RU82711U1

RU82711U1 - Rail fastening

Info

Publication number: RU82711U1
Application number: RU2008144560/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Антипов; Алексей Алексеевич Бондаренко
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2008-11-11
Publication date: 2009-05-10

Abstract

1. Рельсовое скрепление, содержащее подрельсовую прокладку, пружинную клемму, прикрепляющую рельс к основанию, крепежный элемент с шестигранной головкой, ввернутого в гайку, замоноличенную в железобетонную шпалу вместе с электроизолирующим дюбелем, и прижимной элемент, отличающееся тем, что пружинная клемма выполнена в виде многожильного стального каната, который заневолен в кондукторе и поджат к рельсу прижимным элементом, который выполнен в виде пакета стальных упругих пластин и охватывает пружинную клемму, поджимая крепежный элемент к пружинной клемме и рельсу. ! 2. Рельсовое скрепление по п.1, отличающееся тем, что многожильная пружинная клемма из стального упругого каната свернута в квазинепрерывное кольцо, заневоленное в кондукторе.1. A rail fastener containing a rail gasket, a spring terminal securing the rail to the base, a fastening element with a hex head screwed into a nut, screwed into a reinforced concrete rail, together with an electrical insulating wall plug, and a clamping element, characterized in that the spring terminal is made in the form steel rope, which is stuck in the conductor and clamped to the rail by a clamping element, which is made in the form of a package of steel elastic plates and covers the spring terminal, pressing the fastener to the spring terminal and rail. ! 2. Rail fastening according to claim 1, characterized in that the multicore spring terminal from a steel elastic rope is folded into a quasicontinuous ring restrained in a conductor.

Description

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути и может быть использована в качестве скреплений бесстыкового пути на железобетонных шпалах.The utility model relates to the upper structure of a railway track and can be used as fastenings of a welded jointless track on reinforced concrete sleepers.

Известны устройства, содержащие эластичные прокладки, помещенные между рельсом и шпалой, анкерные болты, пружинные или прижимные накладки, применяемые для крепления рельсового пути к железобетонным шпалам [Яковлева Т.Г. Железнодорожный путь. - М.: Транспорт, 2001 г., с.29-37.].Known devices containing elastic gaskets placed between the rail and the railroad tie, anchor bolts, spring or clamping plates, used to fasten the rail to reinforced concrete sleepers [Yakovleva TG Railway track - M .: Transport, 2001, p.29-37.].

Недостатком известных устройств является низкая надежность крепления, значительная трудоемкость технического обслуживания (периодически приходится проверять и подтягивать крепеж), малая демпфирующая способность рельсовых скреплений, что приводит к образованию наклепа на рабочей поверхности рельса и колес, повышенной вибрации рельсошпальной решетки, буксового и опорного узлов тележек и, как следствие из этого, снижению надежности и ресурса указанных узлов. Кроме того, жесткость и ресурс подрельсовых и нашпальных прокладок недостаточны, что приводит к срезу уплотнительных граней прокладок, а также преждевременному разрушению закладных болтов и изолирующих втулок. При каждом отказе уширение колеи составляет 8-9 мм, на одну сторону и является причиной возникновения аварийной ситуации.A disadvantage of the known devices is the low reliability of fastening, the significant complexity of maintenance (periodically it is necessary to check and tighten the fasteners), the low damping ability of rail fasteners, which leads to the formation of cold work on the working surface of the rail and wheels, increased vibration of the rail-sleeper, axle box and bearing units of the trolleys and , as a consequence of this, reduce the reliability and resource of these nodes. In addition, the rigidity and life of the under-rail and head-mounted gaskets are insufficient, which leads to the cutting of the sealing faces of the gaskets, as well as the premature destruction of the embedded bolts and insulating bushings. At each failure, the gauge broadening is 8–9 mm, on one side and is the cause of the emergency.

