УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПУТЕВОГО ДАТЧИКА К РЕЛЬСУ Российский патент 1997 года по МПК B61L1/04 B61L1/08 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и предназначено для крепления путевого датчика к рельсу.

Известно устройство для крепления путевого датчика к рельсу, содержащее закрепленные на подошве рельса по обе стороны от его продольной оси и связанные стяжными элементами зажимные губки таким образом, что шпильки стяжки охвачены амортизатором (демпфером) и жестко закреплены по оси стяжных элементов на первых губках, а несущая стойка закреплена на проушине. Это устройство позволяет упростить конструкцию узла крепления, но не устраняет недостатки первых двух упомянутых устройств. Кроме того, данное устройство не позволяет обеспечить контроль установки датчика на рельсе.

Технический результат изобретения повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 показано устройство в поперечном разрезе относительно продольной оси рельса и вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху.

Устройство для крепления путевого датчика к рельсу содержит головку 1 датчика, установленную на регулируемых по высоте двух опорах 2 и защищенную от низкочастотных вибраций рельса малоупрыгими демпфирующими прокладками 3, помещенными и поджатыми между опорами 2 и головкой 1 датчика болтами 4. Каждая из губок 5 и опор 2 имеет зажимные элементы, охватывающие подошву рельса 6 через жесткие амортизирующие электропроводящие прокладки 7, упругопластически поджатые стяжными болтами 8, зафиксированными через губки 5 упругими шайбами 9 и гайками 10 с контргайками 11. Посредством одного из болтов 4 осуществляется фиксация индуктора 12 в каждой опоре.

Устройство характеризуется следующими особенностями.

Так как при прохождении колесных пар подвижных единиц в зависимости от скорости движения, ударных нагрузок, неровностей на поверхности катания рельс и ободе колеса и т.п. рельс вибровозбуждается с ускорением до 80 g и подвергается периодическим вертикальным перемещениям, то чувствительные элементы датчика, не имеющие специальной индивидуальной системы виброзащиты, быстро выходят из строя по причине механических повреждений. Другой особенностью такого датчика является необходимость постоянного и надежного функционирования замкнутого электрического контура, заключающего в себе индуктор 12, две опоры с прижимными губками и участок рельса между ними. Надежность работы такого контура главным образом зависит от стабильности электрического контакта в местах сопряжения рельса и губок. Обеспечить безотказное функционирование электрического контура, защитив при этом от механических повреждений электромагнитный датчик, оказалось возможным, применив жесткие, амортизирующие высокочастотные колебания рельса, электропроводящие прокладки 7, упругопластически поджатые между поверхностями подошвы рельса 6 и зажимными элементами опор 2 и губок 5.

Малоупругие прокладки, демпфирующие низкочастотные вибрационные колебания, а также угловые перемещения опор от прогибов рельса установлены между головкой 1 датчика и опорами 2 и поджаты болтами 4.

Эмпирическим путем было установлено, что прокладки, обладающие свойством амортизирования и электропроводности, необходимо изготовить из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости рельса и губок (т.е. стали) а пределах от 3,6 до 4,2 раза и удельным электрическим сопротивлением меньшим, чем удельное электрическое сопротивление рельса и губок в пределах от 2,5 до 5,7 раза, причем толщину прокладок следует подбирать в пределах от 0,23 до 0,31 ширины, относящейся к длине контактной (поджатой) поверхности в пределах от 1: 2,0 до 1:2,6. Таким материалом являются, например, алюминий, медь или сплавы на их основе. Выявленные соотношения для материала и размеров упругопластически поджатых прокладок, амортизирующих высокочастотные колебания, обусловили применение стальных стяжных болтов с диаметром в пределах от 15: 1 до 18:1 по отношению к толщине этих прокладок. Болты такого диаметра обеспечивают требуемые усилия напряжения в пределах от 3,2 до 5,1 т.с. Толщина мягких демпфирующих прокладок определена опытным путем и выбирается в пределах от 5,5 до 9,5 от толщины жестких электропроводящих амортизирующих прокладок. В качестве материала для мягкого демпфирования низкочастотных вибрационных колебаний рельса выбирается, например, резина.

