Ferrocarriles

T-1 Sistema de rodadura

Transmision de cargas

Las cargas se transmiten a la via por medio de la rueda. Luego se transmite a superficies mayores y asi decrece la presion.

Geometria de una via. Parametros

La geometria de la via define la calidad de los frenos, hay dos problemas: 1ºDe alineacion por movimiento horizontal. 2ºDe nivelacion por movimmiento vertical.

Geometria de via = valor teorico + desviacion.

Peralte: Inclinacion de la via. Se usa en las curvas. En recta no es necesario.

El aumento de peralte se produce con la plataforma recta.

Los carriles deben ser paralelos en rectas y curvas pero cuando estoy ganando peralte es necesario q no haya paralelismo. Se gana peralte en curva.

Modelizacion: Bogie: cuerpo del material movil, es un bastidor q sujeta los ejes del tren,contacto rueda carril

Alabeo: causa fundamental del descarrilamiento de los trenes. Existe una rueda q no toca el carril, la distancia entre rueda y carril cuando una parte del tren esta en una zona peraltada y la otra no.

Elementos de la via

 Infraestructura: Las demas construcciones q precisa el FFCC para su uso: puentes, terraplenes, desmontes, electricidad, etc. Falso tunel: es un trinchete q acabamos convirtiendola en tunel por problemas o desprendimientos.

Plataforma: El pto + alto de la infraestructura o el punto + bajo de la superestructura.

Superestructura: constituido por carril, traviesa, sujecion, balasto u hormigon.

Via convencional: Con balasto, emparrillado carril + traviesas con lecho de balasto.

Via no convencional: Sin balasto, es de cemento. Apoya sobre losa d hormigon. Inicialmente: balasto + barato. Cemento + barata. A lo largo del tiempo (mantenimiento): Balasto + caro, cemento + barato.

Caracteristicas ferroviarias

Apoyado: El apoyo q hay entre las vias del carril

Guiado: El ffcc tiene su recorrido ya por la via, esto permite la automatizacion.

Unidireccional: se deben establecer muchos aparatos de via para permitir el adelantamiento.

Adherencia: Hay poca adherencia por el rozamiento lo cual implica poco gasto energetico. Incovenniente: por este motivo no se pueden superar rampas con mucho peralte, maxima rampa 2%. Exist arenero para arrancar, asi se establece una fuerte adherencia puntual. Se necesita muxa distancia de frenado.

Ancho de via y entrevia: Ancho de via (factor frontera): distancia entre caras activas (caras internas del carril). Medida a 14 mm bajo el plano de rodadura donde la cara ya sea plana. en otros mas grandes son 15 mm. Los carriles no se colocan en vertical, sinó con una cierta inclinacion hacia el centro, asi la cara esta vertical y se evita la zona de desgaste. Asi tb hay mejor contacto con la llanta de la rueda.

Entrevia: Es la separacion entre vias para q los trenes puedan circular en distintos sentidos impidiendo asi q las presiona q se obtienen entre ellos provoquen descarrilamiento o roturas.

Anchos de via europeos (mm): España renfe 1.668, 1435, 1000. UIC: insitucion q estandariza el ancho internacional 1,435 mm.

Cambio de ancho (talgo): El talgo es un tren q puede cambiar de ancho, mendiante un sistema de vias. Desbloquea las ruedas y luego las vuelve a bloquear. Es un sistema caro, no viable para trenes de mercancias ya q pesan mucho(solo con viajeros). Son dos ruedas independientes con el eje separado es decir dos ejes cortos.

Cambio de via CAF: Eje telescopico esta en investigacion.

Razon de mayor ancho en España: Tecnica- economica: pq hay muchas rampas y asi se pueden llevar locomotoras + potentes. Estrategia: evitar invasion.

Ventajas menor ancho: 1ºCurvas de radio menor. 2ºEconomia, menos material. 3ºMenores obras. 4ºMenor resistencia a traccion.

