RU61207U1

RU61207U1 - ELECTRIC RAIL CONNECTOR WITH FLEXIBLE BIMETALLIC STEEL COPPER MULTI-WIRE WIRES

Info

Publication number: RU61207U1
Application number: RU2006107819/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Каменев; Анатолий Васильевич Наумов; Илья Яковлевич Ройзман; Александр Михайлович Хорев
Original assignee: Илья Яковлевич Ройзман
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-02-27

Abstract

Целью настоящей разработки является создание рельсовых соединителей, лишенных указанных выше недостатков, на основе применения биметаллических сталемедных многопроволочных проводов. Для достижения необходимых параметров должны быть соблюдены следующие условия. Во-первых, биметаллические проволоки, из которых состоит провод, должны быть достаточно малого диаметра, чтобы провод был более пластичным, но не слишком малого, чтобы обладать необходимой стойкостью к износу и повреждениям. Провод должен быть пригоден к отжигу для дополнительного снижения жесткости и снятия напряжений. Во-вторых, необходимо снизить сопротивление, чтобы получить возможность использования проводов меньших сечений. В-третьих, весьма желательно, чтобы провод был свит не из прядей, а непосредственно из отдельных проволок, тогда он имеет плотную структуру и геометрически правильную форму, что улучшает установку наконечников. В-четвертых, необходимо изменить традиционную конструкцию соединителя, адаптировав его к особенностям биметаллических проводов. Первым трем из указанных параметров в полной мере соответствует биметаллический провод, состоящий из пяти повивов биметаллических проволок (1+6+12+18+24, всего 61 проволока). Диаметр проволок от 1,2 до 1,6 мм, в зависимости от требуемого сечения провода, и может быть при необходимости изменен. Содержание меди в проволоках повышено до 50% от сечения.The aim of this development is the creation of rail connectors, devoid of the above disadvantages, based on the use of bimetallic steel-copper stranded wires. To achieve the necessary parameters, the following conditions must be met. Firstly, the bimetallic wires that make up the wire must be small enough to make the wire more ductile, but not too small to have the necessary resistance to wear and damage. The wire must be suitable for annealing to further reduce stiffness and relieve stress. Secondly, it is necessary to reduce the resistance in order to be able to use wires of smaller cross sections. Thirdly, it is highly desirable that the wire was not twisted from strands, but directly from individual wires, then it has a dense structure and a geometrically correct shape, which improves the installation of the terminals. Fourth, it is necessary to change the traditional design of the connector, adapting it to the features of bimetal wires. The first three of these parameters fully corresponds to a bimetallic wire consisting of five types of bimetallic wires (1 + 6 + 12 + 18 + 24, a total of 61 wires). The diameter of the wires is from 1.2 to 1.6 mm, depending on the desired cross-section of the wire, and can be changed if necessary. The copper content in the wires is increased to 50% of the cross section.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к рельсовым цепям устройств железнодорожной автоматики - электрической сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).The proposed technical solution relates to the field of railway transport, namely to rail circuits of railway automation devices - electrical signaling, centralization and blocking (STB).

Известны приварные рельсовые электрические соединители (далее - рельсовые соединители), применяемые в рельсовых цепях железнодорожного пути на электрифицированных железных дорогах и служащие для снижения до приемлемого уровня электрического сопротивления этих рельсовых стыков, для обеспечения надежного и экономичного прохождения тягового и сигнального токов из одной рельсовой плети, в другую (полезная модель №25183 от 14.06.2001 «Рельсовый электрический соединитель с гибким биметаллическим сталемедным многопроволочным проводом»).Known welded rail electrical connectors (hereinafter referred to as rail connectors) used in rail circuits of a railway track on electrified railways and used to reduce to an acceptable level the electrical resistance of these rail joints, to ensure reliable and economical passage of traction and signal currents from one rail lash, to another (utility model No. 25183 dated 06/14/2001 "Rail electric connector with a flexible bimetallic steel-copper stranded wire").

Согласно действующим на железных дорогах Российской Федерации правилам приварные рельсовые соединители должны быть выполнены из медного гибкого провода. Применение именно медных проводов объясняется, кроме их хороших электрических характеристик, высокой гибкостью, необходимой для обеспечения долговечности соединителей в условиях постоянных динамических нагрузок: горизонтальных и, прежде всего, вертикальных перемещений концов провода при взаимных перемещениях концов рельсов при проходе по рельсовому стыку колес подвижного состава.According to the rules applicable to the railways of the Russian Federation, welded rail connectors must be made of copper flexible wire. The use of copper wires is explained, in addition to their good electrical characteristics, by the high flexibility necessary to ensure the durability of the connectors under constant dynamic loads: horizontal and, above all, vertical movements of the ends of the wires during mutual movements of the ends of the rails when passing along the rail joint of the wheels of the rolling stock.

