RU29063U1

RU29063U1 - Rail connector

Info

Publication number: RU29063U1
Application number: RU2002134528/20U
Authority: RU
Inventors: В.С. Фадеев; Б.Я. Мокрицкий; А.И. Каменев; Е.А. Гоман
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Дальневосточная технология"
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2003-04-27

Description

Рельсовый соединительный элементRail connector

Предлагаемая полезная модель относится к элементам аппаратуры железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам рельсовых соединений (соединителей, перемычек и т.д.).The proposed utility model relates to elements of the equipment of railway automation and telemechanics, and in particular to devices of rail connections (connectors, jumpers, etc.).

Уровень развития техники известен Сорока В.И., Милюков В.А. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. 2 тома, 3-е издание, том 2, -М:, НПФ 11ланета, 2002 г., - 1008 с из устройства рельсового соединителя, устанавливаемого на рельсы в месте их стыка, состоящего из гибкого кабеля, на одном конце или на обеих концах .которого установлен соединительный элемент. Он может иметь разные варианты исполнения: приварной; забиваемый в отверстие, выполненное в шейке рельса; штифто-резьбовой, вставляемый в отверстие и затягиваемый гайкой с обратной стороны шейки рельса. ,-В двух последних вариантах устройство соединительных элементов во многом схоже. Их объединяет следующее: соединительный элемент выполнен в форме стержня; имеет диаметр, соизмеримый с сопрягаемым отверстием в шейке рельса; рабочая сторона элемента связана с кабелем.The level of technological development is known Soroka V.I., Milyukov V.A. Railway automation and telemechanics equipment. 2 volumes, 3rd edition, volume 2, -M :, NPF 11laneta, 2002, - 1008 s from the device of the rail connector installed on the rails at the place of their junction, consisting of a flexible cable, at one end or both ends of which a connecting element is installed. It can have different versions: welded; driven into a hole made in the neck of the rail; pin-threaded, inserted into the hole and tightened with a nut on the back of the rail neck. In the last two versions, the device of the connecting elements is much similar. They are united by the following: the connecting element is made in the form of a rod; has a diameter commensurate with the mating hole in the neck of the rail; the working side of the element is connected to the cable.

Недостатком решения является низкая надежность соединения. Это связано с тем, что абсолютно плотного соединения отверстия и элемента при таком методе сборки соединения быть не может в связи с погрешностями их изготовления. Не герметичность такого соединения приводит к образованию коррозионных процессов в контактных плошадках, что ведет к изменению электрического сопротивления соединения и, соответственно со временем требует ремонта либо замену соединения. Наряду с коррозионными процессами существует ряд других явлений, ухудшаюших во времени свойства соединения. Например, электромеханическая эррозия, феттинг и т.д.The disadvantage of this solution is the low reliability of the connection. This is due to the fact that there can be no absolutely tight connection between the hole and the element with this method of assembly of the connection due to errors in their manufacture. The impermeability of such a connection leads to the formation of corrosion processes in contact plates, which leads to a change in the electrical resistance of the connection and, therefore, requires repair or replacement of the connection over time. Along with corrosion processes, there are a number of other phenomena that degrade the properties of the compound over time. For example, electromechanical erosion, fetting, etc.

Техническим результатом заявляемого решения является повышение надежности соединения. Он достигается за счет снабжения соединительного элемента, выполненного в форме стержня и вставляемого в отверстие рельса, такими конструктивными устройствами, которые в процессе сборки соединения образуют ювенильные поверхности в металле рельса и способствуют организации диффузионной связи материалов рельса и соединительного элемента. Образование связи на диффузионном уровне является гарантийным условием стабильности электрического сопротивления в соединении.The technical result of the proposed solution is to increase the reliability of the connection. It is achieved by supplying the connecting element, made in the form of a rod and inserted into the rail hole, with such structural devices that during juvenile assembly form juvenile surfaces in the rail metal and facilitate the diffusion of the rail materials and the connecting element. The formation of a bond at the diffusion level is a guarantee condition for the stability of the electrical resistance in the connection.

На фиг. 1-4 показана принципиальная схема соединительного элемента с конической формой элемента, на фиг. 5-7 - с цилиндрической формой элемента.In FIG. 1-4 shows a schematic diagram of a connecting element with a conical shape of the element, in FIG. 5-7 - with a cylindrical shape of the element.

