UA53585C2 - Rail butt joint - Google Patents

Description

Винахід відноситься до пристрою стикових з'єднань рейкового шляху і може бути широко використане в 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 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 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 свідоцтво СРСР Ме1783017 від 11.10.90, МПК ЕО1811/00,

Е16843/00), 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 подовжній осі рейки. Практичне застосування такого стикового з'єднання показало кілька істотних його недоліків. Насамперед. наявність температурного зазору розриву в шляховій полотнині, утвореного нормально розташованими до осі рейок торцями, приводить до появи значних періодичних ударних навантажень при проходженні через стик коліс рухомого складу. Це приводить до інтенсивного зносу самої шляхової полотнини, коліс рухомого 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 будови колії. Крім того, наявність таких стиків створює значний опір руху потягів (близько 1095 основного 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 пасажирів і вантажів, що унеможливлює в ряді випадків використання залізничного транспорту. Так само, така конструкція рейкового стику є нездоланного технічною перешкодою при проектуванні і створенні швидкісних залізничних магістралей через різке збільшення ударно-динамічних навантажень при підвищенні швидкості руху рухомого складу.

Найбільш близьким по технічній сутності до винаходу, що заявляється, є рейкове стикове з'єднання, описане в авторському свідоцтві СРСР Мо1769771 від 14.11.90, МПК ЕО1811/24. Відповідно до відомої конструкції рейки, що списуються, зрізані в плані кососиметрично щодо їхньої подовжньої осі і зв'язані один з одним за допомогою поперечних кріпильних елементів. Ця конструкція припускає так само наявність бічних накладок, які прикріплюються жорстко до рейок, що стикуються, зазначеними кріпильними елементами, причому довжина накладок І визначається в основному кутом зрізу торців рейка і розраховується по формулі:

І -К.В/Лда (1) де К-3...6 - експериментальний коефіцієнт;

В - ширина головки рейки; а - кут зрізу торця рейки

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 динамічні ударні навантаження при проходженні коліс рухомого складу через стик навіть при наявності температурного компенсаційного зазору.

Разом з тим кососиметричний зріз торців рейок, що стикуються, визначає досить велику довжину бічних 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 вертикально діючих навантажень і відповідний прогин нескріпленої ділянки при проходженні колісних пар рухомого 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 іншу. Крім того, ця конструкція стику збільшує загальну вагу залізничного полотна верхньої будови 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 ударно-динамічних навантажень при проходженні через нього коліс рухливого складу при збільшенні активної зони переходу коліс з однієї рейки на іншу, 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, зворотносиметричні щодо перпендикуляра до подовжньої осі рейки, при цьому довжина бічної накладки І. визначається по формулі

І -К.В/Лда (2)

де

К-1,5...3;

В - ширина головки рейки; а - кут симетрії площини зрізу щодо подовжньої осі рейки.

Виконання: таким способом торців рейок, що стикуються, дозволяє збільшити зону переходу коліс через стик 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 металомісткість 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) виконується по поверхні 2 осесиметрично під кутом а до подовжньої осі З, а торець рейки, що стикується, 4 виконується по поверхні 5, так само вісесиметрично під кутом « до подовжньої осі 3, але назад симетрично щодо осі 6, перпендикулярної подовжній осі 3. Стик має температурний зазор 8 величина якого розраховується за відомими залежностями, утворюється за допомогою кріпильних елементів 7 і бічних накладок 8, довжина яких розраховувалася за формулою 2.

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 елементами) частина 1/1 у стику, що заявляється майже в два рази менше, ніж 12 у стику, зображеного на

Фіг.2.

Унаслідок вищевикладеного, динамічні навантаження і прогини, що розраховуються за схемою консольної балки з жорстко затисненим кінцем, будуть істотно нижче для стику, що пропонується, зображеного на Фіг.1. У цьому ж випадку вдвічі менше необхідна довжина бічних накладок.

Усе це забезпечує зниження вартості монтажу і витрат на суміщення рейкового полотна зі стиками, що заявляються, збільшує надійність і довговічність конструкції стику і шляху. /4 є є Є й «4

Км лу ра вогмашіа: мкнавння вилннечиовує жива Масове си 7 З попніннісяннри

ШИ Б ! і з їй УА їй

ЗЛИВИ Пн -х Віки піниться сх ШИ " / ДИ пишна ані чаннии НИНКНЇ

З о 5 . 4

І КЕ :

Ого клани інки ати вони ач

ІК я х ка

Ку си

Claims (1)

1. Пристрій для вимірювання фізико-механічних властивостей матеріалів, що містить частотомір для підрахунку кількості імпульсів, з'єднаний з формувачем імпульсу запуску, який відрізняється тим, що додатково містить послідовно з'єднані генератор гармонічних коливань, перший підсилювач коливань, п'єзовипромінювач, п'єзоприймач, другий підсилювач коливань та фільтр смуги, перший компаратор, з'єднаний з генератором гармонічних коливань, другий компаратор, з'єднаний з фільтром смуги, ЮО-тригер, генератор калібруючих імпульсів, чотири елементи ТА і елемент АБО, перший та другий компаратори з'єднані виходами з прямими входами першого елемента ТА, з інверсними входами елемента АБО та з інверсними входами другого елемента ТА, прямий вихід першого елемента ТА з'єднано з інформаційним ЮО-входом ЮО-тригера та з прямим входом третього елемента ТА, прямий вихід О-тригера з'єднано з інверсним входом третього елемента ТА, прямий вихід третього елемента ТА з'єднано з синхронним С-входом О-тригера, прямі входи четвертого елемента ТА з'єднані з прямими виходами елемента АБО, О-тригера, та генератором каліброваних імпульсів, прямий вихід четвертого елемента ТА з'єднано з частотоміром для підрахунку кількості імпульсів, прямий вхід другого елемента ТА з'єднано з прямим виходом О-тригера, вхід частотоміру для підрахунку кількості імпульсів з'єднано з прямим виходом другого елемента ТА, синхронний С-вхід О-тригера з'єднано із формувачем імпульсу запуску.