Устройство для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте (варианты)
Владельцы патента RU 2339756:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) (RU)
Изобретение относится к устройствам, препятствующим поперечному сдвигу рельсопшальной решетки в балласте. В устройстве для повышения поперечной устойчивости в балласте рельсошпальной решетки с деревянными шпалами опорная площадка анкера выступает за край прямоугольного крыла анкера на длину, равную двум длинам крыла, и отогнута на 90 градусов в сторону, противоположную крылу анкера. На конце отогнутой части опорной площадки размещен ряд отверстий. Расстояние от сгиба опорной площадки до каждого из отверстий определяется типом шпал. Хомут выполнен в виде прямоугольной пластины длиной, равной двум с половиной длинам крыла анкера. Одним концом хомут помещен сверху на стык ребер крыла и опорной площадки анкера и приварен к ним. На другом свободном конце хомута выполнены отверстия, идентичные отверстиям на опорной площадке анкера. Опорная площадка анкера и хомут в рабочем состоянии скреплены между собой шпилькой с резьбой на обоих концах, на которые устанавливают шайбы и гайки. В устройстве для повышения поперечной устойчивости в балласте рельсошпальной решетки с железобетонными шпалами крыло анкера выполнено в форме прямоугольной трапеции. Опорная площадка анкера расположена со скошенной под углом 12-16 градусов стороны крыла и выступает за край крыла анкера на длину, равную двум длинам малой стороны крыла анкера, и отогнута на угол 74-78 градусов в сторону, противоположную крылу анкера. На свободном конце опорной площадки, противоположном крылу анкера, размещено одно отверстие. Хомут выполняют таким образом, чтобы он повторял форму верхней части железобетонной шпалы. Одним концом хомут помещен сверху на стык ребер крыла и опорной площадки анкера и приварен к ним, а на другом конце хомут имеет одно отверстие, идентичное отверстию на опорной площадке анкера. Опорная площадка анкера и хомут в рабочем состоянии скреплены между собой шпилькой с резьбой на обоих концах, на которые устанавливают шайбы и гайки. Технический результат заключается в повышении устойчивости рельсошпальной решетки в кривых железнодорожного пути, сокращении затрат труда на текущее содержание, снижении эксплуатационных расходов. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к устройствам, препятствующим поперечному сдвигу рельсошпальной решетки в балласте.
Известно устройство для усиления конструкции железобетонных шпал, повышающее сопротивление поперечному сдвигу их в балласте (Альбрехт В.Г., Виноградов Н.П., Зверев Н.Б. и др. Бесстыковой путь. / Под ред. Альбрехта В.Г., Когана А.Я. - М.: Транспорт, 2000. - С.289-295), включающее анкер, фартук, клин (деревянную втулку с шурупом). Недостатком данной конструкции является нарушение целостности железобетонных шпал, что снижает срок их службы, невозможность подбивки железнодорожного пути высокопроизводительными машинами непрерывного действия.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для повышения устойчивости против поперечных сдвигающих сил (VOSSLOH. Системы рельсового скрепления. - Рекламный проспект: разделы «Анкер шпалы SV» и «Анкер шпалы SN». - Vossloh-Werke GmBH. Pastfach 1860. D-58778 Werdohl. Tel. (02392), telex 826444, telefax (02392) 52375), включающее крыло анкера, верхнюю крепежную пластину и два крепежных болта. Крыло анкера заводится под нижнюю постель деревянной или железобетонной шпалы, на верхнюю постель шпалы укладывается крепежная пластина с совмещением отверстий на анкере и крепежной пластине. В отверстия заводятся два крепежных болта, на которые навинчиваются гайки. Установка устройства производится, как правило, на торцах шпал при текущем содержании железнодорожного пути. Недостатком данного устройства является то, что установка его осуществляется при текущем содержании железнодорожного пути с привлечением дополнительных трудовых ресурсов, невозможность работы подбивочными машинами непрерывного действия, повышенный расход металла на каждый километр пути.
Цель изобретения - повышение устойчивости рельсошпальной решетки в кривых железнодорожного пути, сокращение затрат труда на текущее содержание, снижение эксплуатационных расходов.
Указанная цель достигается тем, что на шпалы устанавливают устройства, которые увеличивают силу торцевого сопротивления сдвигу рельсошпальной решетки.
