RU225370U1 - Подкладка с подушкой рельсового скрепления для уравнительного прибора - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожной промышленности, а именно к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, в частности к подкладке с подушкой, используемой в составе промежуточного рельсового скрепления для уравнительного прибора и предназначенной для закрепления на рабочей поверхности подушки подошвы острякового рельса (далее - остряка), посредством затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия. Подкладка с подушкой рельсового скрепления для уравнительного прибора, выполненная цельной деталью и содержащая два участка, расположенных противоположно друг другу, один из которых предназначен для закрепления на нем подвижного рамного рельса, посредством крепежных отверстий, а другой – для закрепления на нем остряка, при этом на участке, предназначенном для закрепления остряка, имеется подушка, на рабочей поверхности которой по месту наибольшего удаления от участка, предназначенного для закрепления подвижного рамного рельса, выполнена реборда, с внутренней стороны к которой прилегает крепежное отверстие для закрепления остряка, а с противоположной от реборды стороны на рабочей поверхности подушки выполнен клиновидный упор. Обеспечивается жесткое и постоянное закрепление остряка на подкладке с подушкой посредством выполнения на рабочей поверхности подушки клиновидного упора для упирания торца подошвы остряка с внутренней стороны. 4 ил.

Description

Область техники

Полезная модель относится к области железнодорожной промышленности, а именно к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, в частности к подкладке с подушкой, используемой в составе промежуточного рельсового скрепления для уравнительного прибора и предназначенной для закрепления на рабочей поверхности подушки подошвы острякового рельса (далее - остряка), посредством затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия.

Уравнительный прибор используется для компенсации перемещения пути на мостах и изменения длины пролетных строений, вызванных колебаниями температуры в летнее и зимнее время года и воздействием динамических нагрузок от подвижного состава.

Устройство уравнительного прибора на мостах обеспечивает свободное изменение длины участков бесстыкового железнодорожного пути без появления добавочных усилий на рельсах от годовых перепадов температуры.

Уровень техники

Из уровня техники известен источник информации DE 2259683 А1, 20.06.1974, в котором раскрыта конструкция устройства крепления рамного рельса и остряка в стрелочных переводах, состоящего из подкладки для рамного рельса, подушки для остряка, закрепленной на подкладке и предназначенной для перемещения остряка, а также пружинного элемента, установленного на подкладке и удерживающего подошву остряка, при этом подушка имеет углубление, выступающее над подошвой рамного рельса и позволяющее перемещать остряк за счет вдавливания пружинного элемента в подошву остряка.

Недостатками известного технического решения являются его конструктивные особенности, связанные с тем, что остряк крепиться к подкладке с подушкой при помощи пружинного элемента только с внешней стороны, таким образом с внутренней стороны головка остряка упирается только в головку рамного рельса, то есть крепление с внутренней стороны по подошве остряка отсутствует, а фиксация остряка происходит только за счет упора торца головки остряка в торец головки рамного рельса. Соответственно, при проходе колес подвижного состава по такому устройству крепления остряка происходит ослабление затяжки рельсового скрепления, вследствие чего снижается сила прижатия остряка к подкладке с подушкой, устройство крепления становится плавающим.

Вследствие этого, определение остряка в пространственной системе координат относительно рамного рельса становится нестабильным.

Кроме того, в процессе эксплуатации на остряк действуют также боковые силы от колес подвижного состава, что оказывает прямое влияние на перемещение остряка в поперечном направлении относительно рамного рельса. Закрепление остряка по его подошве в известной из уровня техники конструкции осуществляется только с внешней стороны - остряк упирается в пружинный элемент, расположенный на подкладке, происходит передача боковой нагрузки от колес подвижного состава на остряк и далее - через остряк на рамный рельс, что приводит к совместному перемещению остряка и рамного рельса в поперечном направлении.