Известно рельсовое скрепление, содержащие подрельсовую прокладку, пружинную клемму V-образной формы, прикрепляющую рельс к основанию, клемма включает нашпальные витки, прямолинейную надрельсовую часть, боковые участки и концевые участки, крепежный элемент выполнен в виде шурупа, ввернутого в электроизолирующий It is known rail fastening containing a rail gasket, a V-shaped spring terminal securing the rail to the base, the terminal includes napal coils, a straight over-rail part, side sections and end sections, the fastening element is made in the form of a screw screwed into an electrically insulating

дюбель, замоноличенный в железобетонный шпале, подклеммник, охватывающий дюбель, выполнен в виде уголка, полка которого расположена параллельно подошве рельса, а хвостовик V-образной формы утоплен в соответствующем углублении шпалы, боковые участки и надрельсовая часть клеммы охватывают подклеммник и взаимодействующий с клеммой прижимной элемент, прижимной элемент выполнен в виде скобы, охватывающей концевые участки клеммы, а верхняя часть прижимного элемента взаимодействует с опорной площадкой головки шурупа, поверхность контакта дюбеля с шурупом выполнена с резьбовой вставкой, устанавливаемой в дюбель при изготовлении, подрельсовая прокладка выполнена из полимерной и резиновой прокладок, соединенных в замок, полимерная прокладка контактирует со шпалой, а резиновая прокладка с подошвой рельса, подклеммник может быть выполнен из полимерного материала, а сами подклеммники соединены между собой в подрельсовой зоне, крепежный элемент может быть выполнен в виде болта с шестигранной головкой, заворачиваемый в гайку, замоноличенную в железобетонную шпалу вместе с дюбелем, боковые участки и концевые участки клеммы выполнены по радиусам, при этом концы клеммы расположены ниже боковых ветвей и в рабочем положении контактируют с верхней поверхностью подклеммника [Рельсовое скрепление, патент на полезную модель №32122, МПК 7 Е01В 9/30, опубл. 2003.09.10. Имя патентообладателя: ЗАО «Финансовая техническая компания».]. the dowel, monolithic in a reinforced concrete sleeper, the terminal block covering the dowel, is made in the form of a corner, the shelf of which is parallel to the bottom of the rail, and the V-shaped shank is recessed in the corresponding recess of the railroad tie, the side sections and the nadrels part of the terminal cover the terminal block and the pressure element interacting with the terminal , the clamping element is made in the form of a bracket covering the end sections of the terminal, and the upper part of the clamping element interacts with the support area of the screw head, the contact surface is the laundry with the screw is made with a threaded insert installed in the dowel during manufacture, the under-rail gasket is made of polymer and rubber gaskets connected to the lock, the polymer gasket is in contact with the tie, and the rubber gasket with the rail sole, the terminal block can be made of polymer material, and the terminal blocks are interconnected in the under-rail zone, the fastening element can be made in the form of a hex bolt, wrapped in a nut, monolithic in a reinforced concrete sleepers with a dyke it, side portions and end portions of the terminals are formed by radii, wherein the terminal ends are located below the lateral branches and in the working position in contact with the upper surface podklemmnika [rail fastening utility model patent №32122, IPC7 E01V 9/30, publ. 2003.09.10. Name of patent holder: CJSC Financial Technical Company.].

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа. This technical solution is selected as a prototype.

Недостатком этого скрепления является многоэлементность конструкции, что делает его менее надежным и сложным при изготовлении, при монтаже и демонтаже железнодорожных звеньев.The disadvantage of this fastening is the multi-element design, which makes it less reliable and difficult to manufacture, during installation and dismantling of railway links.

Кроме того, недостатком скрепления является низкое значение усилия прижима рельса к подкладке (около 13 кН), до которого клемма сохраняет In addition, the disadvantage of fastening is the low value of the pressure of the rail against the lining (about 13 kN), to which the terminal retains

приемлемые упругие свойства. При дальнейшей затяжке клеммного болта упругость клеммы резко падает, что не позволяет использовать ее для крепления рельсов в пути с высокими осевыми нагрузками. Это объясняется тем, что при нагружении рельса большим осевым усилием от проходящих составов рельс прогибается и усилие его поджатия к подкладке ослабевает до недопустимой величины (менее 10 кН). По данным [Радыгин Ю.Н., Стойда Ю.М. Лабораторные испытания рельсовых скреплений. - Путь и путевое хозяйство. - №12, 2005, с.8-12.] оптимальное значение поджатия соответствует значению около 20 кН.acceptable elastic properties. With further tightening of the terminal bolt, the elasticity of the terminal drops sharply, which does not allow it to be used for fastening rails in a way with high axial loads. This is explained by the fact that when the rail is loaded with a large axial force from the passing compositions, the rail bends and the force of its pressing against the lining weakens to an unacceptable value (less than 10 kN). According to [Radygin Yu.N., Stoyda Yu.M. Laboratory tests of rail fastenings. - Way and track facilities. - No. 12, 2005, pp. 8-12.] The optimal value of the preload corresponds to a value of about 20 kN.

