Рельсоколесный механизм

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту со скоростным и интенсивным режимом эксплуатации, в частности к метро. Технический результат - повышение надежности рельсовых путей при интенсивном скоростном движении. Устройство содержит колеса, наклоненные под углом 45^o к вертикали, опирающиеся на главу рельса с двумя поверхностями для качения колес. Колеса снабжены внешними гребнями, которые вместе с поверхностями качения колес охватывают главу рельса с четырех сторон, исключая сход колес с рельса. К главе рельса примыкают три шейки, центральная из которых расположена вертикально по оси симметрии рельса, а две боковые расположены наклонно к вертикали. Каждая из боковых шеек снабжена ориентированной горизонтально пятой, которой она соединена с нижележащей конструкцией. 3 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам, железнодорожным и специальным со скоростным и интенсивным режимом эксплуатации. Например, транспортные средства метро.

Известны железнодорожный и специальный крановый рельсы [1, с. 270] и железнодорожные и крановые балансирные тележки [2, стр. 96 и 3, рис. 30], в которых колеса с одним или двумя гребнями взаимодействуют с рельсом в вертикальной плоскости. Примем известные решения за аналог.

Недостатки аналога следующие: При расстройстве рельсовой колеи и износе рельсов и колес не редки случаи схода скоростных поездов с рельсового пути. Особенно трагичны сходы с рельсов пассажирских поездов, приводящие к гибели большого количества людей.

Из уровня техники известен рельсоколесный механизм, раскрытый в US 3525306, кл. В 61 В 3/02, 1970 г., который примем за прототип.

Технический результат изобретения - повышение надежности рельсовых путей при интенсивном скоростном движении.

Результат достигнут изменением конструктивной формы рельса и конструкции балансирных тележек транспортного средства с изменением числа колес и их пространственной ориентации размещения и взаимодействия с главой рельса. Глава рельса имеет две поверхности для качения колес, наклоненные под углом 45^o к вертикали, причем на каждую из поверхностей опирается одно из колес двухколесной тележки, вращающихся во взаимно перпендикулярных плоскостях. Колеса снабжены внешними гребнями, которые вместе с поверхностями качения колес охватывают главу рельса с четырех сторон, предотвращая тем самым сход колес с рельса, причем между гребнями и рельсом имеется некоторый зазор, при этом к главе рельса примыкают три шейки, центральная из которых расположена вертикально по оси симметрии рельса, а две боковые расположены наклонно к вертикали, причем каждая из боковых шеек снабжена ориентированной горизонтально пятой, которая соединена с нижележащей конструкцией.

Сравнение с аналогом показывает, что предложенная конструкция существенно отличается от него: 1. На балансирной тележке плоскости вращения колес размещены в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, снабжены внешними гребнями, которые вместе с поверхностями качения колес охватывают главу рельса с четырех сторон, предотвращая тем самым сход колес с рельса.

2. Глава рельса снабжена двумя поверхностями качения, наклоненными к вертикали под углом 45^o.

3. Центр тяжести транспортного средства понижен, так как высота вертикальной проекции колес уменьшены в 1,4 раза. Устойчивость повышена.

4. Уровень пола пассажирских вагонов понижен и вход в них из-за этого облегчен.

5. Ширина рельса значительно больше его высоты, чем обеспечена его хорошая устойчивость.

6. Рельс соединен с нижележащей конструкцией сдвигоустойчиво.

На фиг.1 показано сечение рельса и взаимодействующие с его главой колеса балансирной тележки. (Рама тележки не показана); на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - подрельсовое основание.

Устройство содержит рельс 1 с главой а, снабженной двумя поверхностями для качения по ним сопряженных между собой колес 2. Плоскости вращения колес могут быть или взаимно ортогональными или под некоторыми углом друг к другу.

Колеса 2 снабжены внешними гребнями безопасности. Гребни взаимодействуют с рельсом только в аварийной ситуации. Взаимоортогональные поверхности двух сопряженных колес и их гребни охватывают главу рельса с четырех сторон. Этим сход колес 2 с рельса 1 исключен.

Рельс 1 содержит основную главу а, снабженную двумя поверхностями для качения колес, наклоненными, например, под углом 45^o к вертикали.

Глава a снабжена тремя шейками: вертикальной b по оси симметрии и двумя внешними с, наклоненными к вертикали, например, под углом 45^o и перпендикулярными к поверхностям качения колес. Каждая из внешних шеек снабжена пятой b, ориентированной горизонтально.

Центральная шейка b при легких транспортных средствах может отсутствовать.

Каждая из пят d соединена сдвигоустойчиво с нижележащей конструкцией или непрерывной по длине рельса подрельсовой подкладкой 3 [4].

Работа устройства Колеса 2 транспортного средства передают на главу рельса взаимно уравновешенные силы Р, наклоненные к вертикали, например, под углом 45^o, то есть в плоскости внешних шеек с рельса 1.

Вертикальная проекция сил воспринимается рельсом и распределяется на нижележащую конструкцию или на подрельсовое основание на большую или меньшую длину участка в зависимости от мощности рельса.

Износ рельсов резко уменьшен, так как контактные взаимодействия уменьшены в два раза и ликвидировано взаимодействие гребня с главой рельса. Основной износ в прототипе возникает именно от взаимодействия гребней с главой рельса.

В нашем случае между рельсом и гребнем безопасности имеется некоторый зазор δ. Гребни включаются в работу только в аварийной ситуации и исключают сход колес с рельсов.

Экономический эффект от разработанной конструкции достигнут из-за: - исключения схода колес скоростного поезда с рельсов и сохранения жизни людей; - повышения устойчивости транспортного средства, так как центр тяжести понижен. Облегчения выходы и входа людей из вагонов; - повышение устойчивости рельса, так как ширина его увеличена; - уменьшения износа рельсов и колес, так как между гребнями и главой рельса есть зазор δ. Наибольший эффект и легкость внедрения достигается в метро.

Список литературы 1. Васильченко В.Т. и др. Справочник конструктора металлических конструкций - Киев: Будивельник, 1980. - 288 с.

2. Фришман М.А. Как работает путь под поездами. М.: Транспорт, 1983-168 с.

3. Богинский К. С. и др. Мостовые и металлургические краны. М.: Машиностроение, 1970, 300 с.

4. Нежданов К.К., Нежданов С.К. Рельсовый путь. Патент России 1745804, М. Кл. Е 01 В 23/1011 Бюл. 25, 1992 г. Действует с 27.10.1993.

Формула изобретения

Рельсоколесный механизм, включающий главу рельса, имеющую две поверхности для качения колес, наклоненные под углом 45^o к вертикали, причем на каждую из поверхностей опирается одно из колес двухколесной тележки, вращающихся во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся тем, что колеса снабжены внешними гребнями, которые вместе с поверхностями качения колес охватывают главу рельса с четырех сторон, предотвращая тем самым сход колес с рельса, причем между гребнями и рельсом имеется некоторый зазор, при этом к главе рельса примыкают три шейки, центральная из которых расположена вертикально по оси симметрии рельса, а две боковые расположены наклонно к вертикали, причем каждая из боковых шеек снабжена ориентированной горизонтально пятой, которая соединена с нижележащей конструкцией.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3