Способ удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути
Владельцы патента RU 2388864:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный университет путей сообщения" (СамГУПС) (RU)
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при удлинении рельсовых плетей бесстыкового пути алюмотермитной сваркой в процессе их укладки на подрельсовое основание и при восстановлении их целостности. Способ удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути заключается в том, что рассчитывают начальную величину зазора между торцами свариваемых рельсов. Затем устанавливают гидравлический натяжитель на примыкающие друг к другу концы свариваемых рельсовых плетей и принудительно увеличивают величину зазора усилием раздвижки гидравлического натяжителя. После сваривают рельсы друг с другом, устраняют усилие раздвижки гидравлического натяжителя в процессе остывания сварного стыка, обрабатывают сварной стык и подбивают шпалы в зоне производства сварочных работ. Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении эффективности бесстыкового пути за счет возможности проведения сварочных работ при температурах рельсов, превышающих температуру закрепления свариваемых рельсовых плетей на подрельсовом основании с одновременным получением сжимающих напряжений в зоне производства сварочных работ расчетных значений сжимающих напряжений.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при удлинении рельсовых плетей бесстыкового пути алюмотермитной сваркой в процессе их укладки на подрельсовое основание и при восстановлении их целостности.
Известен способ соединения рельсовых плетей бесстыкового пути алюмотермитной сваркой, с использованием гидравлического натяжителя, который предусматривает, при выполнении сварочных работ при температуре рельсов ниже температуры закрепления свариваемых рельсовых плетей на подрельсовом основании, расчетом определять и создавать обрезкой концов плетей требуемую величину зазора между торцами свариваемых рельсов, установку гидравлического натяжителя на концы свариваемых рельсов, принудительно перемещать натяжителем концы свариваемых рельсов по направлению друг к другу для получения необходимой величины зазора под сварку, сварку рельсов друг с другом, освобождение примыкающих участков свариваемых плетей от связей с основанием с целью снятия усадочных напряжений в сварном стыке в процессе его остывания, обработку сварного стыка, - закрепление раскрепленных участков после приобретения сварным стыком достаточной прочности и подбивку шпал в зоне производства сварочных работ [пат. РФ. №2291240, МПК Е01В 11/52, 29/42 от 2004.10.12. "Способ соединения рельсовых плетей бесстыкового пути"авторов Новаковича В.И., Игнатьева А.Н. и др., БИ №1, 2007 г.].
Недостатком данного способа является невозможность его применения при производстве сварочных работ при температуре рельсов выше температуры закрепления свариваемых рельсов на подрельсовом основании, так как в этом случае в зоне производства сварочных работ необходимо получить расчетные значения сжимающих напряжений, а данный способ позволяет получать расчетные значения растягивающих напряжений.
Известен способ удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути алюмотермитной сваркой с использованием гидравлического натяжителя, который предусматривает принудительное увеличение зазора с целью уменьшения усадочных напряжений в сварном стыке [Н.Ваттман "Бесстыковой железнодорожный путь" (перевод с немецкого) Трансжелдориздат, - М. - 1959 - с.81-85].
Недостатком данного способа является применение гидравлического натяжителя только для компенсации растягивающих сил в сварном стыке в процессе его остывания. Если температура рельсов в момент производства сварочных работ будет больше температуры закрепления свариваемых плетей на подрельсовом основании, то после окончания сварочных работ необходимо будет выполнить трудоемкие работы по перезакреплению плетей с целью ввода участка рельсовой плети в зоне производства сварочных работ в расчетный режим эксплуатации.
Данный способ взят авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом изобретения является получение расчетных значений сжимающих напряжений в зоне производства сварочных работ после их окончания.
Технический результат достигается тем, что в известном способе удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути алюмотермитной сваркой определяют расчетом величину зазора между торцами свариваемых рельсов, обрезают концы свариваемых рельсов для получения этого зазора, устанавливают гидравлический натяжитель, принудительно увеличивают зазор до требуемой величины усилием раздвижки гидравлического натяжителя, сваривают рельсы друг с другом, устраняют усилие раздвижки в процессе остывания сварного стыка, обрабатывают сварной стык и подбивают шпалы в зоне производства сварочных работ.
