АНКЕР РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК E01B9/00 E01B9/30 E01B9/48 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для крепления рельсов к железобетонным шпалам.

Известно анкерное рельсовое скрепление, в котором нижняя часть анкера встроена в подрельсовую опору, а верхняя часть приспособлена для установки упругой клеммы, при этом средняя встроенная часть анкера, плавно переходящая в один или два хвостовика переменного сечения, имеет соединенные перемычкой два дугообразных симметричных участка, а центральная встроенная часть анкера имеет переменное сечение, плавно чередующее двутавровую форму (с равновеликими или уменьшенными в нижней части овальными полками) с тавровой формой за счет синусоидального очертания боковых поверхностей нижней части перемычки, при неизменной форме ее верхней части. Конструкция данного анкера предназначена для конкретной В-образной упругой клеммы, которая крепится к верхней части анкера при помощи крюкообразных проушин, сквозных или переходящих в вертикальные стенки-щечки, расположенные с наружной боковой поверхности верхней части анкера. Кроме того, анкер выполнен как единая деталь, отлитая из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом ферритового класса, с содержанием перлита не более 10-15% и предельно низким содержанием фосфора и серы (заявка РФ №99121170 “Анкерное рельсовое скрепление”, Е 01 В 9/00, приоритет от 06.10.1999, публикация 27.07.2001).

Использование специального чугуна для изготовления данного анкера, имеющего очень сложную форму, должно было бы увеличить прочность анкера, но привело только к значительному увеличению его стоимости. Прочность же анкера напрямую зависит от способа его изготовления. В данном случае анкер получен с помощью литья, а литым формам свойственно наличие раковин, в том числе и усадочных, то есть пустот различной формы и размеров, образующихся внутри изделия и на его поверхности, что значительно снижает прочность изделия. Отбор качественных изделий проводится с помощью дефектоскопии, что еще больше увеличивает их стоимость.

Таким образом, основными недостатками данного известного анкера являются дороговизна, сложность формы и низкая прочность.

Известен также анкер рельсового скрепления, описанный в патенте РФ №2189415 “Анкер рельсового скрепления”, Е 01 В 9/02, 9/18, 9/30, заявленный 06.04.2000, опубликованный 20.09.2002 и выбранный в качестве прототипа.

Нижняя часть данного стального анкера закреплена на подрельсовой опоре, а верхняя часть приспособлена для установки упругой клеммы. Кроме того, анкер содержит состоящую из двух частей опору на шпалу для опирания клеммы, стенку, ограничивающую боковое перемещение рельса. Для установки клеммы в верхней части анкера выполнена полость, верхняя поверхность которой ограничена наклонной для взаимодействия с центральной петлей клеммы при ее нагружении. На концевой части опоры выполнен выступ для фиксации клеммы от сползания с рельса, а стенка в центральной части, обращенной к рельсу, имеет выступ, нижняя поверхность которого является продолжением наклонной поверхности полости анкера. Опора анкера и его стенка соединены между собой двумя ребрами жесткости. Геометрия данного анкера рассчитана для З-образной упругой клеммы.

Сложностью формы анкера обусловлен и способ его изготовления - литье, а значит, данному анкеру присущи и недостатки, связанные с этим способом: наличие раковин, в том числе и усадочных, что значительно снижает прочность изделия. Поэтому не смотря на то, что данный анкер изготовлен из стали, а не из специального дорогого чугуна, стоимость его достаточно высока из-за большого процента брака.

Технической задачей данного изобретения является разработка простого по форме, дешевого и прочного анкера.

Для решения данной задачи в заявляемом рельсовом скреплении с упругой клеммой и анкером, нижняя часть которого встроена или закреплена в подрельсовой опоре, а верхняя часть приспособлена для установки упругой клеммы, согласно изобретению анкер выполнен, по крайней мере, из одного фланцевого профиля с несколькими полками, например рельса, двутавровой балки, двух швеллеров, Т-образного профиля.

В верхних полках анкера для установки упругой клеммы выполнено одно или несколько отверстий, пазов, проушин или их комбинация, определяемая конструктивными и монтажными особенностями клеммы.

Анкер, выполненный, например, из двутавровой балки или двух швеллеров, встроен или закреплен в подрельсовой опоре с образованием между подрельсовой опорой и верхней полкой профиля зазора, достаточного для установки упругой клеммы.