Однако использование для рельсовых соединителей дорогостоящих медных проводов, наряду с удовлетворительными эксплуатационными качествами имеет и резко выраженные недостатки. Это, прежде всего, массовые хищения соединителей для сдачи их в цветной металлолом, и небольшой срок службы из-за низкой прочности проволок, из которых состоит трос. Повреждению проволок способствуют не только естественные нагрузки, характерные для условий их эксплуатации, но и работа снегоочистительной техники, и удары щебня при However, the use of expensive copper wires for rail connectors, along with satisfactory performance, also has pronounced disadvantages. First of all, these are massive thefts of connectors for their transfer to non-ferrous scrap metal, and a short service life due to the low strength of the wires that make up the cable. Damage to the wires is promoted not only by the natural loads characteristic of the conditions of their operation, but also by the work of snow-clearing equipment, and impacts of rubble during

прохождении поездов. Кроме того, медь и сталь плохо свариваются друг с другом, и получить качественные сварные швы между проводом и стальными манжетами достаточно сложно.passing trains. In addition, copper and steel do not weld well with each other, and it is quite difficult to obtain high-quality welds between the wire and steel cuffs.

Выход из строя соединителя приводит к сбоям в работе рельсовых цепей СЦБ, что может стать прямой угрозой безопасности движения поездов.Failure of the connector leads to interruptions in the operation of rail signaling circuits, which can become a direct threat to the safety of train traffic.

Поэтому необходимы иные рельсовые соединители, использующие в качестве проводника более прочные провода.Therefore, other rail connectors are needed that use more durable wires as a conductor.

Известны рельсовые соединители, выполненные с использованием взамен медных биметаллических сталемедных проводов, непривлекательных для похитителей. Биметаллические провода обладают хорошими механическими качествами и хорошо свариваются с концевыми стальными манжетами.Known rail connectors made using instead of copper bimetallic steel-copper wires, unattractive to thieves. Bimetal wires have good mechanical properties and weld well with end steel cuffs.

Недостатки этих проводов следующие. Из-за относительно высокого сопротивления биметаллических проводов для поддержания электрических параметров соединителей требуется применять провода большего сечения, чем у медных. Данное обстоятельство не только удорожает изделие, но и ухудшает механические параметры. Причина в том, что известные провода свиты либо из 19 проволок относительно большого диаметра, либо из 7 и более прядей, состоящих, в свою очередь, из 7 или 19 тонких проволок. И в том, и в другом случае провода трудно поддаются изгибам с малым радиусом, при этом происходит коробление и распушивание провода, выпучивание отдельных проволок или прядей и, т.п. Конструкция требует трех изгибов на длине 200 мм, что из-за высокой жесткости провода крайне затруднительно, такие соединители плохо переносят динамические нагрузки и ломаются или отрываются от рельсов по месту приварки.The disadvantages of these wires are as follows. Due to the relatively high resistance of bimetallic wires, it is required to use wires of a larger cross section than copper wires to maintain the electrical parameters of the connectors. This fact not only increases the cost of the product, but also worsens the mechanical parameters. The reason is that the known wires are either of 19 wires of relatively large diameter, or of 7 or more strands, which, in turn, consist of 7 or 19 thin wires. In both cases, the wires are difficult to bend with a small radius, and there is warping and fluffing of the wire, buckling of individual wires or strands, etc. The design requires three bends over a length of 200 mm, which is extremely difficult due to the high stiffness of the wire, such connectors do not tolerate dynamic loads and break or tear off the rails at the place of welding.

В силу указанных причин соединители из известных биметаллических проводов не нашли массового практического применения.For these reasons, connectors from known bimetallic wires have not found mass practical application.

Целью настоящей разработки является создание рельсовых соединителей, лишенных указанных выше недостатков, на основе применения биметаллических сталемедных многопроволочных проводов.The aim of this development is the creation of rail connectors, devoid of the above disadvantages, based on the use of bimetallic steel-copper stranded wires.

Для достижения необходимых параметров должны быть соблюдены следующие условия.To achieve the necessary parameters, the following conditions must be met.

Во-первых, биметаллические проволоки, из которых состоит провод, должны быть достаточно малого диаметра, чтобы провод был более пластичным, но не слишком малого, чтобы обладать необходимой стойкостью к износу и повреждениям. Провод должен быть пригоден к отжигу для дополнительного снижения жесткости и снятия напряжений.Firstly, the bimetallic wires that make up the wire must be small enough to make the wire more ductile, but not too small to have the necessary resistance to wear and damage. The wire must be suitable for annealing to further reduce stiffness and stress relief.