Кроме того, данное рельсовое скрепление имеет низкую демпфирующую способность из-за малой площади поверхности трения, на которой реализуются проскальзывания и работа сил трения при динамическом нагружении. Вследствие этого происходит передача динамической нагрузки от подвижного состава на рельсовое полотно, что снижает надежность и ресурс рельсового полотна, приводит к образованию наклепа на рабочей поверхности рельсов и колес, снижает надежность буксового узла и др.In addition, this rail fastening has a low damping ability due to the small surface area of friction, on which slippage and friction forces work under dynamic loading. As a result of this, the dynamic load is transferred from the rolling stock to the rail, which reduces the reliability and life of the rail, leads to the formation of hardening on the working surface of the rails and wheels, reduces the reliability of the axle box, etc.

Техническим результатом полезной модели является упрощение конструкции, повышение надежности и ресурса, за счет повышения диссипативных свойств конструкций, существенно улучшающего вибрационные характеристики системы, повышение усилия прижатия рельса к подкладке при больших осевых нагрузках на рельс, что способствует надежности самого рельсового скрепления.The technical result of the utility model is to simplify the design, increase reliability and service life by increasing the dissipative properties of structures, significantly improving the vibrational characteristics of the system, increasing the effort of pressing the rail against the lining at high axial loads on the rail, which contributes to the reliability of the rail fastening itself.

Технический результат достигается тем, что в рельсовом скреплении, содержащем подрельсовую прокладку, пружинную клемму, прикрепляющую рельс к основанию, крепежный элемент с шестигранной головкой, ввернутого в гайку, замоноличенную в железобетонную шпалу вместе с электроизолирующим дюбелем и прижимной элемент, причем пружинная клемма, выполнена в виде многожильного стального каната, The technical result is achieved by the fact that in the rail fastening containing the rail gasket, a spring terminal securing the rail to the base, a fastening element with a hex head screwed into a nut, monolithic in a reinforced concrete sleepers together with an electrically insulating dowel and a clamping element, and the spring terminal is made the form of a stranded steel rope,

который заневолен в кондукторе и поджат к рельсу прижимным элементом, который выполнен в виде пакета стальных упругих пластин и охватывает пружинную клемму, поджимая крепежный элемент к пружинной клемме и рельсу, а многожильная пружинная клемма из стального упругого каната свернута в квазинепрерывное кольцо, заневоленное в кондукторе.which is veiled in the conductor and is clamped to the rail by a clamping element, which is made in the form of a package of steel elastic plates and covers the spring terminal, pressing the fastener to the spring terminal and rail, and the multicore spring terminal from the steel elastic rope is rolled into a quasi-continuous ring in the conductor.

На фиг.1 показано рельсовое скрепление, вид в плане с удаленными пакетами прижимных пластин и головками болтов (Разрез по А-А). Figure 1 shows a rail fastening, a plan view with removed packages of pressure plates and bolt heads (Section A-A).

На фиг.2 показан разрез по Б-Б рельсового скрепления. Figure 2 shows a section along BB of rail fastening.

На фиг.3 показана технология изготовления квазинепрерывного кольца из многожильного упругого стального каната.Figure 3 shows the manufacturing technology of a quasicontinuous ring from a multi-strand elastic steel rope.

На фиг.4 показано то же кольцо после заневоливания в кондукторе. Figure 4 shows the same ring after being worn in a jig.

Рельсовое скрепление включает прижимные клеммы 1, крепежный болт 2, ввернутый в гайку (на рисунках не показана), замоноличенную в железобетонную шпалу 3, рельс 4, прижимной элемент 5 в виде пакета стальных упругих пластин, подрельсовую прокладку 6, стальную подкладку 7 и упругую прокладку 8.Rail fastening includes clamping terminals 1, a fixing bolt 2 screwed into a nut (not shown in the figures), monolithic in reinforced concrete sleepers 3, rail 4, clamping element 5 in the form of a package of steel elastic plates, rail spacer 6, steel lining 7 and elastic gasket 8.

