سیستم های حمل و نقل ریلی چگونه کار میکنند؟

سیستم های حمل و نقل ریلی چگونه کار می کنند؟
 سیستم های حمل و نقل ریلی چیست؟
 شرایط استفاده از بهترین سیستم های حمل و نقل ریلی شامل چه مواردی است؟
و صدها سوال دیگر که میتواند برای شما هم پیش بیاید
همانطور که میدانید تعداد وسایل نقلیه ای که از سیسم ریلی استفاده میکننده جزو وسایل نقلیه ریلی محسوب میشوند. 
از جمله مترو، قطار باربری، قطار مسافربری، تراموا، مونو ریل، قطار سبک شهری و غیره
 از زمانی که قطارها و استفاده از آن ها احساس شد تاکنون پیشرفت های جهانی توسعه و تحول بزرگی در صنعت ریل کشور ایجاد شده است.

تاریخچه سیستم های حمل و نقل ریلی

شاید بتوان گفت اولین بار در قرن شانزدهم ریل هایی از جنس چوب برای جابجایی واگن ها ساخته شده بودند. این ریل ها و واگن های ساخته شده از هیچ استاندارد خاصی پیروی نمی کردند. تا اینکه با تغییر و تحولات قطارها به مرور زمان باعث شد تا قطارها جایگاه ویژه‌ای را پیدا کنند. 
در ابتدا از جنس چوب ساخته می شدند و سپس برای مقاومت بیشتر از چدن استفاده می‌کردند. هنوز هم بعد از گذشت سالیان متمادی استفاده از قطعات تولیدی چدنی در بعضی از قسمت های صنایع ریلی و قطار نیز دیده می‌شود. 
قطعات چدن های آلیاژی داکتیل با زیرساخت های میکروسکوپی شامل فریت پرلیت و گرافیت های کروی می باشند

نحوه حرکت سیستم های حمل و نقل ریلی (مترو)

سیستم حمل و نقل مترو های یک سیستم حمل و نقل عمومی زیر زمینی می باشد که برای حرکت این سیستم حمل و نقل معمولاً از سیستم‌های خود کشش برقی و از طریق ریل سوم یا شبکه بالاسری استفاده میشود.
 البته از سیستمAC, DC  نیز می توان برای برق رسانی جهت این سیستم حمل و نقل نیز استفاده کرد. سیستم DC برای قطار های درون شهری و AC برای قطار های بیرون شهری کاربرد دارد. 
ولتاژ مورد نیاز برای تغذیه قطارهای شهری حدود ۷۵۰ کیلو ولت و ۱۵۰۰ کیلو ولت و ۳۰۰۰ کیلو ولتDC  مناسب می باشد. 
میزان ولتاژ پیشنهادی در قطارهای بین شهری ۱۵ کیلو ولت ۲۵ کیلو ولت و ۵۰ کیلو ولت AC مناسب است. 
برای تراموا و مترو برقDC  مناسب تر می باشد.
 در قطارهای شهری چون نیازمند بالا رفتن سرعت اولیه و شتاب تقویم می‌باشد هر واگن از سیستم خود کشش استفاده می کند که نیازمند موتور مستقل می باشد. این موتورها اغلبDC  استفاده می کنند.
 در قطارهای بین شهری چون نیازی به شتاب اولیه نیست از برقAC  استفاده می شود

سیستم های حمل و نقل ریلی چگونه کار می کنند؟

از جمله فاکتورهای دلیل حرکتی سیستم حمل و نقل ریلی به جز قطعات که باید از کیفیت بالایی برخوردار باشند، عوامل مهم دیگری نیز تأثیرگذار هستند.
 از جمله این عوامل می توان این موارد را نام برد
مسیر محاسبه
مصرف سوخت
لحظه ای سرعت
شتاب متوسط
 

 بار نیروهای کششی لحظه‌ای قطار و دیاگرام 

مقاومت های حرکت قطار با در نظر گرفتن جزئیات فنی، آلات هندسه مسیر و غیره می‌تواند موثر باشد.
 تمامی این عوامل پس از بحث و بررسی قرار گرفتن تحت نظرات کارشناسی و آزمون های فرضی قرار می گیرند. 
به طور کلی می توان گفت برای اینکه چگونگی  سیستم حمل و نقل ریلی را پشتیبانی کنیم، باید تمامی اطلاعات لازم را با جزئیات دریافت کنیم و ایمنی آن را تحت نظر داشته باشیم که شامل استفاده از قطعات مصرفی تا قسمت های مسیریابی می شود.

