RU210442U1

RU210442U1 - RAIL FASTENING TERMINAL

Info

Publication number: RU210442U1
Application number: RU2022100271U
Authority: RU
Inventors: Алексей Андреевич ЛАКТЮШИН; Андрей Сергеевич Варламов; Евгений Николаевич Яшин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Холдинг АРС"
Priority date: 2022-01-11
Filing date: 2022-01-11
Publication date: 2022-04-15

Abstract

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, в частности к конструкциям рельсового скрепления верхнего строения железнодорожного пути, а именно к упругой клемме, предназначенной для прижима подошвы рельса к подрельсовому основанию (шпалы, брусья и др.).Техническим результатом патентуемой полезной модели является повышение площади контакта элементов скрепления, за счет чего обеспечивается снижение концентрации напряжения в местах контакта свободных концов и петлевой части с другими деталями узла рельсового скрепления и повышение сопротивления разноименным нагрузкам при прохождении транспортного средства по рельсовому пути с узлом рельсового скрепления, содержащим заявленную клемму, также за счет геометрии клеммы обеспечивается снятие напряжения в участках перегиба клеммы. За счет сказанного повышается надежность клеммы и срок ее службы.Заявленный технический результат достигается за счет конструкции клеммы рельсового скрепления, выполненной из стального прутка и содержащей средний участок, выполненный в виде петли, опорные участки, выполненные в виде петель и соединенные со средним участком внутренними ветвями, и прижимные свободные концы, обращенные друг к другу и соединенные с опорными участками через промежуточные ветви, выполненные в виде петель, при этом верхние точки промежуточных ветвей в ненагруженном состоянии расположены выше верхней точки среднего участка на 0,5-4 мм, промежуточные ветви и внутренние ветви расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине в направлении от опорных участков к прижимным свободным концам, внутренние ветви имеют в верхней части уплощенные удлиненные площадки, заостренные со стороны среднего участка и закругленные со стороны опорных участков, а прижимные свободные концы содержат контактные уплощенные участки в нижней части.The utility model relates to the top structure of the railway track, in particular to the structures of the rail fastening of the top structure of the railway track, namely, to the elastic clamp designed to press the sole of the rail to the under-rail base (sleepers, beams, etc.). The technical result of the patented utility model is to increase the contact area of the fastening elements, thereby reducing the stress concentration at the points of contact of the free ends and the loop part with other parts of the rail fastening unit and increasing the resistance to opposite loads when the vehicle passes along the rail track with the rail fastening unit containing the claimed terminal, also due to The geometry of the terminal provides stress relief in the kink sections of the terminal. Due to the foregoing, the reliability of the terminal and its service life are increased. The claimed technical result is achieved due to the design of the rail fastening terminal, made of a steel bar and containing a middle section made in the form of a loop, supporting sections made in the form of loops and connected to the middle section by internal branches , and clamping free ends facing each other and connected to the supporting sections through intermediate branches, made in the form of loops, while the upper points of the intermediate branches in the unloaded state are located 0.5-4 mm above the upper point of the middle section, the intermediate branches and the inner branches are located from each other at a distance increasing along their length in the direction from the supporting sections to the pressing free ends, the inner branches have flattened elongated areas in the upper part, pointed from the side of the middle section and rounded from the side of the supporting sections, and the pressing free ends contain contact flattener these areas at the bottom.

Description

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, в частности к конструкциям рельсового скрепления верхнего строения железнодорожного пути, а именно к упругой клемме, предназначенной для прижима подошвы рельса к подрельсовому основанию (шпалы, брусья и др.). Полезная модель может быть использована при прокладке высокоскоростных путей для магистрального и промышленного транспорта, а также в путевом хозяйстве метрополитена.The utility model relates to the superstructure of the railway track, in particular to the structures of the rail fastening of the superstructure of the railway track, namely, to the elastic clamp designed to press the sole of the rail to the under-rail base (sleepers, beams, etc.). The utility model can be used in laying high-speed tracks for mainline and industrial transport, as well as in the subway track facilities.

Из уровня техники известны следующие решения. The following solutions are known from the prior art.