Сопоставительный анализ заявленного способа с прототипом показывает, что он отличается от известного тем, что для получения в зоне производства сварочных работ расчетных значений сжимающих напряжений, соответствующих температуре закрепления удлиняемых алюмотермитной сваркой рельсовых плетей на подрельсовом основании, расчетным путем определяют величину зазора между торцами свариваемых рельсов по формуле:
Δlз=25-α×Δt×lд,
где 25 - требуемая величина зазора между торцами свариваемых рельсов, мм (Алюмотермитная сварка рельсов в пределах стрелочных переводов. Технические условия. Утверждены МПС РФ. - М. - 2001. - СЗ);
α - коэффициент температурного расширения рельсовой стали (α=0,00001181/град);
Δt - разница между температурой рельсов в момент производства сварочных работ и температурой закрепления свариваемых рельсовых плетей на подрельсовом основании, °C;
lд - протяжение участка рельсовой плети, в пределах которого необходимо создать 100% расчетных значений сжимающих напряжений, м [lд=α×EF×Δt/r, где EF - продольная жесткость рельса (для R-65EF=1,7346×106 кН); r - погонное сопротивление продольным перемещениям закрепленного на подрельсовом основании рельса (r=6,5 rH/м)], обрезают концы свариваемых рельсов для получения расчетной величины зазора, принудительно увеличивают величину зазора до требуемого значения (до 25 мм) и устраняют усилие раздвижки гидравлического натяжителя в процессе остывания сварного стыка.
Сравнение заявленного способа с другими техническими решениями по удлинению рельсовых плетей бесстыкового пути алюмотермитной сваркой показывает, что действия, направленные на получение в зоне производства сварочных работ расчетных значений сжимающих напряжений, соответствующих температуре закрепления удлиняемых рельсовых плетей на подрельсовом основании, не известны.
Предложенный способ удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути реализуется следующим образом:
- расчетным путем определяют величину зазора между торцами свариваемых рельсов по формуле:
lз=25-α×Δt×lд,
где 25 - требуемая величина зазора между торцами свариваемых рельсов, мм;
α -коэффициент температурного расширения рельсовой стали, 1/град;
Δt - разница между температурой рельсов в момент производства сварочных работ и температурой закрепления свариваемых рельсов на подрельсовом основании, °C;
lд - протяжение участка рельсовой плети, в пределах которого необходимо создать расчетные значения сжимающих напряжений, м (lд=α×EF×Δt/r, где EF - продольная жесткость рельса, кН; r - погонное сопротивление продольным перемещениям закрепленного на подрельсовом основании рельса, кН/м);
- обрезают концы свариваемых рельсов, получая расчетную величину зазора между торцами;
- устанавливают гидравлический натяжитель и приводят его в рабочее положение;
- принудительно увеличивают величину зазора до требуемого значения;
- сваривают рельсы друг с другом;
- устраняют усилие раздвижки гидравлического натяжителя в процессе остывания сварного стыка;
- снимают гидравлический натяжитель;
- обрабатывают сварной стык;
- подбивают шпалы на протяжении lд в обе стороны от сварного стыка.
Предложенный способ удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути позволяет повысить эффективность бесстыкового пути, за счет возможности проведения сварочных работ при температурах рельсов, превышающих температуру закрепления свариваемых рельсовых плетей на подрельсовом основании с одновременным получением сжимающих напряжений в зоне производства сварочных работ расчетных значений сжимающих напряжений.
Способ удлинения рельсовых плетей бесстыкового пути, заключающийся в том, что на примыкающие друг к другу концы свариваемых рельсовых плетей устанавливают гидравлический натяжитель, принудительно увеличивают зазор между торцами свариваемых рельсов усилием раздвижки гидравлического натяжителя, сваривают рельсы друг с другом, снимают гидравлический натяжитель, обрабатывают сварной стык и подбивают шпалы в зоне производства сварочных работ, отличающийся тем, что перед принудительным увеличением зазора между торцами свариваемых рельсов определяют начальную величину зазора по формуле:
lз=25-α·Δt·lд,
где 25 - требуемая величина зазора между торцами свариваемых рельсов, мм;
α - коэффициент температурного расширения рельсовой стали, 1/град;
lд - протяжение участка рельсовой плети в пределах которого необходимо создать расчетные значения сжимающих напряжений (lд=α·EF·Δt/r, где EF - продольная жесткость рельса; r - погонное сопротивление продольным перемещениям закрепленного на подрельсовом основании рельса),
устраняют усилие раздвижки гидравлического натяжителя в процессе остывания сварного стыка.
