РЕЛЬС ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ ЮНИЦКОГО Российский патент 2003 года по МПК E01B25/00 

Изобретение относится к транспорту, в частности транспортным системам, использующим рельсовую путевую структуру, таким как монорельсовые и многорельсовые дороги - подвесные, эстакадные и т.п.

Известен несущий рельс, используемый для подвесных железных дорог, крановых путей и аналогичных транспортных систем, содержащий несколько канатов (см. описание к заявке ЕПВ 0137153, Е 01 В 25/24, 1985, [1]), заключенных в корпусе-обойме.

Недостатком известной конструкции является недостаточная жесткость, что приводит к прогибу рельса при перемещении по нему транспортного средства.

Известна линейная транспортная система, которая использует рельс, содержащий головку, тело и подошву (см. описание к заявке ЕПВ 0010733, Е 01 В 25/00, 1980, [2] ). Рельс соединен с предварительно напряженным продольным элементом, смонтированным на основании. Предварительно напряженный продольный элемент выполнен в виде трубы, размещенной в цементно-бетонном полотне, на котором размещены рельсы, и соединенной с подошвой рельса посредством поперечных перегородок.

Недостатком линейной транспортной системы являются большие массогабаритные характеристики, обусловленные использованием предварительно напряженного железобетона, что приводит к повышению стоимости путевой системы.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является рельс, используемый в транспортной системе Юницкого (см. описание к патенту РФ 2080268, В 61 В 5/02, Е 01 В 25/22, 1997, [3], колонка 18, фиг.6 и 7). Известный рельс выполнен в виде полого корпуса, соединенного с головкой. Внутри полого корпуса размещен предварительно напряженный продольный наборный элемент, устанавливаемый в специальной обойме ниже головки рельса. Наборный элемент выполнен из размещенных параллельно друг другу проволок с поперечным сечением произвольной формы - квадратной, круглой, прямоугольной, шестиугольной и т.п. или пластин.

Недостатком известного рельса является невозможность обеспечения высоких, особенно продольных динамических жесткостных характеристик, что в наибольшей степени проявляется при воздействии на рельс транспортного средства в режиме разгона и торможения.

Заявляемый в качестве изобретения рельс транспортной системы Юницкого направлен на обеспечение высоких жесткостных характеристик при уменьшенных массе и габаритах.

Указанный результат достигается тем, что рельс содержит полый корпус в виде боковых стенок и верхней полки с размещенным внутри него предварительно напряженным продольным наборным элементом, при этом продольный наборный элемент снабжен установленными по длине средствами его прижима к верхней полке корпуса, а расстояние между точками прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса выбрано из соотношения
0,5<l/h<50,
где l - расстояние между соседними точками прижима, м;
h - высота корпуса рельса, м.

Указанный результат достигается также тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде спирального каната.

Указанный результат достигается также тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, размещенных в горизонтальной плоскости.

Указанный результат достигается также тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, размещенных в вертикальной плоскости.

Указанный результат достигается также тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, образующих в поперечном сечении многоугольник.

Указанный результат достигается также тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса выполнено в виде пары винт - гайка, при этом один элемент пары жестко соединен с корпусом.

Указанный результат достигается также тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса выполнено в виде упругого элемента, соединенного с корпусом.

Указанный результат достигается также тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса снабжено ложементом, контактирующим с наборным элементом.

Указанный результат достигается также тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса снабжено упругой прокладкой, размещенной между прижимающим элементом и наборным элементом.

Указанный результат достигается также тем, что между наборным элементом и верхней полкой корпуса рельса установлена упругая прокладка.

Отличительными признаками заявляемого рельса являются:
- снабжение продольного наборного элемента установленными по длине средствами его прижима к верхней полке корпуса;
- выбор расстояния между точками прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса из соотношения
0,5<l/h<50,
где l - расстояние между соседними точками прижима, м;
h - высота корпуса рельса, м;
- выполнение продольного наборного элемента в виде спирального каната;
- выполнение продольного наборного элемента в виде нескольких канатов, размещенных в горизонтальной плоскости;
- выполнение продольного наборного элемента в виде нескольких канатов, размещенных в вертикальной плоскости;
- выполнение продольного наборного элемента в виде нескольких канатов, образующих в поперечном сечении многоугольник;
- выполнение средства прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса в виде пары винт - гайка, при этом один элемент пары жестко соединен с корпусом;
- выполнение средства прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса в виде упругого элемента, соединенного с корпусом;
- снабжение средства прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса ложементом, контактирующим с наборным элементом;
- снабжение средства прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса упругой прокладкой, размещенной между прижимающим элементом и наборным элементом;
- установка между наборным элементом и верхней полкой корпуса рельса упругой прокладки.