Рельсовое скрепление собирают следующим образом: вначале заневоливают многожильный стальной канат 1 в специальном кондукторе, обрезают и опаивают его концы, затем устанавливают на бетонную шпалу 3 прокладку 8, подкладку 7 и прокладку 6. Далее устанавливают на шпалу 3 рельс 4, пружинную клемму 1, прижимной элемент 5 и поджимают клемму 1 и элемент 5 крепежным болтом 2 к основанию рельса 4. The rail fastening is assembled as follows: first, a multi-strand steel rope 1 is gutted in a special conductor, its ends are cut and brazed, then the gasket 8, the lining 7 and the gasket 6 are installed on the concrete sleepers 3. Next, the rail 3, spring clip 1, and pressure terminal 1 are installed on the sleepers 3 element 5 and tighten the terminal 1 and element 5 with a fixing bolt 2 to the base of the rail 4.

Рельсовое скрепление работает следующим образом. Rail fastening works as follows.

Заданное усилие прижатия рельса (20кН) обеспечивают тарированной затяжкой крепежного болта 2 за счет суммарной жесткости на изгиб пружинной клеммы 1, выполненной из изогнутого в кондукторе отрезка многожильного стального каната и прижимного элемента 5, выполненного из пакета стальных пластин. При затяжке клеммы 1 и пакета 5 болтом 2 The predetermined rail pressing force (20 kN) is ensured by a calibrated tightening of the fixing bolt 2 due to the total bending stiffness of the spring terminal 1 made of a section of a multicore steel rope bent in a conductor and a clamping element 5 made of a package of steel plates. When tightening terminal 1 and package 5 with bolt 2

клемма и пакет упруго изгибаются из-за разности высот основания рельса 4 и верхней поверхности подкладки 7, что обеспечивает постоянное осевое усилие в болтовом соединении, препятствующее отворачиванию болта 2 при эксплуатации рельсового скрепления. Это мероприятие предотвращает также сползание клеммы 1 по подошве рельса 4 в сторону закладного болта, так как уже при незначительном сползании клеммы 1 осевое усилие в болтовом соединении возрастает, что усиливает поджатие клеммы 1 к рельсу и еще более интенсивно препятствует дальнейшему сползанию клеммы 1.the terminal and the package are elastically bent due to the difference in the heights of the base of the rail 4 and the upper surface of the lining 7, which provides a constant axial force in the bolt connection, preventing the bolt 2 from being unscrewed during operation of the rail fastening. This measure also prevents the sliding of terminal 1 along the bottom of the rail 4 towards the embedded bolt, since even with a slight sliding of terminal 1, the axial force in the bolted connection increases, which increases the clamping of terminal 1 to the rail and even more intensively prevents further sliding of terminal 1.

При движении по рельсу состава рельс 4 давит на прижимной элемент 5, увеличивая его прогиб и, тем самым, осевое усилие в крепежном болте 2, что приводит к увеличению усилия зажима основания рельса 4 и его заклинивание.When moving along the rail of the composition, the rail 4 presses on the clamping element 5, increasing its deflection and, thereby, the axial force in the fixing bolt 2, which leads to an increase in the clamping force of the base of the rail 4 and its jamming.

При прохождении колеса пластины пакеты выпрямляются и происходит расклинивание рельса 4. И, наконец, главным преимуществом заявленного изобретения является его высокая демпфирующая способность. Это подтверждает анализ упруго-фрикционных характеристик рельсовых скреплений, представленный, в частности в работе [Радыгин Ю.Н., Стойда Ю.М. Лабораторные испытания рельсовых скреплений. - Путь и путевое хозяйство. - №12, 2005, с.8-12.]. По данным этой статьи, большинство эксплуатируемых в настоящее время рельсовых скреплений (см рис.5) имеет относительный коэффициент рассеивания энергии Ψ≤0,1 (Ψ это отношение площади петли гистерезиса к площади прямоугольного треугольника, ограниченного сверху гипотенузой верхней нагрузочной характеристикой скрепления, а снизу - осью абсцисс).When passing the wheel of the plate, the packets are straightened and the rail 4 is wedged. And, finally, the main advantage of the claimed invention is its high damping ability. This confirms the analysis of the elastic-frictional characteristics of rail fastenings, presented, in particular, in [Radygin Yu.N., Stoyda Yu.M. Laboratory tests of rail fastenings. - Way and track facilities. - No. 12, 2005, pp. 8-12.]. According to this article, most rail fasteners currently in operation (see Fig. 5) have a relative energy dissipation coefficient of Ψ≤0.1 (Ψ this is the ratio of the area of the hysteresis loop to the area of a right triangle, bounded above the hypotenuse by the top load characteristic of the fastener, and below - abscissa axis).