В результате чего образуется зазор между рамным рельсом и остряком, который приводит при повышенном грузопотоке поездов, а также при возросших осевых нагрузках, к преждевременному износу поверхности катания рамного рельса и остряка, а именно к развитию усталостных трещин, выкрашиваний металла, образованию нестабильности силы прижатия устройства крепления и, как итог, к преждевременному выходу из строя конструкции в целом.

Под внешней стороной, в части крепления остряка, понимается сторона остряка, расположенная на остряке с противоположной стороны от рамного рельса, а внутренней стороной, по аналогии, сторона остряка, расположенная на остряке со стороны рамного рельса.

Из уровня техники известен источник информации Каталог-справочник стрелочной продукции для железных дорог, Новосибирский стрелочный завод (АО «НСЗ»), г. Новосибирск, 2021 год, в котором раскрываются сведения о конструктивном выполнении уравнительного прибора, а также средствах его скрепления. В существующей конструкции уравнительного прибора остряк, который является неподвижной частью устройства, подошвой устанавливается на рабочую поверхность подушки, подушка приварена к подкладке, с внешней стороны торец подошвы остряка упирается в реборду подушки и прижат сверху жесткой клеммой путем затяжки болта гайкой с шайбами, который проходит через крепежные отверстия, выполненные в подкладке с подушкой, а с внутренней стороны остряка его торец головки упирается в торец головки подвижного рамного рельса, в то же время с внутренней стороны закрепление остряка по подошве не обеспечивается.

При проезде подвижного состава по конструкции уравнительного прибора ослабевает затяжка болта крепления жесткой клеммы, снижается сила прижатия остряка к подкладке с подушкой, устройство крепления остряка становится плавающим по причине несоблюдения условий жесткого и постоянного закрепления остряка на подкладке с подушкой посредством затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия в пространственной системе координат относительно подвижного рамного рельса.

В свою очередь, воздействие вертикальных сил от колес подвижного состава на устройство крепления остряка к подкладке с подушкой усиливается при колебаниях температуры в летнее и зимнее время года, которое повышает степень износа металлических частей устройства крепления уравнительного прибора и колес подвижного состава.

Так, в летнее время года происходит температурное расширение рельсов, подвижный рамный рельс и остряк начинают продольное перемещение друг относительно друга, рельсы начинают испытывать максимальные нагрузки на растяжение, что чревато выбросом пути, поскольку отсутствует жесткое крепление остряка относительно подвижного рамного рельса.

В зимнее время года наблюдается температурное сжатие рельсов, вызванное повышением температуры внутри рельса по сравнению с температурой наружного воздуха, подвижный рамный рельс и остряк начинают продольное перемещение друг относительно друга, рельсы начинают испытывать максимальные нагрузки на сжатие, что чревато образованием разрыва рельсовой плети или образованием зазора между подвижным рамным рельсом и остряком, поскольку отсутствует жесткое крепление остряка относительно подвижного рамного рельса.

Таким образом, вследствие закрепления остряка по его подошве на подушке только с внешней стороны, где торец подошвы остряка упирается в реборду подушки и прижат сверху жесткой клеммой через крепежные отверстия к подкладке с подушкой путем затяжки болта гайкой с шайбами, при проходе подвижного состава по конструкции уравнительного прибора известного из уровня техники, происходит передача боковой нагрузки от его колес на остряк, при этом боковая сила от колес подвижного состава оказывает непосредственное влияние на перемещение остряка в поперечном направлении относительно подвижного рамного рельса.

При этом направляющая от боковой силы по часовой стрелке стремится вытолкнуть остряк из-под подвижного рамного рельса, тем самым ухудшается распределение динамических нагрузок по конструкции уравнительного прибора, повышается амплитуда колебаний вертикальных и боковых сил кузова вагона, уменьшается долговечность эксплуатации металлических элементов самой конструкции крепления уравнительного прибора в целом.

Как следствие ухудшаются условия комфортабельности для пассажиров и создается угроза безопасности движения поездов.