Известна клемма рельсового скрепления (ЕА 21499 В1, дата публикации 30.06.2015), изготовленная в виде плавно изогнутой кривой из одного куска стальной пружинной проволоки, выполненная зеркально симметричной относительно плоскости, проходящей через центральную часть клеммы. Зажим имеет выполненный в форме петли U-образный средний участок с двумя ориентированными параллельно и находящимися на расстоянии между собой коленами и соединяющий указанные колена полукруглый участок. Через загнутый на 90о переходный участок к каждому из колен присоединен соответственно отходящий в боковом направлении скручиваемый участок. К концам скручиваемых участков присоединены переходные участки. A rail fastening terminal is known (EA 21499 B1, publication date 06/30/2015), made in the form of a smoothly curved curve from a single piece of steel spring wire, made mirror symmetrical with respect to a plane passing through the central part of the terminal. The clamp has a U-shaped middle section made in the form of a loop with two knees oriented parallel and spaced apart from each other and a semicircular section connecting said knees. Through the transition section bent at 90°, a twisted section extending in the lateral direction, respectively, is connected to each of the elbows. Transitional sections are attached to the ends of the twisted sections.

Недостаток известной клеммы заключается в возможном контакте центральной петли одним из свободных концов в виду деформации при прогибе и крутящем моменте от шурупа и, как следствие, потере прижатия, кроме того геометрия клеммы в местах перегиба имеет резкие переходы повышающие концентрацию напряжения в этих участках при рабочем положении клеммы. The disadvantage of the known terminal is the possible contact of the central loop with one of the free ends due to deformation during deflection and torque from the screw and, as a result, loss of pressure, in addition, the geometry of the terminal at the inflection points has sharp transitions that increase the stress concentration in these areas in the working position terminals.

Также известна клемма рельсового скрепления (RU 2034944 С1, дата публикации 10.05.1995), содержащая среднюю часть с верхней поверхностью, опорные участки, свободные концы, промежуточные участки и площадки для контакта с подошвой рельса. Средняя часть клеммы выполнена в виде петли, опорные участки выполнены также в виде петель и расположены по обе стороны средней части клеммы. Свободные концы клеммы обращены к средней части клеммы и соединены с опорными участками через промежуточные участки, при этом свободные концы и опорные участки клеммы расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине по мере удаления от средней части клеммы. При этом угол между проекциями продольных осей, соответственно, свободных концов и опорных участков клеммы на плоскость, перпендикулярную плоскостям размещения продольных осей опорных участков, составляет 1-18°.Also known is a rail fastening terminal (RU 2034944 C1, publication date 05/10/1995) containing a middle part with an upper surface, support sections, free ends, intermediate sections and platforms for contact with the rail sole. The middle part of the terminal is made in the form of a loop, the supporting sections are also made in the form of loops and are located on both sides of the middle part of the terminal. The free ends of the terminal face the middle part of the terminal and are connected to the support sections through intermediate sections, while the free ends and the support sections of the terminal are located from each other at a distance increasing along their length as they move away from the middle part of the terminal. In this case, the angle between the projections of the longitudinal axes, respectively, of the free ends and the supporting sections of the terminal on the plane perpendicular to the planes of the longitudinal axes of the supporting sections, is 1-18°.

Недостаток известной клеммы заключается в том, что свободные концы клеммы испытывают одновременно значительные изгибающие и скручивающие динамические нагрузки, что отрицательно влияет на стойкость и надежность конструкции, кроме того, площадь контакта приложения усилия к подошве рельса свободными концами недостаточна для устранения эффектов концентрации напряженности и механического износа в месте контакта.The disadvantage of the known terminal is that the free ends of the terminal simultaneously experience significant bending and torsional dynamic loads, which negatively affects the durability and reliability of the structure, in addition, the contact area of the application of force to the base of the rail by the free ends is insufficient to eliminate the effects of stress concentration and mechanical wear. at the point of contact.

Наиболее близким аналогом патентуемой полезной модели является клемма рельсового скрепления (SU 1831542, дата публикации 30.07.1993), содержащая свободные концы, расположенные располагаются снаружи проекции U-образной удлиненной средней части и внутреннего плеча. Наружные плечи зажима расположены с некоторым расширением относительно внутренних плеч в направлении к подошве рельса. На внутренних плечах выполнены уплощения для контакта с рельсовым шурупом. The closest analogue of the patented utility model is a rail fastening terminal (SU 1831542, publication date 07/30/1993) containing free ends located outside the projection of the U-shaped elongated middle part and the inner shoulder. The outer arms of the clamp are located with some expansion relative to the inner arms in the direction towards the base of the rail. Flattenings are made on the inner shoulders for contact with a rail screw.

Недостаток известной клеммы заключается в недостаточной площади контакта приложения усилия к подошве рельса свободными концами для устранения эффектов концентрации напряженности и механического износа в месте контакта. The disadvantage of the known terminals is the insufficient contact area of the application of force to the base of the rail free ends to eliminate the effects of stress concentration and mechanical wear at the contact point.