Снабжение рельса средствами прижима наборного элемента к верхней полке корпуса позволяет существенно повысить продольную жесткость рельса, т.к. объединяются в одно целое корпус рельса, выполняющий роль балки, и наборный элемент, выполняющий роль каната. В результате полученная таким образом конструкция обладает свойствами каната и балки.

Выбор расстояния между точками прижима наборного элемента к верхней полке корпуса рельса в оговоренных выше пределах обусловлен следующими обстоятельствами. Слишком частое расположение средств прижима по длине рельса приводит к неоправданному увеличению массы рельса и усложняет его монтаж. Если же средства прижима устанавливать на больших расстояниях, то изгибная жесткость конструкции начнет уменьшаться, т.к. будет нарушаться единство пары корпус - наборный элемент в вертикальной плоскости. При этом следует оговориться, что под понятием "точка прижима" понимается не математическая точка бесконечного малого размера, а некоторая площадка конечных размеров, равная по площади поверхности прижимного элемента в средствах прижима, контактирующего с наборным элементом.

Наборный элемент может быть изготовлен, как это описано в прототипе (см. [3] ), т. е. в виде невитого каната (см. Политехнический словарь. М.: СЭ, 1989, с. 209-210, [4]). В частных случаях реализации он может быть выполнен в виде спирального каната. В этом случае упрощается технология монтажа конструкции.

В частных случаях реализации наиболее целесообразно выполнять наборный элемент в виде нескольких каналов - невитых или спиральных, размещенных в горизонтальной плоскости. В этом случае, с одной стороны, увеличивается площадь контакта между наборным элементом и головкой рельса, а с другой стороны, упрощается монтаж, т.к. требуется меньше усилий для перевода наборного элемента в напряженное состояние путем поочередного натяжения нескольких канатов с малым поперечным сечением, чем одного, но с большим.

В другом варианте несколько канатов можно размещать в вертикальной плоскости, что позволит повысить вертикальную жесткость конструкции.

Вариантом, сочетающим преимущества вертикального и горизонтального размещения канатов, является случай, когда наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, образующих в поперечном сечении многоугольник - квадрат, прямоугольник, шестиугольник и т.п., т.к., с одной стороны, обеспечивается большая поверхность контакта наборного элемента с верхней полкой корпуса рельса, а с другой - обеспечивается повышенная вертикальная жесткость.

Средство прижима наборного элемента к верхней полке корпуса рельса может быть выполнено любым, выбранным из числа известных. В частности, таким наиболее простым средством может быть упругий элемент, жестко соединенный с корпусом рельса, например плоская или витая пружины. Однако с помощью такого средства трудно изменять усилие прижима наборного элемента к верхней полке корпуса рельса. Поэтому в частных случаях целесообразно использовать средство прижима в виде винт - гайка, когда один из элементов пары жестко соединен с корпусом (например, как это сделано в слесарных тисках).

Для обеспечения надежности фиксации наборного элемента относительно корпуса рельса целесообразно снабжать средство прижима ложементом, контактирующим с наборным элементом. Кроме того, в частных случаях реализации рельс может снабжаться упругими прокладками, размещаемыми между прижимным элементом и наборным элементом и между наборным элементом и верхней полкой корпуса рельса. Их наличие нивелирует дефекты контактирующих между собой поверхностей, уменьшает контактные напряжения и демпфирует колебания системы, вызываемые различного рода внешними нагрузками (перемещение транспортных средств, ветер и т.п.). При этом в частных случаях прокладка может быть установлена только между прижимным элементом и наборным элементом, либо между наборным элементом и верхней полкой корпуса рельса, либо могут быть установлены обе прокладки одновременно.

Сущность заявляемого рельса транспортной системы Юницкого поясняется примерами реализации и чертежами.

