UA53585A - Рейкове стикове з'єднання - Google Patents

Abstract

Рейкове стикове з’єднання містить рейки, що стикуються, зв’язані одна з одною бічними накладками і поперечними кріпильними елементами. Торці кожної рейки, що стикуються, виконані вісесиметрично під кутом до подовжньої осі рейки. Поверхні торців рейок, що стикуються, зворотно-симетричні щодо перпендикуляра до подовжньої осі рейок.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до пристрою стикових з'єднань рейкового шляху і може бути широко використане в 2 будь-якій галузі промисловості і господарської діяльності, що передбачає експлуатацію рейкового транспорту: залізничний транспорт, міський комунальний - транспорт (трамвай, метро), внутрішньозаводський транспорт різних підприємств.

Стикове з'єднання забезпечує з'єднання окремих рейок у єдину полотнину для напрямку коліс рухливого складу при русі. Рейки є найголовнішим елементом верхньої будови колії, експлуатуються в широкому діапазоні 70 експлуатаційних температур, безпосередньо сприймають тиску від коліс рухливого складу і забезпечують передачу цих тисків елементам конструкцій, що лежать нижче, шляху, а так само визначають умови експлуатації і рівні експлуатаційних навантажень на елементи конструкцій самого рухливого складу. Усі ці умови визначають наступні основні вимоги до стикового з'єднання: - у конструкції повинні бути елементи (зазори) для компенсацій сезонних температурних деформацій окремих 72 рейок (подовження, укорочування); - забезпечувати незмінність ширини колії і надійне з'єднання рейок між собою: - сприяти пружній переробці динамічних впливів на шлях коліс рухливого складу; - забезпечення мінімальних ударних навантажень на конструкцію рухливого складу при проходженні їм температурного зазору стику, і т.д.

Відомо рейкове стикове з'єднання (авторське посвідчення СРСР Мо 1783017 від 11.10.90, МПК ЕЕ 01 В 11/00, г 16 В 43/00), що виконано з зазором, при, містить стикові накладки, розташовані по обох сторони від рейок і зв'язані один з одним і шейками рейок болтами. У цьому з'єднанні торці рейок, що стикуються, знаходяться в площині, розташованої перпендикулярно подовжньої осі рейки. Практичне застосування такого стикового з'єднання показало кілька істотних його недоліків. Насамперед. наявність температурного зазору розриву в 29 Шшляховій полотнині, утвореного нормально розташованими до осі рейок торцями, приводить до появи значних « періодичних ударних навантажень при проходженні через стик коліс рухливого складу. Це приводить до інтенсивного зносу самої шляхової полотнини, коліс рухливого складу і його підшипникових вузлів. Експлуатація такого стикового з'єднання приводить так само до виникнення значних вібраційних навантажень на кріплення самого стику, що приводить до ослаблення з'єднання елементів стику між собою і з опорними шпалами верхньої о будови колії. Крім того, наявність таких стиків створює значний опір руху потягів (близько 1095 основного ее) опору. див. Амелін С. Е. Дановський Л.М. Шлях і шляхове господарство. М., "Транспорт" 1972), що приводить до зниження економічних експлуатаційних показників, а так само не створює, необхідних умов під час перевезення о пасажирів і вантажів, що улоеможливлює в ряді випадків використання залізничного транспорту. Так само, така со конструкція рейкового стику є нездоланного технічною перешкодою при проектуванні і створенні швидкісних залізничних магістралей через різке збільшення ударно-динамічних навантажень при підвищенні швидкості руху о рухливого складу.

Найбільш близьким по технічній сутності до винаходу, що заявляється, є рейкове стикове з'єднання, описане в авторському посвідченні СРСР Мо 1769771 від 14.11.90 МПК Е 01 В 11/24. Відповідно до відомої конструкції « рейки, що списуються, зрізані в плані кососимметрично щодо їхньої подовжньої осі і зв'язані один з одним за З допомогою поперечних кріпильних елементів. Ця конструкція припускає так само наявність бічних накладок, с прикріплюються жорстко до рейок, що стикуються, зазначеними кріпильними елементами, причому довжина

Із» накладок І. визначається в основному кутом зрізу торців рейка і розраховується по формулі:

Ї - К ОВЛОА (1) де К - 3...6 - експериментальний коефіцієнт;

В - ширина головки рейки; і-й А - кут зрізу торця рейки оз Практичне застосування ідеї конструкції рейкового стику показало його деяку перевагу з описаної раніше конструкції внаслідок того, що при кососиметричному щодо подовжньої осі рейки зрізі його торців усуваються і-й динамічні ударні навантаження при проходженні коліс рухливого складу через стик навіть при наявності о 20 температурного компенсаційного зазору.