, 200 34528, 200 34528

:-j||ffiM«liinpnffi: -j || ffiM “liinpnffi

, г tr i f f, g tr i f f

МПК IPC

Соединительный элемент устроен следующим образом. С одной стороны стержня 1 к нему прикреплен гибкий кабель (трос) 2, на второй стороне может быть выполнен резьбовой участок 3, выходящий наружу из отверстия 4 рельса 5, взаимодейств)тощий с гайкой 6. На поверхности стержня 1, контактирующей со стенками (металлом) отверстия 4 рельса, выполнены грани 7 (острые режущие кромки, накатка и т.д.). Твердость материала элемента или его граней 7 выще твердости материала рельса.The connecting element is arranged as follows. A flexible cable (cable) 2 is attached to it on one side of the rod 1, a threaded section 3 can be made on the second side, which extends outward from the hole 4 of the rail 5, interacting with a nut 6. On the surface of the rod 1 in contact with the walls (metal) ) holes 4 of the rail, faces 7 are made (sharp cutting edges, knurling, etc.). The hardness of the material of the element or its faces is 7 higher than the hardness of the rail material.

Работает рельсовый соединительный элемент следующим образом. В отверстие 4 рельса 5 вводят конец 3 стержня 1 до соприкосновения граней 7 со стенками (металлом) отверстия. Накручивают гайку 6, прикладывают к ней усилие затяжки. Нод действием усилия затяжки стержень получает поступательное перемещение Н относительно отверстия. Гранями 7 элемента металл рельса деформируется, вытесняется в межгранные пространства и образует локальные объемы 8 металла с высоким уровнем внутренних напряжений. Такая деформация металла рельса ведет к образованию ювенильных поверхностей по местам контактов с гранями. Химическая активность металла на ювенильных поверхностях ведет к организации быстропротекающих диффузионных процессов материалов рельса и рельсового соединительного элемента. В результате образуются прочные металлические связи химических элементов. Эти связи устойчивы во времени и слабо подвержены коррозионному разрушению, что является доказательством достижения технического результата.Works rail connecting element as follows. The end 3 of the rod 1 is introduced into the hole 4 of the rail 5 until the faces 7 come into contact with the walls (metal) of the hole. Screw the nut 6, apply a tightening force to it. But by the action of a tightening force, the rod receives a translational movement of N relative to the hole. By the faces 7 of the element, the rail metal is deformed, forced out into inter-faceted spaces and forms local volumes of metal 8 with a high level of internal stresses. Such deformation of the rail metal leads to the formation of juvenile surfaces at the points of contact with the faces. The chemical activity of the metal on juvenile surfaces leads to the organization of fast-flowing diffusion processes of the materials of the rail and rail connecting element. As a result, strong metallic bonds of chemical elements are formed. These bonds are stable over time and slightly susceptible to corrosion failure, which is evidence of the achievement of a technical result.

Диффузионные процессы также могут протекать и между металлом рельса в локальных объемах 8 и металлом элемента в межгранных пространствах. Этому способствует процесс релаксации внутренних напряжений, сопровождаемый движением дислокаций к контактным поверхностям и образованием диффузионных мостиков в местах выхода дислокаций на поверхность.Diffusion processes can also occur between the rail metal in local volumes 8 and the metal of the element in interhedral spaces. This is facilitated by the process of relaxation of internal stresses, accompanied by the movement of dislocations to contact surfaces and the formation of diffusion bridges at the places where dislocations reach the surface.

Для обеспечения этого явления целесообразно, чтобы объем межгранного пространства был соизмерим с объемом деформирующегося металла.To ensure this phenomenon, it is advisable that the volume of inter-faceted space be commensurate with the volume of the deformed metal.

Таким образом, технический результат достигается посредством образования ювенильных химически активных поверхностей, активизирующих диффузионное взаимодействие химических элементов рельса и соединительного элемента, что является основой постоянства электрического сопротивления образованного контакта рельсового соединителя с рельсом.Thus, the technical result is achieved through the formation of juvenile chemically active surfaces that activate the diffusion interaction of the chemical elements of the rail and the connecting element, which is the basis for the constancy of the electrical resistance of the formed contact of the rail connector with the rail.