Раскрытие сущности полезной модели

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является устранение недостатков известного уровня техники.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, а именно выполнения подкладки с подушкой рельсового скрепления для уравнительного прибора, заключается в обеспечении условий жесткого и постоянного закрепления остряка на подкладке с подушкой посредством выполнения на рабочей поверхности подушки клиновидного упора для упирания торца подошвы остряка с внутренней стороны.

Следствием заявляемого технического результата, при условии затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия, является обеспечение возможности перераспределения динамических нагрузок по конструкции уравнительного прибора за счет совместного использования элементов крепления (жесткой и упругой клеммы, а также конструкции подушки), образующихся при перекатывании колес подвижного состава и оказывающего непосредственное влияние на увеличение сопротивляемости сдвигу остряка в поперечном направлении относительно подвижного рамного рельса, что способствует увеличению ресурса эксплуатации элементов устройства крепления остряка и улучшению условий комфортабельности для пассажиров.

Сущность технического решения заявляемой полезной модели заключается в том, что подкладка с подушкой рельсового скрепления для уравнительного прибора выполнена цельной деталью и содержит два участка, расположенных противоположно друг другу, один из которых предназначен для закрепления на нем подвижного рамного рельса, посредством крепежных отверстий, а другой - для закрепления на нем остряка, при этом на участке, предназначенном для закрепления остряка, имеется подушка, на рабочей поверхности которой по месту наибольшего удаления от участка, предназначенного для закрепления подвижного рамного рельса, выполнена реборда, с внутренней стороны к которой прилегает крепежное отверстие для закрепления остряка, а с противоположной от реборды стороны на рабочей поверхности подушки выполнен клиновидный упор.

Новым в конструктивном выполнении подкладки с подушкой, выполненной единой деталью, является обеспечение возможности жесткого закрепления остряка на рабочей поверхности подушки, расположенной на основании подкладки, как с внутренней (выполнение на рабочей поверхности подушки клиновидного упора) стороны, так и с внешней (выполнение на рабочей поверхности подушки реборды) стороны в пространственной системе координат относительно подвижного рамного рельса.

Выполнение на рабочей поверхности подушки клиновидного упора позволяет зафиксировать остряк с внутренней стороны.

Так остряк своей подошвой располагается на рабочей поверхности подушки, при этом один торец подошвы остряка, расположенный с внутренней стороны остряка, упирается в клиновидный упор подушки, а торец головки остряка упирается в торец головки подвижного рамного рельса, тем самым с внутренней стороны остряка обеспечивается закрепление подошвы остряка, которое в известном уровне техники не обеспечивается.

Закрепление подошвы остряка с внешней стороны, обеспечивается аналогично известному уровню техники.

Однако конструктивное выполнение заявляемого технического решения имеет существенные отличия, обеспечивающие возможность перераспределения динамических нагрузок, которое достигается благодаря тому, что торец подошвы остряка упирается в торец жесткой клеммы, имеющей выступы под подошву остряка и реборду подушки, при этом остряк прижат сверху жесткой и упругой клеммой через крепежное отверстие к подкладке с подушкой путем затяжки болта гайкой с шайбами, что обеспечивает дополнительный технический результат, являющийся следствием основного технического результата.

За счет жесткого закрепления остряка на рабочей поверхности подушки с внешней и внутренней стороны в пространственной системе координат относительно подвижного рамного рельса, обеспечивается постоянное усилие прижатие остряка к подкладке с подушкой посредством затяжки рельсового скрепления через крепежное отверстие, тем самым остряк не передает боковую нагрузку от колес подвижного состава на подвижной рамный рельс, уменьшается амплитуда колебаний вертикальных и боковых сил кузова вагона подвижного состава.

Краткое описание чертежей

Сущность заявляемой полезной модели поясняется нижеследующими описанием и прилагаемыми иллюстрациями, на которых показано:

Фигура 1 - представлен чертеж (вид спереди в разрезе) подкладки с подушкой рельсового скрепления уравнительного прибора известной из уровня техники.