Как видно в предшествующем уровне техники в конструкции одной клеммы предусмотрены либо уплощения на прижимных участках свободных концов клемм, либо уплощения на внутренних ветвях клеммы, входящие в контакт с головкой шурупа рельсового скрепления. К тому же верхняя точка петлевого среднего участка у известных клемм расположена, как правило, ниже верхних точек промежуточных петлевых участков, что связано с геометрией узла скрепления.As seen in the prior art, the design of one terminal provides either flattening on the clamping areas of the free ends of the terminals, or flattening on the internal branches of the terminal that come into contact with the head of the rail fastening screw. In addition, the upper point of the loop middle section of the known terminals is usually located below the upper points of the intermediate loop sections, which is associated with the geometry of the fastening unit.

Техническая проблема состоит в недостаточной площади контакта свободных концов, а также петлевой части с прикрепителем, а также выходе из строя (изломе свободных концов) по причине создания концентрации напряжения на участках мест перегиба свободных концов.The technical problem is the insufficient contact area of the free ends, as well as the loop part with the fastener, as well as failure (breaking of the free ends) due to the creation of a stress concentration in the areas of the kinks of the free ends.

Техническим результатом патентуемой полезной модели является повышение площади контакта элементов скрепления, за счет чего обеспечивается снижение концентрации напряжения в местах контакта свободных концов и петлевой части с другими деталями узла рельсового скрепления и повышение сопротивления разноименным нагрузкам при прохождении транспортного средства по рельсовому пути с узлом рельсового скрепления, содержащим заявленную клемму, также за счет геометрии клеммы обеспечивается снятие напряжения в участках перегиба клеммы. За счет сказанного повышается надежность клеммы и срок ее службы.The technical result of the patented utility model is to increase the contact area of the fastening elements, thereby reducing the stress concentration at the points of contact of the free ends and the loop part with other parts of the rail fastening unit and increasing the resistance to opposite loads when the vehicle passes along the rail track with the rail fastening unit, containing the declared terminal, also due to the geometry of the terminal, stress is relieved in the sections of the terminal inflection. Due to the foregoing, the reliability of the terminal and its service life are increased.

Заявленный технический результат достигается за счет конструкции клеммы рельсового скрепления, выполненной из стального прутка и содержащей средний участок, выполненный в виде петли, опорные участки, выполненные в виде петель и соединенные со средним участком внутренними ветвями, и прижимные свободные концы, обращенные друг к другу и соединенные с опорными участками через промежуточные ветви, выполненные в виде петель, при этом верхние точки промежуточных ветвей в ненагруженном состоянии расположены выше верхней точки среднего участка на 0,5-4 мм, промежуточные ветви и внутренние ветви расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине в направлении от опорных участков к прижимных свободным концам, внутренние ветви имеют в верхней части уплощенные удлиненные площадки, заостренные со стороны среднего участка и закругленные со стороны опорных участков, а прижимные свободные концы содержат контактные уплощенные участки в нижней части. The claimed technical result is achieved due to the design of the rail fastening terminal made of a steel bar and containing a middle section made in the form of a loop, supporting sections made in the form of loops and connected to the middle section by internal branches, and clamping free ends facing each other and connected to the supporting sections through intermediate branches, made in the form of loops, while the upper points of the intermediate branches in the unloaded state are located 0.5-4 mm above the upper point of the middle section, the intermediate branches and internal branches are located from each other at a distance increasing along their length in the direction from the support sections to the clamping free ends, the inner branches have flattened elongated areas in the upper part, pointed from the side of the middle section and rounded from the side of the support sections, and the clamping free ends contain contact flattened sections in the lower part.

В частном случае осуществления полезной модели расстояние от среднего участка до опорных участков клеммы меньше расстояния от свободных концов клеммы до опорных участков клеммы на величину, равную половине ширины поперечного сечения прутка, из которого изготовлена клемма.In a particular case of the implementation of the utility model, the distance from the middle section to the supporting sections of the terminal is less than the distance from the free ends of the terminal to the supporting sections of the terminal by an amount equal to half the width of the cross section of the bar from which the terminal is made.

