ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ РЕЛЬС ДЛЯ МАЛОСКОРОСТНЫХ УЧАСТКОВ ДОРОГ Российский патент 1994 года по МПК E01B5/08 E01B25/00 

Изобретение относится к конструкции железнодорожных рельсов для малоскоростных участков дорог, применяемых преимущественно на судах-паромах.

Известны железнодорожные рельсы для малоскоростных участков дорог, состоящие из головки прямоугольной формы, приваренной непосредственно к подошве (продольному листу палубы), изготовленные из хорошо свариваемой металлоуглеродистой стали низкой твердости.

Недостатком известных рельсов является малая износостойкость головки рельса, обусловленная ее низкой твердостью. Из-за низкой твердости рельса они не только быстро изнашиваются, но и раскатываются через короткий промежуток времени. Раскатка рабочей части рельса происходит от того, что напряжения, возникающие в месте контакта колес вагона с рельсами, превышают предел текучести металла рельса, который деформируется, увеличиваясь по ширине и уменьшаясь по толщине. Следовательно, для увеличения срока службы рельсов необходимо упрочнить верхний рабочий слой.

Известен железнодорожный рельс для малоскоростных участков дорог преимущественно на судах-паромах, который состоит из приваренной к подошве двухслойной головки, твердость верхнего слоя которой выше твердости нижнего слоя. Верхний слой в поперечном сечении по ширине меньше основания и имеет форму сегмента.

Недостатком такой конструкции железнодорожных рельсов является, во-первых, значительное уменьшение площади контакта рельса с колесами, что в результате приводит к увеличению тормозного пути судового локомотива, а в зимних условиях при гололеде, дожде и пр. уменьшение площади контакта колеса и рельса особенно недопустимо. Во-вторых, ободья колесных пар на судовых локомотивах изготовлены из резины, поэтому частичное восстановление конструкции рельса в виде сегмента приводит к повреждению резинового покрытия на колесах.

Известен железнодорожный рельс, выбранный в качестве прототипа и содержащий смонтированную на подошве двухслойную головку. Контактная часть рельса (верхний слой) обладает большей твердостью и износостойкостью по сравнению с нижним.

Недостатком этого рельса является большой расход легированной стали, обладающей высокой твердостью.

Цель изобретения - удешевление изготовления путем снижения расхода высоколегированной стали.

Эта цель достигается тем, что в железнодорожном рельсе преимущественно для малоскоростных участков дорог, например, на судах-паромах, содержащем смонтированную по подошве двухслойную головку, в которой верхний контактный слой обладает большей твердостью, согласно изобретению последний выполнен из участков, которые размещены по осевой и кромке рельса с одной стороны, причем суммарная ширина участков составляет одну треть ширины рельса.

Выполнение верхнего контактного слоя из чередующихся участков, имеющих различную твердость - твердость участков по осевой и крайнего в 2-3 раза больше твердости материала рельса, суммарная ширина которых равна одной трети ширины рельса, позволяет получить развитую поверхность контакта слоев, достаточную для рассредоточения напряжения в нижнем слое головки, а также повысить предел текучести материала верхнего слоя до величины, превышающей величину максимальных контактных напряжений, что предотвращает раскатку рельса.

Выполнение из высоколегированной стали отдельных участков удешевляет рельс.

Указанными признаками заявляемое техническое решение отличается от прототипа, т. е. соответствует критерию изобретения "новизна".

При просмотре патентной и научно-технической литературы не обнаружены объекты, содержащие признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа и позволяющие достичь указанного эффекта, ввиду чего оно соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен изготовленный рельс; на фиг. 2 - восстановленный рельс.

Железнодорожный рельс содержит подошву 1 и двухслойную головку 2, нижняя часть 3 которой смонтирована на подошве 1. Верхний слой 4 имеет участки 5 и 6 большей твердости, размещенные по осевой и кромке рельса по крайней мере с одной стороны. Суммарная ширина участков 5 и 6 равна одной трети ширины рельса.

При восстановлении рельса верхний слой 4, контактируемый с колесом, формируется следующим образом. На изношенной поверхности головки рельса сваркой закрепляют две полосы толщиной 6-8 мм и шириной 20 мм каждая из материала, близкого по составу материалу рельса. Промежуток между полосами (по осевой рельса - участок 5 и по краям рельса - участки 6) выполняют методом наплавки на высоту полос материалом, имеющим твердость и износостойкость, большие твердости материала рельса, например сплавом 20Х5С1ГРТ.

Рельс работает следующим образом.

При наезде колеса на верхний слой 4 независимо от уклона и формы износа оно передает усилие железнодорожному рельсу в точке, близкой к вершине головки 2, а именно на участке 5 повышенной твердости, который рассредотачивает усилие в нижнюю часть 3. При движении колеса на криволинейном участке пути возникает дополнительное боковое напряжение, воспринимаемое участком 6. Возникающее напряжение рассредотачивается в нижнюю часть 3.

Предложенное техническое решение позволит существенно снизить стоимость одного погонного метра рельса за счет уменьшения в 2-4 раза расходов высоколегированной стали при одновременном повышении износостойкости рельсов в 2-3 раза, в том числе на судах-паромах, при использовании для наплавки высокоизносостойких материалов.

Использование: на малоскоростных участках дорог, преимущественно на судах-паромах. Сущность изобретения: верхний слой 4 двухслойной головки 2 рельса, смонтированного на подошве 1, имеет участки 5 и 6 из высокопрочной стали, размещенные по осевой линии и краю рельса по меньшей мере с одной стороны. 2 ил.

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ РЕЛЬС ДЛЯ МАЛОСКОРОСТНЫХ УЧАСТКОВ ДОРОГ преимущественно на судах-паромах, содержащий расположенную на подошве двухслойную головку, твердость верхнего слоя которой больше твердости нижнего слоя, отличающийся тем, что верхний слой выполнен из участков в виде продольных полос с чередующейся твердостью, причем участки с большей твердостью расположены вдоль осевой линии по меньшей мере одной кромки головки рельса, а суммарная ширина этих участков составляет 1/3 ширины головки рельса.