Фигура 2 - представлен чертеж (вид спереди в разрезе) подкладки с подушкой рельсового скрепления уравнительного прибора заявляемой полезной модели.

Фигура 3 - представлен вид спереди подкладки с подушкой заявляемой полезной модели с обозначением участков, предназначенных для размещения подвижного рамного рельса и остряка.

Фигура 4 - представлена подкладка с подушкой заявляемой полезной модели, вид изометрия (3D-модель).

Осуществление полезной модели

На фигуре 1 представлен чертеж (вид спереди) подкладки с подушкой рельсового скрепления уравнительного прибора (1), известного из уровня техники, в состав которого входят подвижной рамный рельс (2), головка подвижного рамного рельса (3), остряк (4), головка остряка (5), подошва остряка (6), жесткая клемма (7), подкладка (8), основание подкладки (9), подушка (10), рабочая поверхность подушки (11), реборда подушки (12), болт (13), шайба (14), гайка (15).

Стоит отметить, что остряк устанавливается на рабочую поверхность подушки своей подошвой, с внешней стороны торец подошвы остряка упирается в реборду подушки и прижат сверху жесткой клеммой через крепежные отверстия к подкладке с подушкой путем затяжки болта гайкой с шайбами, а с внутренней стороны торец головки остряка упирается в торец головки подвижного рамного рельса, в то же время с внутренней стороны закрепление остряка по подошве не обеспечивается.

Соответственно, при вертикальных динамических нагрузках от колес подвижного состава, а также вследствие сезонных расширений и сжатий рельсовой плети известное из уровня техники устройство крепления остряка становится плавающим по причине ослабления затяжки рельсового скрепления и, соответственно, снижения силы прижатия остряка к подкладке с подушкой через крепежные отверстия.

Также положение остряка в пространственной системе координат относительно подвижного рамного рельса становится нестабильным ввиду воздействия боковых сил от колес подвижного состава, оказывающих непосредственное влияние на перемещение остряка в поперечном направлении относительно подвижного рамного рельса.

Так как закрепление остряка по его подошве осуществляется только с внешней стороны, где торец подошвы остряка упирается в реборду подушки и прижат сверху жесткой клеммой через крепежные отверстия к подкладке с подушкой путем затяжки болта гайкой с шайбами, то при проходе подвижного состава по конструкции уравнительного прибора происходит передача боковой нагрузки от колес подвижного состава на остряк, направляющая от боковой силы по часовой стрелке стремится вытолкнуть остряк из-под подвижного рамного рельса, тем самым ухудшается распределение динамических нагрузок по конструкции уравнительного прибора, повышается амплитуда колебаний вертикальных и боковых сил кузова вагона, уменьшается долговечность эксплуатации металлических элементов известной из уровня техники конструкции, ухудшаются условия комфортабельности для пассажиров и создается угроза безопасности движения поездов.

Аналогичные процессы возникают при сезонном температурном расширении и сжатии рельсов, которые в конечном итоге приводят к выбросу рельсовой плети или образованию ее разрыва.

На фигуре 2 представлен чертеж (вид спереди) подкладки с подушкой рельсового скрепления уравнительного прибора (16) заявляемой полезной модели, в состав которого входят подвижной рамный рельс (17), головка подвижного рамного рельса (18), остряк (19), головка остряка (20), подошва остряка (21), жесткая клемма (22), упругая клемма (23), подкладка (24), основание подкладки (25), подушка (26), рабочая поверхность подушки (27), клиновидный упор подушки (28), реборда подушки (29), скоба (30), болт (31), шайба (32), гайка (33).

На фигуре 3 представлен вид спереди подкладки с подушкой заявляемой полезной модели со схематичным обозначением участков, предназначенных для размещения подвижного рамного рельса (34) и остряка (35).

При этом закрепление подвижного рамного рельса в заявляемом техническом решении происходит по аналогичной схеме, что и в известных из уровня техники технических решений.