Выполнение пружинной клеммы из многожильного стального каната по данным работ [Антипов В.А. и др. Расчет и конструирование средств виброзащиты сухого трения. - Самара: СамГУПС, 2005.-207 с., Антипов В.А. Подавление вибрации агрегатов и узлов транспортных систем:The implementation of the spring terminal of a multicore steel rope according to the work [Antipov V.A. and others. Calculation and design of means of vibration protection of dry friction. - Samara: SamGUPS, 2005.-207 p., Antipov V.A. Suppression of vibration of units and nodes of transport systems:

Монография. - М.: Маршрут, 20069. - 264 с.] дает возможность увеличить Ψ до величин Ψ=2..3. Это происходит за счет работы сил трения при проскальзывании стальных нитей каната друг относительно друга из-за изгиба каната. При этом энергия вибрации переходит в тепло и рассеивается в окружающее пространство. За счет выполнения прижимного элемента в виде пакета стальных пластин еще более увеличивается количество рассеиваемой энергии вследствие работы сил трения при проскальзывании пластин друг относительно друга из-за изгиба пластин. При этом коэффициент рассеивания энергии может достигнуть величин Ψ=3..4, что значительно увеличивает эффективность подавления вибрации.Monograph. - M .: Route, 20069. - 264 p.] Makes it possible to increase Ψ to values Ψ = 2..3. This is due to the work of the friction forces when the steel threads of the rope slip relative to each other due to the bending of the rope. In this case, the vibration energy passes into heat and dissipates into the surrounding space. Due to the implementation of the clamping element in the form of a package of steel plates, the amount of dissipated energy increases even more due to the work of friction forces when the plates slip relative to each other due to the bending of the plates. Moreover, the energy dissipation coefficient can reach Ψ = 3..4, which significantly increases the efficiency of vibration suppression.

В результате оснащения железнодорожного пути предлагаемыми рельсовыми скреплениями, во-первых, значительно улучшены вибрационные характеристики рельсошпальной решетки, буксовых и опорных узлов подвижного состава, что приводит к значительному увеличению ресурса и надежности этих узлов, во-вторых, увеличена надежность работы самого рельсового скрепления из-за эффекта заклинивания - расклинивания основания рельса при прохождении над скреплением колеса вагона (чем больше вес вагона, тем надежнее скрепление), в-третьих, снижается трудоемкость технического обслуживания рельсового пути из-за уменьшения вероятности отворачивания крепежного болта, в-четвертых, обеспечено оптимальное усилие поджатия основания рельса клеммой за счет введения дополнительного поджатия прижимным элементом 5, и, наконец, по сравнению, например, с прототипом уменьшена многоэлементность конструкции, т.е. конструкция проста и технология в изготовление.As a result of equipping the railway track with the proposed rail fastenings, firstly, the vibrational characteristics of the rail sleeper, axle boxes and bearing units of the rolling stock are significantly improved, which leads to a significant increase in the resource and reliability of these nodes, and secondly, the reliability of the rail fastening itself is increased due to for the effect of jamming - wedging of the base of the rail when passing over the fastening of the wagon wheel (the greater the weight of the wagon, the more reliable the fastening), thirdly, it reduces labor due to a decrease in the probability of loosening the fastening bolt, fourthly, the optimal force of the rail base to be clamped by the terminal due to the introduction of additional compression by the clamping element 5, and finally, compared to, for example, the prototype has reduced the multi-element design, t .e. The design is simple and the manufacturing technology.

Claims

1. A rail fastener containing a rail gasket, a spring terminal securing the rail to the base, a fastening element with a hex head screwed into a nut, screwed into a reinforced concrete rail, together with an electrical insulating wall plug, and a clamping element, characterized in that the spring terminal is made in the form steel rope, which is stuck in the conductor and clamped to the rail by a clamping element, which is made in the form of a package of steel elastic plates and covers the spring terminal, pressing the fastener to the spring terminal and rail.

2. Rail fastening according to claim 1, characterized in that the multicore spring terminal from a steel elastic rope is folded into a quasicontinuous ring restrained in a conductor.