Incoveniente menor ancho: 1ºMenor capacidad. 2ºMenor velocidad. 3ºMayor coef de explotacion, a mayor coef es peor.

Galibo: Conjunto de medidas q acotan el FFCC, tipos: de obras civiles y de vehiculos

Material movil

Carga por eje: Europa 18t/eje. España 18<T<22 eje. EEUU: 45t/eje (excepcional).

Rueda calada: Es una rueda rigida, pero supone q en las curvas la de dentro recorre menos longitud, entonces hay deslizamiento. En el talgo hay no-deslizamiento en curvas pero a costa de la rigidez.

Conocidad y pestaña: conocidad es no seguridad. La pestaña no roza con el carril, ancho de via mayor q el ancho entre penstañas. La pestaña evita el descarrile del tren ya q si V1>V2 siendo V=R*W y A=W. Tiene mas velocidad lineal por lo tanto va mas deprisa q la otra y tiende a volver al carril ya que el R1>>>R2. Pestaña siempre hacer de tope y si se monta en carril, efecto diferencial encarrilador. Con la conicidad de la rueda conseguimos un efecto diferencial q permite una velocidad lineal distinta. ya q la velocidad de giro W es igual.

Efecto lazo: mediante el cual el tren va centrandose ya que los defectos de la via lo descentran. La logitud de onda de este ciclo es de 18-24 m.

Cualidades de la via

Son la resistencia, flexibilidad, continuidad y homogeneidad.

Resistencia: Debe resistir al tren asi como los golpes.

Flexibilidad:

Continuidad:

Homogeneidad:

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Bateador: compactacion del balasto, se realiza mediante la bateadora bajo las traviesasde la via. La bateadora tb aline y mantiene la geometria del balasto. Dejan un buen asentamiento de las traviesas.

Levante: Levanten la via hasta su geometria adecuada, a base de añadir balasto.

Ripado: Traslado lateral de la via.

Perfilar: Donde el perfil adecuado a la via. La perfiladora recoloca bien el balasto.

Tren de tolvas: tren con remolques (tolvas) llenos de balasto q te permiten la descarga de balasto en la via.

Estabilizador dinamico: Simula el peso de aguas durante un tiempo para el asentamiento de la via.

Desguarnecidos: Las desguarnizadoras sustituyen el balasto de debajo de la via sin necesidad de sustituir la via. Por culpa de balastos contaminados, por ejemplo no siempre lo sustituyen sino q tb lo limpian quitando los ifnos y dejando el balasto bien.

T-2 El carril

Introduccion:

Importancia economica de los materiales: 38%carril, 26%balasto, 25%traviesa, 11%sujecion.

Funciones: 1ºResistrir y transmitir: contacto rueda con el carril. y transmitir los esfuerzos a los elementos situados por debajo. 2ºConducir corriente electrica (no siempre): para las señales tb sirve para mover los trenes. 3ºGuiar: sirve de guia para los vehiculos.

Evolucion: 1ºPerfil se adapta a las necesidades. 2ºFabricacion: evolucion de los aceros.

Introduccion alas caracteristicas: Rigidez: el acero no debe ser excesivamente rigido ya tenderia a romperse con fragilidad. Peso: cuanto mas pese el carril significara q es mas resistente. Pero a mayor peso mas caro. Adherencia: Cuanto menos adherencia menor gasto energetico con unos inconvenientes, patinan las ruedas en rampas y mayor distancia de frenado a menor adherencia. Perfiles: depende de ls caracteristicas q necesitamos pero no hay muxo para elegir.

Caracteristicas generales: Cualidades necesarias: 1ºResistencia a abrasion capaz de resistir rozamiento rueda-carril. 2ºAusencia de fragilidad: no queremos rotura fragil. 3ºFacilidad para soldar: acero soldable. 4ºCoste aceptable.