Образовавщиеся локальные объемы 8 металла рельса частично закупоривают (герметизируют) соединение рельса с рельсовым соединительным элементом, что также сдерживает коррозионные процессы и способствует техническому результату. Для большей герметизации соединения элемент может быть снабжен уплотнительнымиThe resulting local volumes 8 of the rail metal partially clog (seal) the rail connection with the rail connecting element, which also inhibits corrosion processes and contributes to the technical result. For greater sealing of the connection, the element can be equipped with sealing

прокладками 9 и дополнительной гайкой 10. Вместо гайки 10 на стержне может быть выполнен упорный бурт.gaskets 9 and an additional nut 10. Instead of a nut 10, a thrust shoulder can be made on the shaft.

В описанном выше устройстве элемента стержень имел коническую форму и грани 7 были расположены на его образующей.In the device of the element described above, the rod had a conical shape and faces 7 were located on its generatrix.

Стержень может быть выполнен цилиндрической (или цилиндроконической) формы, грани можно выполнить режущими И, межгранное пространство - стружечной канавкой 12, Такой стержень 1 целесообразно снабдить (напайным) режущим элементом 13.The rod can be made cylindrical (or cylindrical) in shape, the faces can be made with cutting AND, the inter-faceted space with a chip groove 12, It is advisable to provide such a rod 1 with a (brazed) cutting element 13.

Такое устройство работает следующим образом. Его вводят в отверстие (цилиндрической или конической формы), задают перемещение П вдоль оси отверстия, режущие грани 11 срезают слой 14 (аналогично объему 8) металла в виде деформирующейся стружки, он заполняет стрз жечную канавку 12. Срезание (микрорезание) металла приводит к образованию ювенильных поверхностей с аналогичной активизацией диффузионйых процессов. Активность этих процессов и прочность образующихся связей можно повысить, если выполнить режущий элемент 13 или грани 7 и 11 из материала, склонного быстро образовывать химическую связь элементов, т.е. и5 химического материала. Так, например, к материалу рельса (в основном это стали типа 65Г) химически активна медь. Следовательно, режущий элемент 13 может быть выполнен из вольфрамомедных композиций методом порошковой металлургии. Химически активными также являются титан, кобальт. Это позволяет выполнять режущий элемент 13 из титано- и кобальтосодержащих твердых сплавов.Such a device operates as follows. It is introduced into the hole (cylindrical or conical shape), the movement P is set along the axis of the hole, the cutting faces 11 cut off the metal layer 14 (similar to volume 8) in the form of a deformable chip, it fills the stitch groove 12. Cutting (micro cutting) of the metal leads to the formation of juvenile surfaces with a similar activation of diffusion processes. The activity of these processes and the strength of the formed bonds can be increased if the cutting element 13 or faces 7 and 11 are made of a material that tends to quickly form a chemical bond of the elements, i.e. and 5 chemical material. So, for example, copper is chemically active to the rail material (mainly 65G steel). Therefore, the cutting element 13 can be made of tungsten-copper compositions by powder metallurgy. Reactive are also titanium, cobalt. This allows the cutting element 13 to be made of titanium and cobalt-containing hard alloys.

Для увеличения контактных площадей в соединении за режущим элементом 13 ( по ходу перемещения П стержня) может быть установлено дополнительное кольцо (или кольца 15), имеющее диаметр, превышающий диаметр отверстия, выполненное из пластически деформирующегося токопроводящего материала, в том числе образующего диффузионную связь с металлом рельса.To increase contact areas in the connection behind the cutting element 13 (along the movement of the P rod), an additional ring (or rings 15) can be installed having a diameter exceeding the diameter of the hole made of plastically deformable conductive material, including forming a diffusion bond with the metal rail.

Такое устройство работает следующим образом. По мере перемещения П стержня 1 режущий элемент 13 срезает стружку (слой) 14 своей режущей кромкой 11. Затем в отверстие входит кольцо 15, оно пластически деформируется, сопрягается с отверстием без зазора (т.е. происходит герметизация стыка). Если кольцо 15 выполнить из резины или пластмассы уже это способствует снижению коррозионных процессов. Если кольцо 15 выполнить из материала (например, медесодержащего), диффузионноактивного по отношению к металлу рельса, это повысит электропроводность соединения и стабилизирует во времени электрическое сопротивление контакта.Such a device operates as follows. As the rod P moves 1, the cutting element 13 cuts off the shavings (layer) 14 with its cutting edge 11. Then, the ring 15 enters the hole, it is plastically deformed, mates with the hole without a gap (i.e., the joint is sealed). If the ring 15 is made of rubber or plastic, this already helps to reduce corrosion processes. If the ring 15 is made of a material (for example, copper-containing) diffusively active with respect to the metal of the rail, this will increase the electrical conductivity of the joint and stabilize the electrical resistance of the contact over time.

