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钢轨为何要轧成统一的“工”形?

2020-08-12

钢轨是铁路轨道的主要组成部件,它的功能在于引导列车的车轮前进,轨道车配件,承受车轮的巨大压力,并传递到轨枕上。大家都知道火车正是沿着两条平行的钢轨行驶的,钢轨下每隔一定距离铺设着方方正正的粗大枕木,这使路基能够均匀承受火车的沉重压力。但不知你注意过没有,铁路上的钢轨,并不是简单的“上”字形,也不是复杂的“土”字形,而是设计成上窄下宽的“工”字形。


有人说:“因为钢轨是工人阶级生产制造的,所以才把它设计成“工”字,这是一种象征,是对广大劳动人民、工人阶级的纪念!我国铁路部门的徽章标志里也有一个代表‘工’字的钢轨,也是相同的道理!”其实这种说法并没有科学依据,大家知道最早的铁路和火车都是欧洲的英国人所设计并制造的,而英语中的工人是”labour”,钢轨的汉字“工”外形并不能说是代表了工人阶级。

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那么真正的原因是什么呢?由于火车的载重量很大,为了能经得起载重很大的车辆施加的压力,钢轨的顶面要有一定的宽度和厚度,同样为了提高钢轨的稳定性,钢轨的底面也要有一定的宽度。


而且,因为火车的车轮外圈有部分突出,为了与带有轮缘的车轮相吻合,所以要求钢轨必须有一定高度。把钢轨横切面设计为“工”字形,正好能满足这三方面的要求,而且从材料力学的角度来看,这种造型的钢轨强度高,能合理而充分地利用钢材。因此“工”字形断面就被选为好的钢轨断面。


“工” 字形的钢轨在铁路上已沿用了100多年,除了为适应机车载重量的增大和车速的提高,增大钢轨的断面和改进各部分细节的设计以外,钢轨的形状几乎没有什么改变。但这也不是说钢轨的形状永远不会改变了,铁路工程师们一直在从事这方面的研究,希望能找出更合理更经济的钢轨形状。


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