Composicion quimica: El manganeso (Mn), el cromo (Cr), el hierro (fe) y  el carbono (C), aportan muxa resistencia a traccion al carril. Las proporciones deben estar equilibradas. El fosforo (P) y el azufre (S) son elementos perjudiciales para el metal del carril pero eliminarlo del todo es muy caro por lo tanto se eliminan hasta cierto limite. Hay aceros normales N y duros D, a mayor cantidad de carbono mayor resistencia, la dureza depende basicamente del carbono.

Caracteristicas fisicas: La dureza y resistencia a traccion siguen una relacion lineal. 1ºResistencia a traccion: N(carril normal) 700 N/mm2. ND (normalmente duro) A mayor C y b menor C, 900N/mm2. ED (extra duro) 1100N/mm2 no se suele utilizar. si en curvas, colocado en toda la via, degradaria la rueda. 2ºPeso especifico ?=7,88 kg/dm3. 3ºCoef d dilatacion: ?= 11,5*10^-5. 4ºModulo de elasticidad: E=2,1*10⁶kg/cm2. 5ºDureza: Cuyo ensayo consiste en una bola de acero q se deja caer sobre el carril, unidades brinell. N(dureza) entre 200-300 unidades, a mas unidades mas dureza. 6ºTratamientos termicos: segun el enfriamiento y la rapidez puede mejorar la resistencia de ciertas zonas del carril, es decir, la zona activa.

Textura: Depende de composicion quimica, proceso de fabricacion, evolucion d  temperaturas y tratamientos termicos. La textura varia dependiendo del tratamiento termico. La mala calidad de fabricacion puede ser detectada con una macrografia bauman. Macrotextura: calidad de fabricacion y manipulacin. Microtextura: Nos da idea de resistencia al desgaste y plasticidad adecuada.

Forma: Condicionantes: sirven de rodadura e integracion en la via. Son los requisitos basicos a cumplir.

Perfiles evolucion: Carril brunell (para puertos): se quita la zona del alma (debil) para conseguir un carril mas robusto y por lo tanto resistente. Carril phoenix (para tranvias): permite el paso de los coches para cruzar dichas vias. Carril simetrico: Es el oriden del bullhead, es doblemente simetrico, su finalidad era q cuando se gastara debido a la erosion por el uso se le podia dar la vuelta. No funciono. Ademas las cargas se reparten sobre toda la superficie. Dado q la superficie es mayor las presioneson pequeñas. Carril bull head: este carril es muy antiguo pero reparte muxo la carga, sigue funcionando en inglaterra y francia.

Carril vignole: Cuanto mayor alma, mas inercia vertical tiene el carril, flacta menos. Cabeza: altura y anchura proporcionadas al carril, suficiente altura y anchura a=65-72mm y h=50mm. Transmision no puntual de esfuerzos (repartir). Inclinacion caras laterales presion de pestaña 1/20.

Alma: transmitir tension al patin, aportar inercia vertical, permite el enfriamiento, ancho suficiente aunque es muy esbelta necesita tener un minimo ancho para evitar corrosion.

Patin: Ancho suficiente para repartir cargas y evitar el vuelco. Relacion anchura del carril/ anchura del patin de 1,1 a 1,2. Formas del patin segun laminado.

Peso: Idea de solidez: 1ºCarga por eje. 2ºVelocidades (a + velocidad + carga--> carril mas resistente). 3ºDensidad de trafico. 4ºPesos habituales: 45, 5o y 60kg/m. el 45 van donde pasan pocos trenes y no muy cargados.

Pesos optimo: Carga (el cairo) q=2,5p. Velocidad (yershow) q=Vm/2,2. Trafico (shulga): q=31,046 T^0,203. Sintesis (shanjunianz): q=a(1+ ⁴?T)*(1+0,012*v)^2/3 *p^2/3   donde V< 160 km/h y a= 1,2 en vagones y a=1,13 en locomotoras.

Fabricacion:

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