На стержень может быть дополнительно установлено кольцо (или кольца) 16 для герметизации соединения элемента с рельсом. Целесообразно материал кольца выбрать из условия:An additional ring (or rings) 16 may be mounted on the rod to seal the connection of the element to the rail. It is advisable to choose the material of the ring from the condition:

-увеличение объема при самоотвердевании (полимеры при воздействии химического реагента) после входа в отверстие;-increase in volume during self-hardening (polymers when exposed to a chemical reagent) after entering the hole;

-расширения (высокотемпературный самораспространяющийся синтез) после входа в отверстие.-extensions (high-temperature self-propagating synthesis) after entering the hole.

В первом случае работает такое устройство следующим образом. После ввода стержня в отверстие на кольцо 16 воздействуют реагентом, оно начинает разбзгкать, стержень 1 затягивают в отверстие до конца, расщирение кольца завершается, оно закупоривает соединение.In the first case, such a device works as follows. After the rod is inserted into the hole, the ring 16 is exposed to the reagent, it starts to unblock, the rod 1 is pulled into the hole to the end, the ring expansion is completed, it clogs the connection.

Во втором случае, например, при выполнении кольца из порошкообразного прессованного углерода (графита) с наполнителем в виде легкоплавкого металла, стержень также вводят в отверстие, поджигают (электрической дугой) материал кольца, в нем начинается высокотемпературный синтез, стержень затягивают в отверстие до конца, синтез завершается с привариванием материала кольца к металлуIn the second case, for example, when making a ring of powdered pressed carbon (graphite) with a filler in the form of a low-melting metal, the rod is also introduced into the hole, the ring material is ignited (electric arc), high-temperature synthesis begins in it, the rod is pulled into the hole to the end, the synthesis is completed by welding the ring material to the metal

Указанное исполнение элемента позволяет выполнять отверстие глухим, т.е. со стенкой 17, которая сама выполняет герметизирующую роль. В этом случае использование гайки 6 не применимо и перемещение П стержня выполняют осаживанием (запрессовыванием или ударным способом).The indicated design of the element allows the hole to be blind, i.e. with a wall 17, which itself performs a sealing role. In this case, the use of the nut 6 is not applicable and the movement of the rod P is carried out by upsetting (pressing or impact method).

Перемещение П можно получить за счет выполнения на режущем элементе 13 винтовой нарезки 18 с дополнительными стружечными канавками 19, перпендикулярными нарезке 18.The movement P can be obtained by performing on the cutting element 13 a screw thread 18 with additional chip grooves 19 perpendicular to the thread 18.

Такой элемент работает следующим образом. Стержень 1 вводят в отверстие, вращают (для этого на стержне могут быть лыски) вокруг своей оси, винтовая нарезка 18 своими зубьями, образованными стружечными канавками 19, врезается в рельс и перемещает стержень вдоль своей оси (как болт вкручивается в гайку). При этом режущие грани 11 образовывают стружку 14, зубья, образованные пересечением винтовой нарезки 18 и стружечными канавками 19, образуют свою стружку. В итоге образуется большая площадь ювенильных поверхностей и образуется более прочная диффузионная связь.Such an element works as follows. The rod 1 is inserted into the hole, rotated (for this there can be flats on the rod) around its axis, the screw thread 18 with its teeth formed by the chip grooves 19 cuts into the rail and moves the rod along its axis (as a bolt is screwed into the nut). While the cutting faces 11 form a chip 14, the teeth formed by the intersection of the screw thread 18 and the chip grooves 19 form their chip. As a result, a large area of juvenile surfaces is formed and a stronger diffusion bond is formed.