Под профилем в металлургии понимают металлоизделие, получаемое путем прокатки, волочения, профилирования или прессования, в том числе и экструдирования, а под фланцевым профилем, к которому относятся, например, швеллер, балка, рельс, Т - образный профиль, понимают фасонный профиль, характеризуемый наличием полок или фланцев, то есть элементов, выступающих относительно оси симметрии профиля (см. Толковый металлургический словарь под ред. В.И.Куманина, М.: Русский язык, 1989 г., с.274).

Выполнение анкера из простых по форме фланцевых профилей позволяет:

- значительно увеличить прочность анкера, так как получение таких профилей с помощью прокатки, волочения, профилирования или прессования, в том числе и экструдирования, происходит при определенной, постоянно контролируемой пластичности металла, что практически исключает возможность возникновения в изделии внутренних и поверхностных раковин. Кроме того, при прокатке, волочении, профилировании и прессовании происходит поверхностное и внутреннее упрочнение металла, что также увеличивает механические свойства изделия, в данном случае анкера;

- снизить стоимость анкера, так как для его изготовления возможно использование бывших в употреблении профилей. Использование в качестве анкера некоторых фланцевых профилей, например двутавров и швеллеров, с небольшими доработками или без них, то есть в том виде как они есть, а закрепление пружины в зазоре, образованном между подрельсовой опорой и верхней полкой профиля, встроенного или закрепленного в подрельсовой опоре, делает анкер еще более дешевым;

- приспособить анкер для работы с упругими клеммами разных типов, для чего с помощью известных металлорежущих станков и инструментов в верхней части анкера может быть выполнено одно или несколько отверстий, пазов, проушин или их комбинация, определяемая конструктивными и монтажными особенностями используемой клеммы;

- обеспечить надежное соединение анкера с подрельсовой опорой, так как хорошо развитая нижняя полка профиля препятствует вырыванию анкера из опоры.

Тип фланцевого профиля и его толщину для анкера выбирают исходя из условий эксплуатации пути.

Заявителю известно использование фланцевых профилей в качестве путевых (железнодорожных, трамвайных, крановых и т.п.) рельсов и металлических строительных конструкций (балки, швеллеры как несущие в каркасах зданий и других инженерных сооружениях), но неизвестно их использование в качестве анкеров для рельсовых скреплений.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической информации не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где схематично изображены на фиг.1 - З-образная упругая клемма, на фиг.2 - В-образная упругая клемма, на фиг.3 - анкер, выполненный из рельса для работы с З-образной упругой клеммой, на фиг.4 - анкер, выполненный из двух швеллеров для работы с З-образной клеммой, на фиг.5 - анкер, выполненный из рельса для работы с В-образной упругой клеммой, на фиг.6 - анкер, выполненный из Т-образного профиля для работы с В-образной упругой клеммой, на фиг.7 - анкер, выполненный из двутавра для работы с В-образной упругой клеммой.

Упругая З-образная клемма (фиг.1) выполнена из стального прутка диаметром 16 мм и содержит среднюю часть 1 и свободные концы 2.

Анкер 3 (фиг.3) выполнен из стандартного стального рельса Р43 и может быть применен на сильно и средненагруженных участках железнодорожного пути. Для работы с З-образной упругой клеммой в головке 4 рельса (в верхней полке) выполнено отверстие 5, а на боковых поверхностях головки 4 рельса выполнены два направляющих паза 6. Отверстие 5 предназначено для установки средней части 1 3-образной клеммы, а пазы 6 - для установки свободных концов 2 этой клеммы. Анкер 3 установлен в железобетонной шпале 7 таким образом, что над шпалой 7 остается только верхняя часть анкера 3, то есть головка 4 рельса.

Анкер 3 (фиг.4) выполнен из двух стандартных стальных швеллеров 8 и 9 и может быть применен на слабонагруженных и тупиковых участках железнодорожных и трамвайных путей. Для работы с З-образной упругой клеммой швеллеры 8 и 9 смещены в горизонтальной плоскости относительно друг друга с образованием между стенками полости 10, служащей для установки в ней средней части 1 З-образной клеммы. Данный анкер установлен в железобетонной шпале 7 таким образом, чтобы высота полости 10 была достаточной для надежного крепления в ней средней части 1 З-образной клеммы. При этом между выступающими в обе стороны концами 10 и 11 верхних полок швеллеров 8 и 9 и верхней поверхностью шпалы 7 образованы направляющие пазы 12 и 13, предназначенные для установки свободных концов 2 этой клеммы.