Сущность изобретения по п.1 заключается в том, что опорная площадка анкера выступает за край прямоугольного крыла анкера на длину, равную двум длинам крыла, и отогнута на 90 градусов в сторону, противоположную крылу анкера, на конце отогнутой части опорной площадки размещен ряд отверстий, причем расстояние от сгиба опорной площадки до каждого из отверстий определяется типом шпал, а хомут выполнен в виде прямоугольной пластины длиной, равной двум с половиной длинам крыла анкера, при этом одним концом хомут помещен сверху на стык ребер крыла и опорной площадки анкера и приварен к ним, на другом свободном конце хомута выполнены отверстия, идентичные отверстиям на опорной площадке анкера, при этом опорная площадка анкера и хомут в рабочем состоянии скреплены между собой шпилькой с резьбой на обоих концах, на которые устанавливают шайбы и гайки, сущность изобретения по п.2 заключается в том, что крыло анкера выполнено в форме прямоугольной трапеции, опорная площадка анкера расположена со скошенной под углом 12-16 градусов стороны крыла и выступает за край крыла анкера на длину, равную двум длинам малой стороны крыла анкера, и отогнута на угол 74-78 градусов в сторону, противоположную крылу анкера, на свободном конце опорной площадки, противоположном крылу анкера, размещено одно отверстие, а хомут выполняют таким образом, чтобы он повторял форму верхней части железобетонной шпалы, причем одним концом хомут помещен сверху на стык ребер крыла и опорной площадки анкера и приварен к ним, а на другом конце хомут имеет одно отверстие, идентичное отверстию на опорной площадке анкера, при этом опорная площадка анкера и хомут в рабочем состоянии скреплены между собой шпилькой с резьбой на обоих концах, на которые устанавливают шайбы и гайки.
На фиг.1 и 2 представлены схемы предлагаемых устройств соответственно для деревянных и железобетонных шпал, содержащих анкер с крылом 1 и опорной площадкой 2, которая охватывает нижнюю постель шпалы, хомут 3 с отверстиями 4, шпильку 5 с резьбой на обоих концах, шайбы 6 и гайки 7.
На фиг.3-6 представлены схемы установки предлагаемых устройств на деревянные (фиг.3, 4) и железобетонные (фиг.5, 6) шпалы, включающие балласт 8, деревянные 9 и железобетонные 10 шпалы, рельсы 11.
На фиг.3 изображен вид сверху участка железнодорожного пути на деревянных шпалах 9 в кривой с установленным предлагаемым устройством на одной из шпал, при этом устройство (фиг.1) для деревянных шпал устанавливают со смещением от оси пути в сторону внутренней рельсовой нити кривой.
На фиг.4 представлен разрез 1-1 вдоль оси железнодорожного пути по деревянной шпале 9, на которой установлено предлагаемое устройство, находящееся крылом 1 и опорной площадкой 2 в балласте 8, а хомут 3, приваренный к стыку ребер крыла 1 и опорной площадки 2 анкера, располагается над поверхностью балластной призмы, причем опорная площадка 2 и хомут 3 скреплены между собой шпилькой 5 с резьбой на обоих концах, на которую устанавливают шайбы 6 и гайки 7.
На фиг.5 представлен вид сверху участка железнодорожного пути на железобетонных шпалах 10 в кривой с установленным предлагаемым устройством на одной из шпал, при этом устройство (фиг.2) для железобетонных шпал 10 устанавливают в месте перехода горизонтальной верхней поверхности железобетонной шпалы 10, располагающейся в средней ее части, к наклонной поверхности, ведущей к подрельсовой площадке шпалы, со стороны внутренней рельсовой нити кривой таким образом, чтобы ребро хомута 3 упиралось в горизонтальную верхнюю поверхность железобетонной шпалы 10.
На фиг.6 показан разрез 2-2 вдоль оси железнодорожного пути по железобетонной шпале 10, на которой установлено предлагаемое устройство, находящееся крылом 1 и опорной площадкой 2 в балласте 8, а хомут 3, приваренный к стыку ребер крыла и опорной площадки анкера, располагается над поверхностью балластной призмы, причем опорная площадка 2 и хомут 3 скреплены между собой шпилькой 5 с резьбой на обоих концах, на которую устанавливают шайбы 6 и гайки 7.