На фиг.1 схематично показан поперечный разрез рельса со средством прижима, выполненным в виде пары винт - гайка; на фиг.2 схематично показан поперечный разрез рельса со средством прижима, выполненным в виде упругого элемента; на фиг.3 схематично показан поперечный разрез рельса с выполнением наборного элемента в виде нескольких горизонтально размещенных канатов и средства прижима, снабженного ложементом; на фиг.4 - то же, но с вертикальным расположением канатов; на фиг.5 - поперечный разрез рельса с наборным элементом в виде нескольких канатов, образующих в поперечном сечении прямоугольник как частный случай многоугольника; на фиг.6 - поперечный разрез рельса, выполненного с использованием упругих прокладок.

Рельс содержит полый корпус 1 с головкой 2. Головка рельса может быть выполнена в виде отдельного элемента, жестко связанного с корпусом (фиг.1), либо выполнена как одно целое с корпусом рельса. В последнем случае головка рельса совпадает с полкой корпуса рельса. Внутри корпуса размещен предварительно напряженный продольный наборный элемент 3, выполненный из проволок и/или полос. Наборный элемент снабжен средствами его прижима к верхней полке корпуса рельса, которые в частном случае могут быть выполнены, например, в виде гайки 4, приваренной к стенкам корпуса, и винта 5 или упругого элемента 6, установленного на жестко соединенной с корпусом опорной планке 7, которая, например, приваривается к стенкам корпуса в местах установки упругого прижимного элемента. В частных случаях вместо витой пружины может быть использована плоская пружина (на чертеже не показана). В частном случае выполнения гайка имеет паз, который фиксирует наборный элемент 3 относительно корпуса рельса в поперечном направлении (фиг.1).

В частных случаях реализации средство прижима наборного элемента к головке рельса снабжается ложементом 8 (см. фиг.3-6), контактирующим с наборным элементом, и упругими пластинами 9 (см. фиг.6), размещаемыми либо между головкой рельса и наборным элементом, либо между наборным элементом и прижимным элементом (или ложементом), или в обоих местах одновременно.

Рельс изготавливается и устанавливается для использования в транспортной системе известным образом (например, см. [3]).

Работа рельса не описывается, т.к. он используется в статике.

Изобретение относится к оборудованию транспортных систем, использующих рельсовую путевую структуру с монорельсовыми или многорельсовыми дорогами. Рельс содержит полый корпус в виде боковых стенок и верхней полки с размещенным внутри него предварительно напряженным продольным наборным элементом. Последний размещен непосредственно под верхней полкой корпуса и снабжен установленными по длине средствами его прижима к ней. Расстояние между точками прижима выбирается из определенного соотношения с учетом высоты корпуса рельса. Средства прижима выполнены в виде пары винт - гайка или упругих элементов, таких как плоская или витая пружины, и имеют элементы фиксации наборного элемента, предотвращающие его смещение относительно корпуса. Изобретение обеспечивает повышенную жесткость конструкции при уменьшенных массе и габаритах. 9 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Рельс транспортной системы Юницкого, содержащий полый корпус в виде боковых стенок и верхней полки с размещенным внутри него предварительно напряженным продольным наборным элементом, отличающийся тем, что продольный наборный элемент снабжен установленными по длине средствами его прижима к верхней полке, при этом расстояние между точками прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса выбрано из соотношения
0,5<1/h<50,
где 1 - расстояние между соседними точками прижима, м;
h - высота корпуса рельса, м. 2. Рельс по п.1, отличающийся тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде спирального каната. 3. Рельс по п.1, отличающийся тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, размещенных в горизонтальной плоскости. 4. Рельс по п.1, отличающийся тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, размещенных в вертикальной плоскости. 5. Рельс по п.1, отличающийся тем, что продольный наборный элемент выполнен в виде нескольких канатов, образующих в поперечном сечении многоугольник. 6. Рельс по п.1, отличающийся тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса выполнено в виде пары винт - гайка, при этом один элемент пары жестко соединен с корпусом. 7. Рельс по п.1, отличающийся тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса выполнено в виде упругого элемента, соединенного с корпусом. 8. Рельс по п.1, отличающийся тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса снабжено ложементом, контактирующим с наборным элементом. 9. Рельс по п.1, отличающийся тем, что средство прижима продольного наборного элемента к верхней полке корпуса рельса снабжено упругой прокладкой, размещенной между прижимающим элементом и наборным элементом. 10. Рельс по п.1, отличающийся тем, что между наборным элементом и верхней полкой корпуса рельса установлена упругая прокладка.