VI

Trọng lượng riêng của ray: khối lượng một mét dài

Theo giả thuyết của các nhà khoa học, những thanh ray đầu tiên đã được phát minh từ thời Ai Cập cổ đại và là các thanh thẳng dùng để di chuyển xe chở vật liệu khi xây kim tự tháp, dù những nghiên cứu khác cho rằng người La Mã cổ đại đã sử dụng ray gỗ rộng rãi. Vào thế kỷ XVI, đường dẫn bằng gỗ lại được dùng để vận chuyển xe goòng trong mỏ. Năm 1767, người Anh Abraham Darby quyết định lát con đường từ các mỏ của mình bằng ray gang thay cho ray gỗ. Quyết định này mở đầu kỷ nguyên giao thông đường sắt.

Các loại ray

Ngày nay, ray đường sắt đã quen thuộc với mọi người, nhưng chỉ những người làm trong ngành đường sắt mới biết có rất nhiều biến thể ray khác nhau về hình dạng, chiều dài và công dụng. Khối lượng ray đường sắt cũng khác nhau.

Phân loại:

  • theo mục đích sử dụng (đường sắt, cầu trục, tàu điện, xe goòng, ray nối),

  • theo cấp chất lượng (tôi nhiệt, không tôi nhiệt),

  • theo việc có hay không có lỗ cho mối nối bulông,

  • theo phương pháp luyện thép.

Vật liệu

Ray thường được sản xuất từ thép ray chuyên dụng. Chất lượng phụ thuộc vào tiêu chuẩn, mục đích sử dụng và thành phần hóa học, còn tính chất vật lý được quyết định bởi cấu trúc bên trong kim loại.

Carbon giúp thép chống mài mòn và cứng, nhưng hàm lượng quá cao làm vật liệu giòn hơn, đặc biệt khi có tạp chất có hại là phosphor và lưu huỳnh.

Mangan là thành phần hợp kim hóa làm tăng độ cứng và độ dai của thép, còn silic tăng khả năng chống mài mòn. Vanadi và titan cải thiện cấu trúc bên trong.

Một mét dài ray nặng bao nhiêu?

Ký hiệu chính của ray gồm chữ cái viết hoa (hoặc nhiều chữ cái) và chữ số, ví dụ P65, trong đó chữ cái thể hiện loại hoặc công dụng của tiết diện, còn chữ số thường gần với khối lượng một mét dài. Cần tra giá trị chính xác trong bảng hoặc tiêu chuẩn của tiết diện cụ thể vì khối lượng thực tế phụ thuộc vào tiết diện, dung sai và mức độ mòn.

  • Ray P43, P50, P65, P75 được sản xuất cho đường sắt khổ rộng. Chúng cũng được dùng cho ghi đường sắt.

  • Ray ký hiệu RP với các chỉ số 50, 65, 70 dành cho đường sắt công nghiệp khổ rộng.

  • Loại P33 và P38 được sản xuất cho hầm mỏ và mỏ quặng.

  • Các loại ray nhẹ P11, P18, P24, P33 dành cho đường khổ hẹp.

  • Kết cấu cầu trục nặng được lắp trên ray loại KR70, KR80, KR100, KR120.

  • Ray có rãnh loại T58, T62 dành cho đường tàu điện.

Bảng khối lượng ray đường sắt

Loại ray Khối lượng 1 mét dài Loại ray Khối lượng 1 mét dài
P8 8,42 P38 38,42
P11 11,8 P43 44,65
P18 17,91 P50 51,67
P24 24,9 P65 64,88
P33 33,48 P75 74,41

Bảng khối lượng ray cầu trục

Loại ray Khối lượng 1 mét dài
KR 70 46,10
KR 80 64,24
KR 100 83,99
KR 120 113,47
KR 140 141,7

Câu hỏi thường gặp

Con số trong ký hiệu ray P65 có nghĩa là gì?

Trong ký hiệu P65, con số biểu thị gần đúng khối lượng một mét dài ray: khoảng 65 kg/m. Để tính chính xác, cần lấy giá trị trong bảng hoặc tiêu chuẩn tiết diện.

Vì sao khối lượng ray được tính bằng kg/m chứ không chỉ theo khối lượng riêng của thép?

Ray có tiết diện phức tạp nên khối lượng phụ thuộc vào hình dạng tiết diện và quy cách. Khối lượng riêng của thép dùng cho tính toán chung, còn bảng tiết diện cung cấp khối lượng thực tế.

Có thể thay một loại ray bằng loại khác có khối lượng gần giống không?

Không. Với đường sắt, dầm cầu trục và đường tàu điện, công dụng, tiết diện, độ bền và tiêu chuẩn đều quan trọng, không chỉ khối lượng một mét.