Стрелка стрелочного перевода

 

Изобретение относится к области промышленного железнодорожного транспорта и предназначено для применения в конструкциях стрелочных переводов заводских железных дорог. Изобретение направлено на повышение надежности работы стрелки посредством снижения напряжений в ее основных несущих элементах. Стрелка содержит подвижную в горизонтальной плоскости пару рельсов, один из которых - направляющий на ответвление - выполнен криволинейным. Пара рельсов жестко соединена между собой болтами, пропущенными через расположенные между ними вкладыши. Криволинейный рельс выполнен с прямолинейным участком, при этом расстояние на указанном участке между боковыми кромками головок рельсов больше разности между шириной подошвы и шириной головки этих рельсов, а вкладыши установлены на этом участке с возможностью опирания на подошвы рельсов. 3 ил.

Изобретение относится к области промышленного железнодорожного транспорта и предназначено для применения в конструкциях стрелочных переводов заводских железных дорог.

Из уровня техники в данной области известна стрелка стрелочного перевода, содержащая подвижную в горизонтальной плоскости пару рельсов, один из которых - направляющий на ответвление - выполнен криволинейным, жестко соединенных между собой болтами, пропущенными через расположенные между ними вкладышами.

Недостаток известной конструкции определяется необходимостью строжки подошвы криволинейного рельса на тех участках стрелки, где в соответствии с требованиями формы изгиба подошвы рельсов как бы "налезают" друг на друга; т. к. эти подошвы находятся на одном уровне, это означает, что одна из них должна быть срезана. Уменьшение площади опирания рельса на основание уменьшает его устойчивость, приводит к повышению напряжений не только по площади опирания, но и в соединительных болтах, которые при отсутствии контакта вкладышей с подошвой рельса начинают работать на изгиб. Последнее является недопустымым, т. к. по всем техническим условиям болты должны работать только на растяжение. Кроме того, сама операция строжки требует определенных затрат.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности работы стрелки посредством снижения напряжений в ее основных несущих элементах и обеспечения большей устойчивости рельсов, а также сокращении трудозатрат на изготовление за счет исключения из техпроцесса операции строжки криволинейного рельса.

Указанный технический результат достигается тем, что в стрелке стрелочного перевода, содержащей подвижную в горизонтальной плоскости пару рельсов, один из которых - направляющий на ответвление - выполнен криволинейным, жестко соединенных между собой болтами, пропущенными через расположенные между ними вкладыши, криволинейный рельс выполнен с прямолинейным участком, при этом расстояние на указанном участке между боковыми кромками головок рельсов больше разности между шириной подошвы и шириной головки этих рельсов, а вкладыши, расположенные между рельсами, установлены на этом участке с возможностью опирания на подошвы рельсов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано сечение известной стрелки; на фиг. 2 показан вид в плане стрелки согласно изобретению; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2.

На фиг. 2 видно, что криволинейный рельс 1 состоит из трех участков: дуга cmd радиуса R, ее продолжением является дуга dne, показанная пунктиром, т. к. сам рельс на этом участке выполнен не по дуге, а прямолинейным по хорде de, и последний участок, как и первый, выполнен по дуге egf радиуса R.

На фиг. 3 показано взаимное расположение рельсов в сечении А-А на участке хорды de. На фиг. 1 показано известное конструктивное решение, когда рельс выполнен по кривой одинакового радиуса. Форма кромки подошвы такого рельса изображена на фиг. 2 - пунктиром в виде дуги d'n'e', пересекающей край подошвы соседнего рельса, что свидетельствует о необходимости строжки одной из подошв, т. к. обе они расположены на одном уровне. Выполнять криволинейную выработку в прямом рельсе нецелесообразно, поэтому строгают криволинейный рельс.