Конструкция предлагаемой клеммы за счет конфигурации петель промежуточных ветвей и среднего участка примерно на одном уровне с незначительной разницей позволяет обеспечить заданное усилие прижатие и прогиб центральной петли. При этом в конструкции клеммы предусмотрены уплощения на верхней части внутренних ветвей, позволяющие увеличить площадь опирания и контактной поверхности с головкой шурупа, что обеспечивает продольное сопротивление смещению при движении транспортного средства по рельсам, а за счет закругления со стороны опорных участков клеммы и за счет заострения со стороны среднего участка задается направляющая для позиционирования головки шурупа относительно петлевой части клеммы. Для сохранения мягкой упругой характеристики свободных концов, промежуточные ветви и внутренние ветви расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине в направлении от опорных участков к прижимных свободным концам, в связи с чем зажим имеет достаточную длину свободных концов, за счет чего в совокупности с плоской поверхностью прижимной части свободных концов уменьшается точечное напряжение, возникающее при контакте прижимной поверхности с рельсом. При этом увеличение площади контакта замкнутой части клеммы повышает силу взаимодействия с рельсом, что в свою очередь повышает надежность удерживания клеммой рельса при его колебаниях при движении по нему состава.The design of the proposed terminal, due to the configuration of the loops of the intermediate branches and the middle section, approximately at the same level with a slight difference, allows you to provide a given pressing force and deflection of the central loop. At the same time, flattenings are provided in the design of the terminal on the upper part of the internal branches, which make it possible to increase the support area and the contact surface with the screw head, which provides longitudinal resistance to displacement when the vehicle moves along the rails, and due to rounding from the side of the supporting sections of the terminal and due to sharpening with on the side of the middle section, a guide is set for positioning the screw head relative to the loop part of the terminal. To maintain the soft elastic characteristics of the risers, the intermediate legs and the inner legs are located at a distance from each other, increasing along their length in the direction from the supporting sections to the clamping risers, and therefore the clamp has a sufficient length of the risers, due to which, in combination with a flat surface of the clamping part of the free ends, the point stress that occurs when the clamping surface contacts the rail decreases. At the same time, an increase in the contact area of the closed part of the terminal increases the force of interaction with the rail, which in turn increases the reliability of holding the rail by the terminal during its vibrations when the train moves along it.

Далее решение поясняется ссылками на фигуры, на которых приведено следующее.Further, the solution is explained by reference to the figures, which show the following.

Фиг. 1 – вид клеммы рельсового скрепления сверху.Fig. 1 is a top view of the rail fastening terminal.

Фиг. 2 – вид клеммы рельсового скрепления сбоку.Fig. 2 is a side view of the rail fastening terminal.

Фиг. 3 – вид клеммы со стороны прижимных концов.Fig. 3 - view of the terminal from the side of the clamping ends.

Клемма рельсового скрепления выполнена из стального прутка и содержит несколько петлевых участков.The rail fastening terminal is made of a steel bar and contains several loop sections.

Средний участок 1 клеммы, предназначенный для опоры головки шурупа и прижатия элементов скрепления, выполнен в виде петли с радиусом 10-12°. Опорные участки 2 и 3, предназначенные для опоры клеммы на подрельсовое основание и прижатия подрельсового основания, выполнены в виде петель и соединены со средним участком внутренними ветвями 4 и 5, соответственно. Прижимные свободные концы 6 и 7 обращены друг к другу и соединены с опорными участками через промежуточные ветви 8 и 9, выполненные в виде петель. The middle section 1 of the terminal, designed to support the screw head and press the fastening elements, is made in the form of a loop with a radius of 10-12°. The supporting sections 2 and 3, designed to support the terminal on the under-rail base and press the under-rail base, are made in the form of loops and are connected to the middle section by internal branches 4 and 5, respectively. Clamping free ends 6 and 7 face each other and are connected to the supporting sections through intermediate branches 8 and 9, made in the form of loops.

Конфигурация петлевых участков в ненагруженном состоянии клеммы предусматривает расположение верхних точек промежуточных ветвей 8 и 9 выше верхней точки среднего участка примерно на одном уровне с разницей, составляющей 0,5-4 мм. Промежуточные ветви 4 и 5 и внутренние ветви, соответственно, 8 и 9 расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине в направлении от опорных 2 и 3 участков к прижимных свободным концам 6 и 7. The configuration of the loop sections in the unloaded state of the terminal provides for the location of the upper points of the intermediate branches 8 and 9 above the upper point of the middle section approximately at the same level with a difference of 0.5-4 mm. Intermediate branches 4 and 5 and internal branches, respectively, 8 and 9 are located from each other at a distance increasing along their length in the direction from the support 2 and 3 sections to the clamping free ends 6 and 7.