Во-вторых, необходимо снизить сопротивление, чтобы получить возможность использования проводов меньших сечений.Secondly, it is necessary to reduce the resistance in order to be able to use wires of smaller cross sections.

В-третьих, необходимо, чтобы провод был свит не из прядей, а непосредственно из отдельных проволок, тогда он имеет плотную структуру и геометрически правильную форму, что улучшает установку наконечников.Thirdly, it is necessary that the wire is not twisted from strands, but directly from individual wires, then it has a dense structure and a geometrically correct shape, which improves the installation of ferrules.

В-четвертых, необходимо изменить традиционную конструкцию соединителя, адаптировав его к особенностям биметаллических проводов.Fourth, it is necessary to change the traditional design of the connector, adapting it to the features of bimetal wires.

Первым трем из указанных параметров в полной мере соответствует биметаллический провод, состоящий из пяти повивов биметаллических проволок (1+6+12+18+24, всего 61 проволока). Схема провода приведена на фиг.1. Диаметр проволок от 1,2 до 1,6 мм, в зависимости от требуемого сечения провода, и может быть при необходимости изменен. Содержание меди в проволоках повышено до 50% от сечения.The first three of these parameters fully corresponds to a bimetallic wire consisting of five types of bimetallic wires (1 + 6 + 12 + 18 + 24, a total of 61 wires). The wire diagram is shown in figure 1. The diameter of the wires is from 1.2 to 1.6 mm, depending on the desired cross-section of the wire, and can be changed if necessary. The copper content in the wires is increased to 50% of the cross section.

В отличие от провода традиционной конструкции, биметаллический провод весьма пластичен при достаточно плотной структуре, хорошо изгибается с малыми радиусами и гораздо лучше переносит динамические нагрузки. Повышенное содержание меди и, следовательно, лучшее сопротивление, позволяют использовать провод меньшего, чем у традиционных сталемедных проводов, сечения при тех электрических параметрах, а это лучше не только с точки зрения механических свойств провода, но и выгодно экономически.Unlike a traditional construction wire, a bimetallic wire is very ductile with a fairly dense structure, it bends well with small radii and can withstand dynamic loads much better. The increased copper content and, consequently, better resistance, allow the use of a wire smaller than that of traditional steel-copper wires, the cross section for those electrical parameters, and this is better not only in terms of the mechanical properties of the wire, but also economically advantageous.

Для решения четвертой из указанных задач необходимо избежать излишних изгибов провода, для чего следует изменить конфигурацию манжет и способ приварки соединителя к рельсу (фиг.2), где манжеты (1 и 2) с измененными геометрическими размерами, но с той же площадью, привариваются к рельсам не вдоль оси соединителя, а поперек, провод (3) в этом случае выполняет роль To solve the fourth of these problems, it is necessary to avoid excessive bending of the wire, for which it is necessary to change the configuration of the cuffs and the method of welding the connector to the rail (figure 2), where the cuffs (1 and 2) with changed geometric dimensions, but with the same area, are welded to to rails not along the axis of the connector, but across, the wire (3) in this case plays the role

соединителя, который имеет U-образную форму.a connector that is U-shaped.

Такой рельсовый соединитель, будучи приваренным к стыкуемым рельсам, работает в гораздо более естественном направлении и с меньшим механическим напряжением, чем традиционный, и обеспечивает долговечность гораздо большую, чем у рельсового соединителя с медным гибким проводом и, тем более, с биметаллическим проводом традиционной конструкции. Дополнительным фактором, увеличивающим долговечность работы соединителя, является наложение трех проволочных бандажей (4, 5, 6) вместо традиционного одного.Such a rail connector, being welded to the joined rails, works in a much more natural direction and with less mechanical stress than the traditional one, and provides a much longer durability than a rail connector with a copper flexible wire and, especially, with a bimetallic wire of a traditional design. An additional factor that increases the durability of the connector is the imposition of three wire ties (4, 5, 6) instead of the traditional one.

Claims

1. Welded-on rail electric connector, consisting of a flexible conductor fixed in end steel cuffs intended for welding to rails, characterized in that a bimetallic steel-copper wire containing at least 50% copper cross-section made of 61 steel-copper wire is used as a conductor retinue according to the formula 1 + 6 + 12 + 18 + 24.

2. The connector according to claim 1, characterized in that it is made in a U-shape and has steel cuffs intended for welding to rails across the longitudinal axis of the connector.

3. The connector according to claim 1, characterized in that it is equipped with three retaining rings of steel wire.