Для организации еще более прочной диффузионной связи материалов элемента и рельса путем их сварки (микросварки) после окончания перемещения П элемент (например, на конце стержня 1) может быть снабжен средством 20 для подключения источника питания (например, сварочного трансформатора) 21, который при подключении к рельсу посредством электроконтакта 22 образует процесс сварки соединения (микросварки граней 7, кромок 11 с локальными объемами металла 8 и стружкой 14), что также способствует достижению технического результата.To organize even stronger diffusion bonding of the element and rail materials by welding (microwelding) after the end of movement P, the element (for example, at the end of the rod 1) can be equipped with a means 20 for connecting a power source (for example, a welding transformer) 21, which when connected to the rail through the electrical contact 22 forms the welding process of the connection (microwelding faces 7, edges 11 with local volumes of metal 8 and chips 14), which also helps to achieve a technical result.

Для предохранения режущих кромок 11 и граней 7 от ударов и сколов при хранении и транспортировке рельсовых соединительных элементов стержень 1 может быть снабжен защитной пленкой, выполняющей в том числе роль консерванта для сохранения химическойTo protect the cutting edges 11 and faces 7 from impacts and chips during storage and transportation of rail connecting elements, the rod 1 can be equipped with a protective film, which also serves as a preservative for preserving the chemical

активности материала элемента. Пленка может быть выполнена из полиэтилена или дрзтого материала, легкоудаляемого перед введением стержня в отверстие.activity of the element material. The film may be made of polyethylene or other material, easily removable before the introduction of the rod into the hole.

В том числе консервационная защитная пленка (слой) может содержать в себе материал (химический элемент, вещество), способствующий взаимной диффузии металлов рельса и соединительного элемента. Например, содержать хром или титан. Такзтю пленку (слой) не удаляют. Элемент вводят вместе с пленкой в отверстие и закрепляют одним из указанных приемов. По мере перемещения П элемента 1 грани 7 или кромки 14 прорезают пленку. Она вытесняется в канавки и активизирует диффузионные процессы.Including preservation protective film (layer) may contain a material (chemical element, substance), contributing to the mutual diffusion of rail metals and the connecting element. For example, contain chromium or titanium. So the film (layer) is not removed. The element is introduced together with the film into the hole and fixed with one of these methods. As you move P element 1 of the face 7 or edge 14 cut through the film. It is forced into the grooves and activates diffusion processes.

Описанные примеры исполнения рельсового соединительного элемента являются частными случаями и не уменьшают объем притязаний основного пункта формулы полезной модели.The described examples of the execution of the rail connecting element are special cases and do not reduce the amount of claims of the main claim of the utility model.

Claims

1. Rail connecting element, made in the form of a rod and inserted into the hole of the rail, characterized in that it is equipped with faces that form juvenile surfaces in the rail metal when the rod is moved by plastic deformation of the metal.

2. The rail connecting element according to claim 1, characterized in that the element is made conical, the faces are made along the generatrix of the cone.

3. The rail connecting element according to claim 1, characterized in that the element is equipped with a means for connecting a power source, which, when connected to the rail, forms a micro-welding of the element and rail materials.

4. The rail connecting element according to claim 1, characterized in that it is equipped with sealing gaskets.

5. The rail connecting element according to claim 1, characterized in that the rod is made of a cylindrical shape, a cutting element with cutting faces and chip grooves is mounted on it.

6. The rail connecting element according to claim 5, characterized in that the volume of the chip groove is commensurate with the volume of the metal of the rail cut off by the cutting face during the movement of the element.

7. The rail connecting element according to claim 1, characterized in that it is made of a material forming a diffusion bond with the rail material.

8. The rail connecting element according to claim 5, characterized in that a ring or rings are mounted behind the cutting element on the rod, mating with the hole in the rail without a gap when moving the element.

9. Rail connecting element according to claim 8, characterized in that the ring is made of plastically deformable diffusion-active material with a rail material.

10. The rail connecting element according to claim 8 or 9, characterized in that the extreme ring or rings on the element are made of a material that seals the connection of the element with the rail.

11. The rail connecting element according to claim 1 or 5, characterized in that on its face section a helical thread is made with transverse flute grooves.

12. The rail connecting element according to claim 1, characterized in that it is equipped with a conservation protective film.

13. The rail connecting element according to item 12, characterized in that the film is made of a material that promotes the diffusion of materials of faces and rail.