На фиг. 1 показана произведенная строжка подошвы рельса 1. Известно, что рельсы в кривых участках пути работают на горизонтальные нагрузки P. В нашем случае рельс 1 с укороченной подошвой не может противостоять опрокидыванию. Вся боковая нагрузка переносится на рельс 2, соединенный с рельсом 1 болтами 3 через вкладыши 4. Но при отсутствии опирания вкладыша 4 на подошву рельса 1 при опрокидывании этого рельса болты 3 воспринимают не только растягивающие усилия, что является нормальным для болтов, но и работают на изгиб, что является недопустимым, т.к. ведет к резкому увеличению напряжений в сечениях болтов, которые по своему функциональному назначению не предназначены для восприятия изгибных напряжений.

На фиг. 3 криволинейный рельс опирается на всю подошву, что обеспечивает большую устойчивость рельса 1 и снижает напряжения, действующие по его подошве; вкладыш 4 опирается в обе головки и на обе подошвы рельсов 1, 2, поэтому болт 3 работает на заклинивание вкладыша в пазухах рельсов и не воспринимает никаких изгибных напряжений. Следует подчеркнуть, что здесь речь идет об устойчивости не стационарного узла, а подвижного элемента стрелки, выполненного в виде двух достаточно коротких рельса, закрепленных стыковыми накладками 5 только с одного конца, а второй конец остается свободным. От конструктивных связей внутри этого узла, обеспечивающих его устойчивое положение на подрельсовом основании в любом рабочем положении, зависит надежность работы всей стрелки. Поскольку повышение надежности конструкции здесь достигается за счет отступления от строго математических сопряжений в построении формы упорных рельсовых ниток в пределах стрелки, уместно дать оценку влияния данных отступлений на условия прохода по стрелке подвижного состава. Для этого на фиг. 2 даны по упорной нитке рельса 1 основные геометрические параметры спрямленного участка: хорда de, стягивающая дугу dne, тангенсы кривой dk и ke в этих пределах. Углы перегиба рабочего канта по концам хорды γ = Lked = Lkde представляют собой горизонтальные геометрические неровности на пути движения колеса подвижного состава. Полный угол поворота рабочего канта в пределах участка, стягиваемого хордой de, равен 2γ или в радианах это отношение длин дуги l к радиусу R.

Отсюда: где R - радиус кривой по рабочему канту рельса; l - длина спрямленного участка.

Для того чтобы в пределах этого участка не потребовалась строжка подошвы, должно соблюдаться следующие условие: Y > B где Y - расстояние между осями соседних рельсов; B - ширина подошвы рельса.

С другой стороны, расстояние Y может быть выражено согласно фиг. 3 через ширину головки рельса b и расстояние C между боковыми кромками головок соседних рельсов в свету: Y = c + b
Подставляя (2) и (3) и решая неравенство относительно C, получаем:
C > B - b
Это и есть условие, которое должно соблюдаться, чтобы не потребовалось производить строжку подошв рельсов. На тех участках, где для соблюдения этого условия необходимо спрямление по хорде криволинейного рельса, головки рельсов будут отстоять друг от друга на одно и то же расстояние в свету по всей длине, равное B - b. Расчеты показали, что длины таких участков для марок переводов, применяемых на промышленном транспорте, не превышают 2 метров, а углы прогиба рабочего канта по концам хорд составляют:
для переводов марки 1/5 порядка 1^o или 40% от допустимого угла набегания на остряк 2^o42');
для переводов марки 1/7 0^o28' или 26% от допустимого значения, равного 1^o48'30".

При малых скоростях движения поездов, реализуемых на заводских железных дорогах, такие неровности не имеют никакого практического влияния на плавность прохода экипажей.

Таким образом, изобретение будет иметь обширную область применения на промышленном транспорте страны.

Формула изобретения

Стрелка стрелочного перевода, содержащая подвижную в горизонтальной плоскости пару рельсов, один из которых - направляющий на ответвление - выполнен криволинейным, жестко соединенных между собой болтами, пропущенными через расположенные между ними вкладыши, отличающаяся тем, что криволинейный рельс выполнен с прямолинейным участком, при этом расстояние на указанном участке между боковыми кромками головок рельсов больше разности ширины подошвы и ширины головки этих рельсов, а вкладыши, расположенные между рельсами, установлены на этом участке с возможностью опирания на подошвы рельсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3