RU179900U1 - Соединитель рельсовый стыковой сталемедный пружинный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей и предназначена для соединения рельсовых стыков и пропуска по рельсам сигнального и тягового токов. Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы токопроводящего стыка железнодорожного пути. Технический результат заключается в снижении величины электрического сопротивления, снижении выработки в рельсе от контактных элементов, снижении риска перегрева и разрушения токопроводящих элементов рельсового стыкового соединителя пружинного типа при пропускании высоких тяговых токов. Технический результат достигается соединителем рельсовым стыковым сталемедным пружинным, содержащим токопроводящую пластину коробчатой формы, электроконтактные элементы из композиционного материала, расположенные со стороны, обращенной к рельсам, токопроводящую перемычку между электроконтактными элементами, пружинный выпукло-вогнутый элемент, расположенный выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, а отогнутыми горизонтально концами - к рельсовой накладке, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, токопроводящая пластина имеет площадь поперечного сечения 100-180 мм, выполнена из стального проката и имеет выдавки высотой не более толщины токопроводящей перемычки для позиционирования токопроводящей перемычки, электроконтактные элементы прямоугольного или круглого поперечного сечения площадью 140-260 ммзакреплены пайкой на токопроводящей перемычке и имеют профиль рабочей поверхности, соответствующий профилю поверхности шейки рельса в месте предполагаемого контакта, токопроводящая перемычка выполнена из медного проката, имеет площадь поперечного сечения 34-80 мм, имеет углубления 0,2-1,0 мм для позиционирования электроконтактных элементов при пайке с межосевым расстоянием между ними 60-72 мм, имеет под каждым электроконтактым элементом зону площадью 200-600 ммпаяного соединения с токопроводящей пластиной, поверхности устройства имеют термодиффузионное цинковое покрытие.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей и предназначена для соединения рельсовых стыков для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов.

Известен соединитель рельсовый, содержащий токопроводную пластину, устанавливаемую между шейками стыкуемых рельсов и рельсовой накладки, на концах которой выполнены базирующиеся отверстия под болты стыка, пластина снабжена пружинным элементом со стороны, обращенной к рельсовой накладке, и контактными элементами со стороны, обращенной к рельсам, для взаимодействия с шейками стыкуемых рельсов, контактные элементы выполнены из токопроводного износостойкого высокопрочного материала, могут быть снабжены шабрирующими гранями, а пружинный элемент может быть выполнен в виде плоской, витой или тарельчатой пружины и/или в виде втулок, надеваемых на болты стыка между рельсовой накладкой и пластиной соединителя, выполненных из упругодеформируемого материала (Патент RU 2270283, заявка: 2002135037 от 26.12. 2002 г., МПК E01B 11/00).

Недостатки данного устройства - высокое электрическое сопротивление, устройство не применяют для пропускания высоких тяговых токов, имеется риск образования выработки в рельсе от шабрирующих граней контактных элементов.

Известен соединитель рельсовый, содержащий токопроводящую пластину с электроконтактными элементами, расположенными со стороны, обращенной к рельсам, установленную на шейке стыкуемых рельсов, выпукло-вогнутый пружинный элемент, рельсовую накладку, токопроводящая пластина имеет коробчатую форму и снабжена перемычкой, расположенной между электроконтактными элементами и выполненной из материала, имеющего электросопротивление меньше, чем материал токопроводящей пластины, пружинный элемент расположен выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, а отогнутыми горизонтально концами - к рельсовой накладке, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, обеспечивающие самоустановку пружинного элемента на выступе токопроводящей пластины, электроконтактные элементы выполнены из композиционного материала. Кроме того, в токопроводящей пластине выполнено углубление для перемычки, причем перемычку соединяют с токопроводящей пластиной в месте углубления пайкой (Патент RU 2330912, заявка 2006136465 от 16.10.2006 г., МПК E01B 11/00). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.

Недостатком известного устройства является малая площадь контакта электроконтактного элемента с рельсом, что приводит к локальному перегреву электроконтактного элемента и потере электрического контакта с рельсом при пропускании через соединитель высоких тяговых токов, а также возможность излома токопроводящей пластины по границе углубления с впаянной перемычкой по причине напряжений, возникающих из-за разницы в величине термических расширений материала токопроводящей пластины и перемычки.

Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы токопроводящего стыка железнодорожного пути.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении величины электрического сопротивления устройства, исключении выработки в рельсе от воздействия контактных элементов, исключении потери работоспособности соединителя вследствие локального перегрева электроконтактного элемента в месте его контакта с рельсом и/или излома токопроводящей пластины по границе ее соединения с токопроводящей перемычкой при пропускании через соединитель высоких тяговых токов.

Технический результат достигается соединителем рельсовым стыковым сталемедным пружинным, содержащем токопроводящую пластину коробчатой формы, электроконтактные элементы из композиционного материала, расположенные со стороны, обращенной к рельсам, электропроводящую перемычку между электроконтактными элементами, пружинный выпукло-вогнутый элемент, расположенный выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, а отогнутыми горизонтально концами - к рельсовой накладке, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, токопроводящая пластина имеет площадь поперечного сечения 100-180 мм², выполнена из стального проката и имеет выдавки высотой не более толщины токопроводящей перемычки для позиционирования токопроводящей перемычки, электроконтактные элементы площадью поперечного сечения 140-260 мм² закреплены пайкой на токопроводящей перемычке и имеют профиль рабочей поверхности, соответствующий профилю поверхности шейки рельса в месте предполагаемого контакта, токопроводящая перемычка выполнена из медного проката и имеет площадь поперечного сечения 34-80 мм, имеет углубления 0,2-1,0 мм для позиционирования электроконтактных элементов при пайке с межосевым расстоянием между ними 60-72 мм, имеет под каждым электроконтактным элементом зону площадью 200-600 мм² паяного соединения с токопроводящей пластиной, поверхности устройства имеют термодиффузионное цинковое покрытие.