Разом з тим кососиметричний зріз торців рейок, що стикуються, визначає досить велику довжину бічних сл накладок і протяжну зону безпосереднього торцевого зрізу, що конструктивно не скріплюється поперечними кріпильними елементами. Ці нескріплені ділянки стику являють собою консольну балку з жорстко затисненим кінцем. Тому при експлуатації такого стикового з'єднання істотно зростає амплітуда динамічних впливів від 99 вертикально діючих навантажень і відповідний прогин нескріпленої ділянки при проходженні колісних пар в. рухливого складу через стик, що приводить до збільшення силових впливів на опорні шпали і баластовий шар верхньої будови колії, руйнуючи їх, до збільшення зносу і скороченню терміну служби самих рейок, що цілком знижує надійність стику. З цієї причини не допускається зменшення кута зрізу косого зрізу менш 402, що було б технічно доцільно для збільшення активної зони переходу коліс з однієї рейки на іншій. Крім того, ця 60 конструкція стику збільшує загальну вагу залізничого полотнини верхньої будівлі через збільшені розміри бічних накладок, що несприятливо позначається на умовах експлуатації опорних шпал і баластового шару верхньої будови колії, а так само погіршує техніко-експлуатаційні показники через зростання витрат на монтаж і експлуатацію залізничного шляху.

Технічною задачею пропонованого винаходу є створення такого рейкового стику, який би, поряд з усуненням бо ударно-динамічних навантажень при проходженні через нього коліс рухливого складу при збільшенні активної зони переходу коліс з однієї рейки на іншій, знизив амплітуду динамічних впливів, прогин нескріпленої ділянки і силовий вплив на конструкцію верхньої будови колії, довжину бічних накладок.

Поставлена технічна задача досягається тим. що в конструкції стику, у якій рейки, що стикуються, зв'язані один з ОДНИМ бічними накладками і поперечними кріпильними елементами, відповідно до винаходу, торці кожної рейки зрізані вісесиметрично під кутом щодо подовжньої осі цієї рейки, а поверхні торців рейок, що стикуються, зворотньосиметричні щодо перпендикуляра до подовжньої осі рейки, при цьому довжина бічної накладки І. визначається по формулі

Ї - К-ВЛОА, (2) 70 де

К-1,5...3;

В - ширина толовки рейки;

А - кут симетрії площини зрізу щодо подовжньої осі рейки.

Виконання: таким способом торців рейок, що стикуються, дозволяє збільшити зону переходу коліс через стик /5 Зі зменшенням кута А, а за інших рівних умов удвічі зменшити довжину нескріпленої ділянки стику, що відповідно знижує прогин і амплітуду динамічних напруг у стику, знижує навантаження на конструкцію верхньої будови колії. Так само зменшується довжина необхідних для зв'язку рейок, що стосуються, бічних накладок, знижує металоємність монтажу рейкового шляху і вага конструкції стику в цілому. В остаточному підсумку всі зміни дозволяють скоротити витрати на монтаж і експлуатацію рейкового шляху при збільшенні надійності і довговічності.

Сутність винаходу, що заявляється, пояснюється кресленнями, де - на фіг. 1 зображений стик у зборі, вид зверху; - на фіг.2 зображений стик з косометричним виконанням торців рейок, що стикуються.

Пропонований стих рейок утвориться і працює в такий спосіб. Перед зборкою торець рейки 1 (див. фіг.1) об Виконується по поверхні 2 осесимметрично під кутом А до подовжньої осі З, а торець рейки, що стикується, 4 виконується по поверхні 5, так само вісесиметрично під кутом А до подовжньої осі З, але назад симетрично щодо « осі 6, перпендикулярної подовжньої осі 3. Стик має температурний зазор 8 величина якого розраховується по відомих залежностях, утвориться за допомогою кріпильних елементів 7 і бічних накладок 8, величина яких розраховувалася по формулі 2. ю зо Як видно з креслення, активна зона переходу стику складає величину 21, як і у випадку стику рейок з кососиметричним виконанням торців, що показано на фіг.2. При цьому консольна (незакріплена кріпильними со елементами) частина І! у стику, що заявляється майже в два рази менше, ніж у стику, зображеного на фіг. 2. ю

Унаслідок вищевикладеного, динамічні навантаження і прогини, що розраховуються за схемою консольної балки з жорстко затисненим кінцем, будуть істотно нижче для стику, що заявляється, зображеного на фіг.1. У о

Зв Цьому ж випадку вдвічі менше необхідна довжина бічних накладок. ю

Усе це забезпечує зниження вартості монтажу і витрат на зміст рейкової полотнини зі стиками, що заявляються, збільшує надійність і довговічність конструкції стику і шляху.

Claims (1)

1. Формула винаходу ч - с Рейкове стикове з'єднання, у якому рейки, що стикуються, зв'язані одна з одною бічними накладками і :з» поперечними кріпильними елементами, яке відрізняється тим, що торці кожної рейки, що стикуються, виконані вісесиметрично під кутом до подовжньої рейки, а поверхні торців рейок, що стикуються, зворотно симетричні щодо перпендикуляра до подовжньої осі рейок, при цьому довжина | бічної накладки розраховується за сл формулою с-КВлво о, (95) де 1 В - ширина головки рейки; со 50 (м - кут симетрії площини зрізу щодо подовжньої осі рейки; сл К-1,5...3 - експериментальний коефіцієнт.

   Фіг.1 Фіг.2 » Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2003, М 1, 15.01.2003. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. 60 б5