Устройство для крепления рельса к шпале

Изобретение относится к строительству железной дороги, в частности к механизмам крепления рельса к шпале. Устройство для крепления рельса к шпале включает упругую клемму, которая через изолятор опирается рабочей частью на подошву рельса, закрепленный в бетонной шпале анкерный узел, головка которого выполнена с пазами для фиксации концов упругой клеммы и с верхней поверхностью, образованной двумя наклоненными друг к другу плоскостями. Плоскость, расположенная ближе к подошве рельса, выполнена нисходящей, а сопредельная с ней - восходящей. Пазы в головке анкера выполнены с торцовыми стенками, которые вместе с торцовой поверхностью анкера образовывают единую контактную плоскость. Верхние внутренние части самих пазов образованы наклоненными друг к другу сопредельными поверхностями. Причем на тех, которые расположены ближе к подошве рельса, размещены загнутые кверху концы упругой клеммы. Технический результат изобретения заключается в увеличении площади контакта изолятора с торцовой поверхностью головки анкерного узла и в обеспечении фиксирования клеммы от смещений в процессе ее динамических колебаний. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к строительству железной дороги, в частности механизмов крепления рельса к шпале.

Ближайшим к заявляемому устройству по функциональному назначению и конструктивному исполнению является устройство, которое описано в заявке №99031627 от 23.03.1999, решение №64061 о выдаче патента от 17.09.02.

Известное устройство включает в себя упругую клемму, которая взаимодействует с подошвой рельса через изолятор, и закрепленный в бетонной шпале анкерный узел, головка которого выполнена с пазами, наклоненными к подошве рельса для фиксации концов упругой клеммы, а на внешней поверхности головки образована направляющая, которая с верхними поверхностями пазов образовывает клин для разведения концов клеммы и части, которая взаимодействует с подошвой рельса.

Однако такое конструктивное исполнение устройства с проходящими насквозь пазами в анкерной головке для фиксации с помощью зацепов концов упругой клеммы значительно уменьшает контактную плоскость с изолятором, что приводит к снижению долговечности изолятора.

В основу изобретения поставлена задача в устройстве для крепления рельса к шпале путем изменения конфигурации головки анкерного узла увеличить площадь контакта изолятора с анкером и таким образом увеличить срок действия изолятора.

Технический результат состоит в увеличении площади контакта изолятора с торцовой поверхностью головки анкерного узла и в обеспечении фиксирования клеммы от смещений в процессе ее динамических колебаний. Достижение его в устройстве для крепления рельса к шпале, которое включает упругую клемму, которая через изолятор опирается рабочей частью на подошву рельса, и закрепленный в бетонной шпале анкерный узел, головка которого выполнена с пазами для фиксации концов упругой клеммы и с поверхностью, образованной двумя наклоненными друг к другу плоскостями, причем плоскость, которая расположена ближе к подошве рельса, выполнена нисходящей, а сопредельная с ней - восходящей, пазы в головке анкера выполнены с торцовыми стенками, которые вместе с торцовой поверхностью образовывают единую контактную плоскость, а верхние внутренние части самих пазов образованы наклоненными друг к другу сопредельными поверхностями, причем на тех, которые расположены ближе к подошве рельса, расположены загнутые кверху концы упругой клеммы. Кроме этого, углы наклона сопредельных плоскостей друг к другу составляют 145-176°.

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков изобретения и техническим результатом состоит в том, что пазы выполнены глухими, то есть с торцовыми стенками. За счет этого получается единая контактная плоскость значительно большей (в сравнении с прототипом) площади. А увеличение площади контакта изолятора с торцовой поверхностью анкера существенно уменьшает контактные напряжения между ними, что обуславливает устранение разрушения изолятора (который выполняется из полимерных материалов).

Кроме того, образование верхних частей внутренних пазов наклоненными друг к другу сопредельными плоскостями, в одной из которых - расположенной ближе к подошве рельса - размещен загнутый кверху конец упругой клеммы, обуславливает надежную фиксацию упругой клеммы в пазах анкерной головки. А выполнение углов наклона между восходящей и нисходящей плоскостями и углов наклона сопредельных поверхностей друг к другу в верхних внутренних частях пазов в пределах от 145 до 176° оптимизирует надежность фиксации клеммы и усилие монтажа клеммы.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где:

на фиг.1 показан общий вид заявляемого устройства;

на фиг.2 - вид сверху;

на фиг.3 - вид анкерного узла;

на фиг.4 - схематическое отображение поверхностей анкерного узла с сопредельными поверхностями.

