именно ценности металлоизделия в пункте его приема на переработку и проживания хозяина дороги на своем участке постоянно.
Если хозяин живет безвылазно, то можно брать р18 и оставлять память о себе в веках. А если проживание наездами или только летом, то чем тоньше металл, тем дольше лежит))) В противном случае унесут вместе со щебнем)))
Делать что-то из двух, трех, четырех профилей при помощи сварки, болтов или как иначе… тут с Вячеславом полностью соглашусь — зря потраченное время.
А напилить, просверлить и приварить подкладку к рельсу из профтрубы дело не такое уж и долгое. Хотя если пилить ручной ножовкой, сверлить коловоротом и приваривать дедушкиным трансформатором выбивающим пробки аж на подстанции, то лучше и не начинать.
Хороший инструмент, подручные приспособления (кондуктора, держатели типовых заготовок) и дело двигается довольно быстро.
Спасибо, у меня выводы пока примерно те же. Профтруба для основной массы путей подходит лучше.
Правда, приятель мой попробовал варить такие рельсы известным девайсом «Горыныч» и результатом вполне удовлетворен — четырехметровую холодную плеть, после сварки кондуктором, не скрутило винтом. Труба предварительно, дабы не прожечь и для дополнительной прочности, заполнена песком. Правда, этот «рельс» мы еще не пробовали гнуть, но преимущества плазменной установки оценены по достоинству. Попробуем изготовить «кривую». В качестве расходников использован стальной пруток и бутылка водки «Кристалл».
Кондуктор представляет собой чуть модифицированную струбцину-клещи, похожую на те, которые использовал Владимир при изготовлении стрелки. На губках клещей пластины, в которых вырезаны половинки профиля рельса. При соединении прижимают профильную трубу или квадрат по оси тавра (остался кусок от изготовления теплицы). Использовались две штуки, сдвигаемые вдоль рельса по мере работы.
Касаемо проката профтрубы в рельс: то, что годится для модели (и описано у Прохазки в книжке вместе с чертежами роликов), не будет работать в столь большом масштабе. Профтруба в 99% случаев изготавливается как минимум с одним сварным швом, и при столь многочисленных деформациях (1. Сплющивание середины под шейку 2. Формирование подошвы и головки 3) формирование окончательного профиля) неминуемо где-то да произойдет либо излом, либо деформация. Оно того не стоит. Лучше экспериментировать со сваркой.
Дмитрий, после некоторой интриги занавес кажется приоткрылся. Ждем полноценный рассказ на страницах блога о свершениях и достижениях с фотографиями.С уважением
Да какие тут фотографии — я же писал, у меня на участке места под садовую железку сейчас нет… От слова «совсем». Мой участок представляет собой «пенал» между двух улиц — длинный, но при этом узкий (максимальная ширина 10 метров). От забора до забора стоит дом.
В настоящее время все свободные средства направлены на окончание капремонта дома, чтобы сделать его пригодным для полноценного проживания с женой-красавицей. А касаемо рельса — ну, сварили на пробу один прут, и тот у приятеля на участке. Но получилось вполне себе достойно, ваши опасения не оправдались. Осталось придумать, где на регулярной основе добывать тавр и подсчитать экономическую состоятельность процедуры (выгоднее ли такой рельс по сравнению с простой трубой 25х50, учитывая, что подкладки можно теперь не варить, а использовать полноценный профиль рельса). Ну, и ждать зигзага фортуны, который уронит мне на голову дополнительные квадратные метры участка, здесь либо в новом месте…
С уважением и верой в лучшее, Дмитрий )))