Устройство работает следующим образом.

При подходе колеса к датчику рельс на этом участке прогибается от сил веса подвижного средства, приходящегося на это колесо, и ближняя к колесу опора датчика наклоняется в сторону колеса с максимальной амплитудой апериодических смещений на верхней поверхности опоры. (Дальняя от колеса опора в этот момент остается практически неподвижной, так как расстояние между опорами соизмеримо с диаметром колеса). По мере приближения колеса к опоре она стремится занять вертикальное положение. При проходе колеса над центром опоры она занимает строго вертикальное положение. После прохождения колесом опоры последняя начинает наклоняться вслед уходящему колесу (в сторону другой опоры). При нахождении колеса между опорами обе опоры наклоняются в сторону центра датчика. Затем аналогичным воздействиям подвергается и другая опора (первая опора возвращается в исходное вертикальное положение). Разница смещений опор относительно друг друга при проходе колес компенсируется малоупругими демпферами, предохраняя головку датчика от механических воздействий усталостных повреждений.

Таким образом, низкочастотные колебаний рельса поглощаются малоупругими демпферами, а потому практически не передаются на датчик: высокочастотные колебания рельса (например, свыше 500 Гц) также не передаются на датчик, так как запираются жесткими амортизирующими прокладками, расположенными между губкой и подошвой рельса. Расположение демпфера значительно выше подошвы рельса и защита его от воздействий жидкостей головкой датчика позволяет повысить надежность демпфирующих узлов и датчика в целом.

Использование: на железнодорожном транспорте для крепления путевого датчика к рельсу. Сущность изобретения: устройство содержит помещенные между головкой 1 датчика и его опорами 2 малоупругие демпфирующие прокладки 3, поджатые болтами 4, жесткие амортизирующие электропроводящие прокладки 7, помещенные и упругопластически поджатые между поверхностями зажимных элементов опор 2 и губок 5 и соответствующими поверхностями подошвы рельса 6. Амортизирующие прокладки 7 изготавливают из материала с модулем упругости меньшим, чем модуль упругости материала рельса, опор и губок в пределах от 3,6 до 4,2 раза и удельным электрическим сопротивлением меньшим, чем удельное электрическое сопротивление материала рельса, опор и губок в пределах от 2,5 до 5,7 раза, причем толщину каждой амортизирующей прокладки подбирают в пределах от 0,023 до 0,031 ее ширины, относящейся к длине контактной поверхности в пределах от 1:2,0 до 1:2,6, а диаметр стяжных болтов 8 - в пределах от 14:1 до 18:1 по отношению к толщине амортизирующих прокладок. Демпфирующие прокладки 3 изготавливают из малоупругого материала, а их толщину подбирают в пределах от 5,5 до 9,5 по отношению к толщине амортизирующих прокладок. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для крепления путевого датчика к рельсу, содержащее установленные на подошве рельса по обе стороны от его продольной оси и связанные стяжными болтами две пары губок и опор с зажимными элементами, причем каждый стяжной болт жестко закреплен по оси стяжки опор и губок на опоре и фиксирован через губку и упругую шайбу гайкой, отличающееся тем, что оно снабжено жесткими амортизирующими электропроводящими прокладками, помещенными и упругопластически поджатыми между поверхностями зажимных элементов губок и опор и соответствующими поверхностями подошвы рельса и малоупругими демпфирующими прокладками, помещенными и поджатыми между головкой путевого датчика и его опорами. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что жесткие амортизирующие электропроводящие прокладки изготавливают из материала с модулем упругости, меньшим модуля упругости материала рельса, губок и опор в 3,6 4,2 раза, и удельным электрическим сопротивлением, меньшим чем удельное электрическое сопротивление материала рельса, губок и опор в 2,5 5,7 раза, причем толщину прокладок подбирают равной 0,23 0,31 ширины, относящейся к длине контактной поверхности прокладки 1 2,0 1 2,6, а диаметр стяжных болтов 14 1 18 1 по отношению к толщине жестких амортизирующих прокладок. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что демпфирующие прокладки изготавливают из малоупругого материала, причем толщину прокладок подбирают равной 5,5 9,5 по отношению к толщине жестких амортизирующих прокладок.