На фиг.7 представлена схема направления сил взаимодействия подвижного состава и рельсошпальной решетки в кривой. Fд уд - боковая сила динамического удара, включающая ударно-динамическое воздействие колеса на головку рельса, направлена, как правило, от центра кривой наружу и стремится сдвинуть рельсошпальную решетку. Fсопр - суммарная сила сопротивления сдвигу рельсошпальной решетки, включающая силы трения подошвы и боковых поверхностей шпал о балласт, силы торцевого сопротивления сдвигу, направлена в сторону, противоположную силе динамического удара Fд уд. В случае, когда боковая сила динамического удара Fд уд больше суммарной силы сопротивления сдвигу рельсошпальной решетки Fсопр, происходит ее сдвиг в поперечном направлении.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Под воздействием подвижного состава (не показан) на рельсошпальную решетку в кривых возникают боковые силы динамического удара Fд уд, стремящиеся изменить геометрию планового положения рельсошпальной решетки. При установке предлагаемого устройства на шпалы (фиг.7) происходит искусственное увеличение поперечного сечения шпал, поэтому составляющая Fсопр повышается на величину Fустр, тем самым суммарная сила сопротивления сдвигу становится больше боковой силы динамического удара Fд уд, то есть Fд уд<Fсопр+Fустр, в результате чего обеспечивается стабильное плановое положение рельсошпальной решетки. Возникающий сдвиг рельсошпальной решетки в балластном слое переходит из стадии остаточных явлений с постепенным накоплением в стадию практически упругой работы рельсошпальной решетки в балласте.
Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить устойчивость рельсошпальной решетки в балластном слое в кривых, не создает помех для работы подбивочных машин непрерывного действия, так как устройства расположены не на торцах шпал. Кроме того, предлагаемая конструкция устройства для повышения поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балласте по сравнению с известными обладает примерно в 5 раз меньшей металлоемкостью за счет применения ребер жесткости, что позволяет снизить толщину используемой для их изготовления листовой стали. Применение предлагаемых устройств позволяет снизить затраты труда на текущее содержание железнодорожного пути и эксплуатационные расходы, потому что устройства расположены на шпалах так, что их не нужно демонтировать и снова монтировать при подбивке и транспортировке звеньев рельсошпальной решетки.
Следует отметить также, что предлагаемые устройства будут устанавливаться на шпалы при сборке рельсошпальной решетке на звеносборочных базах путевых машинных станций.
1. Устройство для повышения поперечной устойчивости в балласте рельсошпальной решетки с деревянными шпалами, включающее анкер, хомут и два болта, отличающееся тем, что опорная площадка анкера выступает за край прямоугольного крыла анкера на длину, равную двум длинам крыла, и отогнута на 90° в сторону, противоположную крылу анкера, на конце отогнутой части опорной площадки размещен ряд отверстий, причем расстояние от сгиба опорной площадки до каждого из отверстий определяется типом шпал, а хомут выполнен в виде прямоугольной пластины длиной, равной двум с половиной длинам крыла анкера, при этом одним концом хомут помещен сверху на стык ребер крыла и опорной площадки анкера и приварен к ним, на другом свободном конце хомута выполнены отверстия, идентичные отверстиям на опорной площадке анкера, опорная площадка анкера и хомут в рабочем состоянии скреплены между собой шпилькой с резьбой на обоих концах, на которые устанавливают шайбы и гайки.
2. Устройство для повышения поперечной устойчивости в балласте рельсошпальной решетки с железобетонными шпалами, включающее анкер, хомут и два болта, отличающееся тем, что крыло анкера выполнено в форме прямоугольной трапеции, опорная площадка анкера расположена со скошенной под углом 12-16° стороны крыла и выступает за край крыла анкера на длину, равную двум длинам малой стороны крыла анкера, и отогнута на угол 74-78° в сторону, противоположную крылу анкера, на свободном конце опорной площадки, противоположном крылу анкера, размещено одно отверстие, а хомут выполняют таким образом, чтобы он повторял форму верхней части железобетонной шпалы, причем одним концом хомут помещен сверху на стык ребер крыла и опорной площадки анкера и приварен к ним, а на другом конце хомут имеет одно отверстие, идентичное отверстию на опорной площадке анкера, при этом опорная площадка анкера и хомут в рабочем состоянии скреплены между собой шпилькой с резьбой на обоих концах, на которые устанавливают шайбы и гайки.