از جمله قطعات پر کاربرد در صنعت ریلی

استفاده از انواع بلبرینگ های شیار عمیق
 بلبرینگ های خود تنظیم 
بلبرینگ های تماس زاویه
 بلبرینگهای کارب 
بلبرینگ های نسوز
 بلبرینگ های کف گرد
 انواع رولبرینگ ها
 رولبرینگ مخروطی
 رولبرینگ دو ردیف ساچمه‌ای بشکه‌ای
 رولبرینگ سوزنی
 بال اسکرو ریلی
 بوش چاکنت و مهره 
انواع یاتاقان 
تسمه و زنجیر 
انواع گریس و روانکارهای
 و انواع موتور ژنراتور
 ادوات ترمز
 مخزن اصلی
 هوا پروانه
خنک کننده ونتیلاتور
 سیلندر ترمز 
جعبه های سن و اهرم بندی 
تامپون
 زنجیر
 شاسی ها شیر و لوله های هوا
 سپر

برای نحوه کارکرد بالای سیستم حمل و نقل ریلی باید شرایط متفاوتی را در نظر بگیرید.
برای این که کارکرد سیستم حمل و نقل ریلی بتواند ویژگی و شرایط خوبی را داشته باشد باید تحت آنالیز شرایط مختلف قرار بگیرد و در ادامه با اطلاعات مربوط به این شرایط آشنا خواهیم شد.

به طور کلی می‌توان گفت، بلبرینگ ریلی یکی از مهمترین تجهیزات و ملزومات سیستم های حمل و نقل ریلی می‌باشند. 
که توانسته اند در طیف وسیعی از برندها و نمونه‌های تولید شوند و خدمات مختلفی را ارائه دهند. 
به جرأت می‌توان گفت در این صنعت عدم استفاده از بلبرینگ، رولبرینگ و یاتاقان ها اساساً یک عنصر پر مصرف مهم را کم خواهد داشت. 
بنابراین باید بهترین متریال ها و کیفیت ها با ساختار متمایز را در نظر گرفت. 
تا بتوانیم کارکرد بیشتری از محصول را ارائه دهیم.

بررسی شرایط هندسی محورهای ریلی

شامل موقعیت جغرافیایی، شیب و فراز، قوس ها، پل ها، تونل ها، سرعت عبور قطار از عوارض محور ها

بررسی شرایط هندسی ایستگاه ها شامل

موقعیت جغرافیایی، شیب ایستگاه، طول ایستگاه، ارتفاع ایستگاه از سطح دریا

ویژگی های غیر هندسی ایستگاه ها شامل

ترتیب ایستگاه ها
 تعداد خطوط هر ایستگاه اعم از قبول و اعزام و سر کو ها و خطوط تامین
 حداکثر سرعت عبور قطار از ایستگاه
 درجه ایستگاه 
سیستم قبول و اعزام وضعیت
 علائم خطوط
 نوع و تعداد سوزن ها
 وضعیت تقاطع ها قبول و اعزام قطار

اطلاعات فنی و مشخصات لوکوموتیوها شامل

قدرت لوکوموتیو
 حداکثر سرعت
 وزن لوکوموتیو
 سطح موثر
 حداکثر نیروی ترمز
 تعداد محور
 سرعت پیوسته طول
قدرت موتور به ازای دنده های مختلف
رابطه مقاومت به اعضای سرعت بالاتر از یک حد مشخص

اطلاعات فنی واگن ها شامل

وزن طول سطح موثر تعداد محور رابطه نوع ترمز

اطلاعات فنی قطارها شامل
برخی مشخصات قطار مانند:
شماره قطار 
حداکثر سرعت قطار
تعداد آلات ناقله تشکیل دهنده هر قطار
وزن طول با توجه به نوع لوکوموتیو و واگن و تعداد آن محاسبه می شود.
دیزلی یا برقی جهت حرکت قطار

مصرف سوخت سیستم حمل و نقل ریلی
سوخت های فسیلی برق

نحوه کار کردن سیستم های حمل و نقل ریلی

سیستم‌های حمل و نقل ریلی و قطارها معمولاً توسط موتورهای جداگانه یا لوکوموتیو در هر واگن خودکششی چندگانه تامین می‌شود.
قطارها معمولاً به دو صورت دیزلی و الکتریکی حرکت می کنند.
انرژی مورد نیاز به قطارهای موتور های دیزلی بزرگ‌ترین جایگزین لوکوموتیوهای بخار بودند که اصلی ترین مولد قدرت و کشش راه‌آهن ها بودند.
امروزه مدل های متنوع تری از این موتورهای دیزلی بر اساس سیستم انتقال قدرت و انواع موتور تولید و مورد استفاده قرار می گیرند.
 بین ۳۰ تا ۴۰ درصد راندمان این لوکوموتیوها تخمین زده شده که اغلب این بیشترین قطعات مصرفی صنعتی را در این موتورهای دیزلی سیلندرها، بلبرینگها، اتصالات پیچ و مهره، تسمه ها، یاتاقان ها، رولبرینگ ها و غیره تشکیل می دهند.
و کارکرد موتورهای دیزلی در سه نوع دیزل مکانیک، دیزل هیدرولیک و دیزل الکتریک می باشد.