Закрепление подвижного рамного рельса обеспечивается за счет того, что торец подошвы подвижного рамного рельса со стороны остряка фиксируется за счет его расположения в пазу (36), образованном между торцом сложной формы подушки и основанием подкладки, а с другой стороны фиксация подошвы подвижного рамного рельса обеспечивается посредством затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия (37).

В заявляемой полезной модели остряк фиксируется посредством расположения его подошвы между ребордой и клиновидным упором подушки на ее рабочей поверхности.

Закрепление остряка в заявляемой полезной модели осуществляется следующим образом.

Остряк торцом подошвы с внутренней стороны упирается в клиновидный упор подушки, а торцом головки - в торец головки подвижного рамного рельса. В образовавшийся паз между торцом подошвы остряка с его внешней стороны и ребордой подушки устанавливается жесткая клемма, имеющая сложную форму и обеспечивающую фиксацию подошвы остряка с внешней стороны.

Для надежного закрепления остряка и демпфирования нагрузок от колес подвижного состава жесткую клемму фиксируют при помощи упругой клеммы и средства крепления (болт, шайба и гайка) через крепежные отверстия (38), выполненные в подушке и подкладке.

В образовавшийся зазор между ребордой подушки и жесткой клеммой дополнительно может устанавливаться скоба в целях компенсации выполнения допусков (не является предметом заявляемой полезной модели).

Преимуществом заявляемой полезной модели является жесткое закрепление остряка как с внешней, так и с внутренней стороны на подушке с подкладкой в пространственной системе координат относительно подвижного рамного рельса, вследствие чего при проходе подвижного состава по конструкции уравнительного прибора с использованием заявляемой подкладки с подушкой происходит перераспределение динамических нагрузок по конструкции подкладки с подушкой от колес подвижного состава за счет закрепления остряка по подошве подушки с внешней и внутренней стороны, что приводит к сохранению постоянного усилия прижатия остряка к подкладке с подушкой посредством затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия, соответственно, поперечное движение остряка относительно подвижного рамного рельса не происходит, вследствие чего амплитуда колебаний вертикальных и боковых сил кузова вагона подвижного состава стремится угаснуть.

Таким образом, можно сделать общий вывод в части того, что заявляемым техническим решением, а именно подкладкой с подушкой рельсового скрепления для уравнительного прибора, при его осуществлении достигается заявляемый технический результат, заключающийся в обеспечении условий жесткого и постоянного закрепления остряка на подкладке с подушкой посредством выполнения на рабочей поверхности подушки клиновидного упора для упирания торца подошвы остряка с внутренней стороны., а кроме того, дополнительно, при условии затяжки рельсового скрепления через крепежные отверстия, обеспечивающий возможность перераспределения динамических нагрузок по конструкции уравнительного прибора за счет совместного использования элементов крепления (жесткой и упругой клеммы, а также конструкции подушки), образующихся при перекатывании колес подвижного состава и оказывающего непосредственное влияние на увеличение сопротивляемости сдвигу остряка в поперечном направлении относительно подвижного рамного рельса, что способствует увеличению ресурса эксплуатации элементов устройства крепления остряка и улучшению условий комфортабельности для пассажиров.

Claims (1)

1. Подкладка с подушкой рельсового скрепления для уравнительного прибора, выполненная цельной деталью и содержащая два участка, расположенных противоположно друг другу, один из которых предназначен для закрепления на нем подвижного рамного рельса, посредством крепежных отверстий, а другой – для закрепления на нем остряка, отличающаяся тем, что на участке, предназначенном для закрепления остряка, имеется подушка, на рабочей поверхности которой по месту наибольшего удаления от участка, предназначенного для закрепления подвижного рамного рельса, выполнена реборда, с внутренней стороны к которой прилегает крепежное отверстие для закрепления остряка, а с противоположной от реборды стороны на рабочей поверхности подушки выполнен клиновидный упор.