Внутренние ветви 4 и 5 имеют в верхней части уплощенные удлиненные площадки 10 и 11, соответственно. Площадки 10 и 11 выполнены заостренными со стороны среднего участка 1 и закругленными со стороны опорных участков 2 и 3. The inner branches 4 and 5 have flattened elongated platforms 10 and 11 in the upper part, respectively. Platforms 10 and 11 are made pointed from the side of the middle section 1 and rounded from the side of the supporting sections 2 and 3.

Прижимные свободные концы 6 и 7 содержат контактные уплощенные участки 12 и 13 в нижней части, контактирующей с подошвой рельса в рабочем положении.Clamping free ends 6 and 7 contain contact flattened areas 12 and 13 in the lower part, in contact with the sole of the rail in the working position.

В смонтированном положении свободные концы 6 и 7 прижимают одну из сторон подошвы рельса к подрельсовой прокладки, при этом средний участок 1 клеммы находится на расстоянии над подошвой рельса, шуруп устанавливается внутри U-образного участка, образованного средним участком 1 клеммы и внутренних ветвей 4 и 5, а головка рельсового шурупа контактирует с уплощенными площадками 10 и 11 на верхних поверхностях внутренних ветвей клеммы. Шуруп ввинчивают в пластмассовый дюбель, расположенный в шпале, до тех пор, пока не будут достигнуты необходимые усилия натяжения. Расположение в ненагруженном состоянии верхней точки среднего участка 1 и верхних точек промежуточных ветвей 8 и 9 примерно на одном уровне позволяет достичь заданный прогиб, обеспечивающий прижатие подрельсового основания и подошвы рельса. In the mounted position, the free ends 6 and 7 press one of the sides of the rail base against the rail pad, while the middle section 1 of the terminal is located at a distance above the base of the rail, the screw is installed inside the U-shaped section formed by the middle section 1 of the terminal and internal branches 4 and 5 , and the head of the rail screw is in contact with the flattened pads 10 and 11 on the upper surfaces of the inner branches of the terminal. The screw is screwed into a plastic dowel located in the sleeper until the required tension is achieved. The location in the unloaded state of the upper point of the middle section 1 and the upper points of the intermediate branches 8 and 9 approximately at the same level allows you to achieve a given deflection, which ensures the pressing of the under-rail base and the sole of the rail.

U-образная форма среднего участка 1 вместе с внутренними ветвями позволяет осуществлять перемещение клеммы в уже установленном положении для регулировки положения прижимных свободных концов. При этом форма уплощенных площадок 10 и 11 на внутренних ветвях позволяет увеличить площадь опирания и контактной поверхности, при этом за счет формы (скругленный и заостренные концы площадки) создавая направление для точного позиционирования головки шурупа относительно петлевой части клеммы. The U-shape of the middle section 1, together with the internal branches, allows the terminal to be moved in an already installed position in order to adjust the position of the pressing risers. At the same time, the shape of the flattened pads 10 and 11 on the inner branches allows you to increase the area of support and the contact surface, while due to the shape (rounded and pointed ends of the pad) creating a direction for precise positioning of the screw head relative to the loop part of the terminal.

Claims

Клемма рельсового скрепления, выполненная из стального прутка и содержащая средний участок, выполненный в виде петли, опорные участки, выполненные в виде петель и соединенные со средним участком внутренними ветвями, и прижимные свободные концы, обращенные друг к другу и соединенные с опорными участками через промежуточные ветви, выполненные в виде петель, отличающаяся тем, что верхние точки промежуточных ветвей в ненагруженном состоянии расположены выше верхней точки среднего участка на 0,5-4 мм, промежуточные ветви и внутренние ветви расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине в направлении от опорных участков к прижимным свободным концам, внутренние ветви имеют в верхней части уплощенные удлиненные площадки, заостренные со стороны среднего участка и закругленные со стороны опорных участков, а прижимные свободные концы содержат контактные уплощенные участки в нижней части. Rail fastening terminal made of a steel bar and containing a middle section made in the form of a loop, support sections made in the form of loops and connected to the middle section by internal branches, and clamping free ends facing each other and connected to the support sections through intermediate branches , made in the form of loops, characterized in that the upper points of the intermediate branches in the unloaded state are located 0.5-4 mm above the upper point of the middle section, the intermediate branches and internal branches are located from each other at a distance increasing along their length in the direction from support sections to the pressing free ends, the inner branches have flattened elongated areas in the upper part, pointed from the side of the middle section and rounded from the side of the supporting sections, and the pressing free ends contain contact flattened sections in the lower part.