دیزل مکانیک 

در این سیستم قدرت از موتور به وسیله کلاچ، گیربکس، میل گاردان به محور چرخ ها منتقل می شود.

دیزل هیدرولیک

به دو صورت هیدرو استاتیک و هیدرو دینامیک وجود دارد.
هیدرواستاتیک انتقال قدرت به وسیله کورتور مبدل گشت هیدرولیک گاردان و گیربکس انجام می‌شود.
 در هیدرودینامیک سیستم انتقال قدرت به وسیله هیدروپمپ و آکومولاتور هیدرولیکی و هیدرو موتور انجام می‌شود. 

دیزل الکتریک

در این روش انتقال قدرت از تبدیل انرژی مکانیکی به الکتریکی به وسیله ژنراتور و تبدیل مجدد از الکتریکی به مکانیکی در تراکنش موتور انجام می شود.

روش کار سیستم حمل و نقل ریلی الکتریکی

حمل و نقل الکتریکی معمولاً انرژی مورد نیاز خود را از طریق سیستم سیم های اضافی تامین می کند.

سیم های سقفی

به سیم های انتقال برق مورد نیاز قطار یا ترانوا یا واگن مترو می باشد که برق از طریق ایستگاه تغذیه در بازه های مشخص قرار می گیرد. خود ایستگاه تغذیه معمولاً از یک شبکه برق ولتاژ بالا تغذیه می کند.

ریل سوم
ریل سوم هم یک روش برای تامین برق لوکوموتیو ریلی یا قطار می باشد که توسط یک رسانه های نیمه پیوسته که در راستا یا میان ریلهای خط آهن قرار گرفته است. استفاده از ریل های سوم و یا اضافه برای ترابری در حجم بالا و کم قابلیت استفاده دارد چراکه خود تنظیم بوده و همیشه با جریان مستقیم کار میکند.

اجزای سیستم حمل و نقل ریلی

ریل ها
 واگنها
 موتورها 
بلبرینگها
کابین راننده
اتاق دیزل
اتاق رادیاتور
اتاق خشک کن هوا
کابین دو
کابین یک
 ترمزها
 سیستم تهویه
 سیستم روغن خنک کننده رادیاتور باتری
 ژنراتور
 مدار سیستم کنترل 
بخش تولید قدرت

ریل راه آهن

ریل راه آهن یکی از قسمت های اصلی سیستم ریلی می باشد.
همانطور که در قسمت اصلی اشاره شد در ابتدا راه آهن از جنس چوبی سپس چدنی و به آهنی تبدیل شدند تا بتوانند مقاومت بالایی داشته باشند.

 البته هنوز هم بعضی مواقع خرید ریلهای آهنی به حسب میزان آلیاژهای به کار رفته در ساختار آنها دچار شستگی و خرد شدن هستند.
برای کیفیت و استفاده از متریال های عالی باید معمولاً استانداردهای تولید درها رعایت شود.
برای اینکه ریل ها کمتر دچار آسیب شوند سطح چرخ واگن ها را نیز مسطح تولید کردند تا دچار آسیب کمتری شود.
ویلیام جسمی را برای ریل ها تعبیه کرده که چرخ‌های واگن برای عملکرد بهتر در آن قرار می گرفتند. در سال ۱۸۲۰ جان پرکینشو برای اینکه ریل ها طول عمر بالاتری داشته باشند. ریل هایی را جایگزین ریل های چدنی کرده که تحت واکنش نورد بهبود یافته بود که موجب مقاومت و استحکام بیشتر ریلها می‌شد و طول عمر آنها را اضافه می کرد.
البته این ریلهای فولادی به روش های دیگر هم آمادگی بهتری پیدا می کردند.

مشخصات فنی ریل راه آهن

شکل ظاهری آلیاژهای به کار رفته 
نحوه اتصال 
نحوه قرار گیری ریل ها
 میزان تحمل نیروی وارد شده خارجی در سراسر ریل
 به کاربردن اتصالات و پا بند و بست 
کاربرد ریل
 نوع تنش های دینامیکی و استاتیکی
 میزان سایش و خوردگی 
تخمین میزان نیروهای وارد شده به ریل
 فرایند تولید ریل
 ابعاد ریل
 عیوب ظاهری 
تمامی موارد ذکر شده قبل از استفاده از ریل باید مورد بررسی کامل قرار بگیرند.
استانداردهای استفاده از ریل راه آهن باید به طور کامل در نظر گرفته شود تا کارایی مناسب را داشته باشد.

انواع ریل قطار

ریل راه آهن P, S, R, UIC
ریل جرثقیل در تیپ KP, QC, CR, MRC
ریل معدنی S, JIS, R