De ce există lacune în șinele de cale ferată?

Când oamenii se gândesc la trenuri, ei se gândesc adesea la sunetul distinctiv de clic-clac cauzat de un tren în timp ce se rostogolește de-a lungul șinelor. Acest sunet este cauzat de micile goluri care sunt construite între secțiunile de cale ferată, așa cum au observat oamenii care au inspectat îndeaproape șinele de cale ferată. Aceste goluri sunt plasate în mod deliberat pentru a se asigura că șenile nu se vor flamba pe vreme extrem de caldă, atunci când șenile se extind.

Decalajul distinctiv în șinele de cale ferată nu a fost întotdeauna acolo. Inițial, designerii de căi ferate au împins șinele unul împotriva celuilalt pentru o călătorie lină. Cu toate acestea, ei au observat că iarna se formează goluri minuscule între secțiunile de cale, iar vara, șenile se deformau și se deformau, crescând riscul de deraiere. Acest lucru se datorează faptului că metalul se contractă ca răspuns la frig și se extinde ca răspuns la căldură.

Când companiile feroviare și-au dat seama de problemă, au început să includă goluri în șinele de cale ferată, ceea ce a permis metalului să se extindă pe vreme caldă fără a se flamba sau a rupe secțiuni de șine. Cu toate acestea, golurile trebuie proiectate și pentru a acomoda contracția pe vreme rece, deoarece dacă decalajul devine prea mare, poate cauza probleme de navigație trenurilor care trec peste el, mai ales în cazul trenurilor extrem de grele. Prin urmare, dimensiunea golului trebuie aleasă cu grijă, ținând cont de proprietățile specifice ale metalului utilizat.

Aceste goluri distinctive sunt cunoscute sub numele de rosturi de dilatare. În funcție de locul în care sunt construite, golurile din șinele de cale ferată pot fi eșalonate, astfel încât trenul să treacă doar peste un gol la un moment dat, sau pot fi egalate. Rosturile de dilatare eșalonate sunt cele mai comune în Statele Unite. Din cauza tensiunii pe șine la locul unui rost de dilatare, șinele de cale ferată trebuie inspectate cu atenție în mod regulat pentru a se asigura că șuruburile care unesc secțiunile de cale ferată nu se slăbesc.

Deoarece golurile din șinele de cale ferată pot cauza probleme și sunt dificil de întreținut, unele căi ferate preferă să folosească șine sudate. Aceste șenile trebuie sudate special, astfel încât șenile să nu devină slabe la locul sudurii, deoarece metalul va continua să se extindă și să se contracte ca răspuns la vreme. Căile sudate sunt folosite pentru trenurile de mare viteză, unde o călătorie lină este esențială, și sunt din ce în ce mai frecvente, datorită dezvoltării tehnicilor superioare de sudare.