Кроме этого электроконтактные элементы имеют прямоугольное или круглое поперечное сечение.

Пропускание высоких тяговых токов без перегрева и риска разрушения элементов устройства достигается за счет следующих отличительных признаков. Оптимальной площадью поперечного сечения всех элементов электрической цепи устройства, в том числе 100-180 мм² - у токопроводящей (стальной) пластины и 34-80 мм² - у токопроводящей (медной) перемычки, что суммарно составляет поперечное сечение площадью 134-260 мм² и соответствует площади поперечного сечения 140-260 мм² электроконтактного элемента позволяют соединителю пропускать высокие тяговые токи без перегрева его отдельных элементов. Оптимальное позиционирование электроконтактных элементов на токопроводящей перемычке с межосевым расстоянием 60-72 мм, устанавливаемых в углубления 0,2-1,0 мм для удержания припоя при пайке электроконтактных элементов, позволяет получить максимальную площадь паяного соединения и снизить электрическое сопротивление в соединении. Оптимальное позиционирование токопроводящей перемычки посредством выдавок на поверхности токопроводящей пластины ограничивает при пайке вытекание припоя, что позволяет получить зоны паяного соединения площадью 200-600 мм² и снизить электрическое сопротивление в соединении. Участок между зонами пайки без паяного соединения препятствует разрушению токопроводящей пластины посредством релаксации напряжений, возникающих при нагреве токопроводящей пластины и токопроводящей перемычки из-за разницы коэффициентов линейного термического расширения их материалов.

Снижение выработки на шейке рельса в месте его контакта с электроконтактным элементом достигается тем, что профиль рабочей поверхности электроконтактного элемента соответствует профилю поверхности шейки рельса, образуя контакт по всей площади 140-260 мм рабочей поверхности электроконтактного элемента с равномерно распределенным давлением на шейку рельса. Такой профиль не создает точечный контакт с высоким давлением, исключает эффект резания и интенсивный механический износ электроконтактного элемента и шейки рельса.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сверху устройства, на фиг. 2 показан разрез А-А устройства по осевой линии, на фиг. 3 показан увеличенный фрагмент устройства с зоной пайки токопроводящей перемычки к токопроводящей пластине.

Соединитель рельсовый стыковой сталемедный пружинный содержит токопроводящую (стальную) пластину 1 коробчатой формы, которая со стороны, обращенной к рельсовой накладке 6, снабжена пружинным элементом 2. Электроконтактные элементы 3 закреплены пайкой на токопроводящей (медной) перемычке 4, которая закреплена пайкой на токопроводящей пластине 1 со стороны стыкуемых рельсов 7. Для обеспечения заданного положения (позиционирования) электроконтактных элементов 3 на токопроводящей перемычке 4 выполнены углубления, а на токопроводящей пластине 1 выполнены выдавки 5. Электроконтактные элементы 3 расположены так, чтобы обеспечивался электрический контакт с обеими шейками стыкуемых рельсов 7. Паяное соединение токопроводящей перемычки 4 с токопроводящей пластиной 1 выполнено в двух зонах пайки, по одной зоне пайки, находящейся под каждым электроконтактным элементом 3. Поверхности устройства имеют термодиффузионное цинковое покрытие.

Устройство устанавливают в количестве двух штук в рельсовый стык, по одному устройству под каждую рельсовую накладку. При затяжке гаек рельсовых болтов пружина 2 сжимается и прижимает электроконтактные элементы 3 к шейкам стыкуемых рельсов 7. Профиль рабочей поверхности электроконтактных элементов 3 повторяет профиль поверхности шейки рельса 7, что обеспечивает электрический контакт максимальной площади и предотвращает износ шейки рельса и электроконтактного элемента. Электрическая цепь, выполненная электрконтактными элементами 3, токопроводящей перемычкой 4 и пластиной 1, обеспечивает пропускание электротягового тока через устройство без локальных перегревов и разрушений его элементов.

В настоящее время разработана конструкторско-технологическая документация, изготавливается опытная партия устройств.

Claims (2)

1. Соединитель рельсовый стыковой сталемедный пружинный, содержащий токопроводящую пластину коробчатой формы, два электроконтактных элемента из композиционного материала, расположенных со стороны, обращенной к рельсам, токопроводящую перемычку между электроконтактными элементами из материала, имеющего электросопротивление меньше, чем материал токопроводящей пластины, пружинный выпукло-вогнутый элемент, расположенный выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, а отогнутыми горизонтально концами - к рельсовой накладке, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, отличающийся тем, что токопроводящая пластина имеет площадь поперечного сечения 100-180 мм², выполнена из стального проката и имеет выдавки высотой не более толщины токопроводящей перемычки для позиционирования токопроводящей перемычки, электроконтактные элементы имеют площадь поперечного сечения 140-260 мм², закреплены пайкой на токопроводящей перемычке и имеют профиль рабочей поверхности, соответствующий профилю поверхности шейки рельса в месте предполагаемого контакта, токопроводящая перемычка выполнена из медного проката, имеет площадь поперечного сечения 34-80 мм², имеет углубления 0,2-1,0 мм для позиционирования электроконтактных элементов при пайке с межосевым расстоянием между ними 60-72 мм, имеет под каждым электроконтактным элементом зону площадью 200-600 мм² паяного соединения с токопроводящей пластиной, поверхности устройства имеют термодиффузионное цинковое покрытие.

2. Соединитель по п.1, отличающийся тем, что электроконтактные элементы имеют прямоугольное или круглое поперечное сечение.

Images