На фиг.1 и 2 позицией 1 отмечен рельс, позиция 2 - подошва рельса, позиция 3 - упругая прокладка, позиция 4 - железобетонная шпала, позиция 5 - анкерный узел с головкой, позиция 6 - нижняя часть анкерного узла, позиция 7 - головка анкерного узла, которая имеет на любой из боковых сторон по одному тупиковому пазу 8 (фиг.3), размещенному под прямым углом к рельсу, а верхняя поверхность его образована двумя наклоненными друг к другу плоскостями, "9" и "10" под углом 145-176°, передняя "9", нисходящая, под углом α к поверхности шпалы (например 2-15°), задняя "10", которая расположена ближе к подошве рельса 2, восходящая под углом λ (например 2-20°).

Верхняя поверхность "11" головки 7 выполнена в форме направляющей поверхности, которая образована плоскостями "12" и "13", наклоненными друг к другу под углом 145-176°. Передняя плоскость "12", восходящая, наклонена к поверхности шпалы под углом β (например 2-15°), а задняя "13" под углом γ (например 2-20°).

Поверхности "9" и "12" и "10" и "13" (фиг..3, 4) образовывают ромбовидную фигуру для разведения и фиксации опорных частей 14 с загнутыми кверху концами 15 упругой клеммы 16 (фиг.1 и 2) с прижимом 17, который через изолятор 18 давит на подошву 2 рельса 1.

Устройство упругое для крепления рельса к шпале монтируется таким образом: на железобетонные шпалы 4 через упругую прокладку 3 устанавливают между анкерных узлов 5 рельс 1, на подошву 2 кладут по одному изолятору 18 с каждой стороны рельса 1. Опорные части 14 клеммы 16 заводятся в пазы 8 анкерного узла 5 таким образом, чтобы прижим 17 разместился на поверхности "12".

Далее с помощью специального устройства упругая клемма 16 перемещается до тех пор, пока прижим 17 не займет крайнее положение на изоляторе 18 (фиг.1 и 2), при этом разведенный прижим 17 с опорными частями 14 клеммы 16 с помощью поверхностей "9" и "12" прижимает через изолятор 18 подошву 2 рельса 1, а загнутые кверху концы 15 клеммы 16 размещаются на поверхности "10" анкера 5, при этом наклоненные поверхности "10" и "13" обеспечивают фиксацию клеммы 16 от ее смещений при колебательных нагрузках от поездов.

Испытание экспериментального образца показали, что оптимальная величина углов γ и λ находится (при одинаковых параметрах пружинной клеммы - материал, диаметр) - в пределах 2-20°. При увеличении углов γ и λ уменьшается вероятность смещения клеммы с изолятора, то есть с подошвы рельса в результате прохода поездов, но при этом уменьшаются толщины изолятора и головки анкера, что уменьшает их прочность и долговечность; и наоборот при уменьшении углов γ и λ возрастает прочность изолятора и головки анкера и появляется вероятность смещения клеммы с подошвы рельса в процессе его динамических колебаний.

Углы γ и λ, как и в прототипе, влияют на усилие монтажа клеммы.

Оптимальный угол наклона между восходящими и нисходящими плоскостями лежит в границах 145-176°.

1. Устройство для крепления рельса к шпале, включающее упругую клемму, которая через изолятор опирается рабочей частью на подошву рельса, закрепленный в бетонной шпале анкерный узел, головка которого выполнена с пазами для фиксации концов упругой клеммы и с верхней поверхностью, образованной двумя наклоненными друг к другу плоскостями, причем плоскость, которая расположена ближе к подошве рельса, выполнена нисходящей, а сопредельная с ней - восходящей, отличающееся тем, что пазы в головке анкера выполнены с торцовыми стенками, которые вместе с торцовой поверхностью анкера образовывают единую контактную плоскость, а верхние внутренние части самих пазов образованы наклоненными друг к другу сопредельными поверхностями, причем на тех, которые расположены ближе к подошве рельса, размещены загнутые кверху концы упругой клеммы.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол наклона между восходящей и нисходящей плоскостями лежит в пределах 145-176°.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что угол наклона сопредельных поверхностей друг к другу в верхних внутренних частях пазов составляет 145-176°.