Упругая В-образная клемма (фиг.2) выполнена из стального прутка диаметром 16 мм и содержит свободные концы 14 и прямолинейный участок 15.

Анкер 3 (фиг.5) также выполнен из стандартного стального рельса Р 43, но приспособлен для работы с В-образной упругой клеммой (фиг.2), для чего в головке 4 рельса выполнены два сквозных отверстия 16, предназначенных для установки свободных концов 15 клеммы. Анкер 3 установлен в железобетонной шпале 7 таким образом, что над шпалой 7 остается только головка 4 рельса.

Анкер 3 (фиг.6) выполнен из стального Т-образного профиля, полученного экструдированием, предназначен для работы с В-образной упругой клеммой (фиг.2) на сильно и средненагруженных участках железнодорожного пути. Для установки свободных концов 14 упругой клеммы в анкере 3 между верхней и средней полками 17 и 18 выполнены два направляющих паза 19. Анкер 3 установлен в железобетонной шпале 7 таким образом, что над шпалой 7 остаются верхняя и средняя полки 17 и 18 анкера 3.

Анкер 3 (фиг.7) выполнен из стандартного стального двутавра, приспособлен для работы с В-образной упругой клеммой (фиг.2) и может быть применен на слабонагруженных и тупиковых участках железнодорожных и трамвайных путей. Для установки свободных концов 14 упругой клеммы с нижней стороны верхней полки 20 анкера 3 выполнены два направляющих паза 21. Данный анкер установлен в железобетонной шпале 7 таким образом, чтобы расстояние между верхней полкой 20 и поверхностью шпалы 7 было 7 достаточным для надежного крепления в ней свободных концов 15 упругой В-образной клеммы.

Приведенные выше примеры иллюстрируют применение фланцевых анкеров только с З-образной и В-образной упругими клеммами, но этих примеров достаточно для понимания того, как подбирается фланцевый анкер для работы с другими типами упругих пружин и какие конструктивные и монтажные доработки должны быть сделаны. Толщина анкера определяется исходя из особенностей используемых клемм, например, для З-образной клеммы толщина анкера должна быть равна или больше длины свободных концов клеммы, а для В-образной клеммы - меньше длины свободных концов клеммы.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для крепления рельсов к железобетонным шпалам. Рельсовое скрепление содержит упругую клемму и анкер, нижняя часть которого встроена или закреплена в подрельсовой опоре, а верхняя часть приспособлена для установки упругой клеммы. Анкер выполнен, по крайней мере, из одного фланцевого профиля с несколькими полками, например рельса, двутавровой балки, двух швеллеров, Т - образного профиля. В верхних полках анкера для установки упругой клеммы выполнены одно или несколько отверстий, пазов, проушин или их комбинация, определяемая конструктивными и монтажными особенностями клеммы. Анкер, выполненный, например, из двутавровой балки или нескольких швеллеров, встроен или закреплен в подрельсовой опоре с образованием между подрельсовой опорой и верхней полкой профиля зазора, достаточного для установки упругой клеммы. Техническим результатом данного изобретения является разработка простого по форме, дешевого и прочного анкера. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Рельсовое скрепление с упругой клеммой и анкером, нижняя часть которого встроена или закреплена в подрельсовой опоре, а верхняя часть приспособлена для установки упругой клеммы, отличающееся тем, что анкер выполнен, по крайней мере, из одного фланцевого профиля с несколькими полками, например рельса, двутавровой балки, двух швеллеров, Т-образного профиля.2. Рельсовое скрепление по п.1, отличающееся тем, что в верхних полках анкера для установки упругой клеммы выполнены одно или несколько отверстий, пазов, проушин или их комбинация, определяемая конструктивными и монтажными особенностями клеммы.3. Рельсовое скрепление по п.1, отличающееся тем, что анкер, выполненный, например, из двутавровой балки или нескольких швеллеров, встроен или закреплен в подрельсовой опоре с образованием между подрельсовой опорой и верхней полкой профиля зазора, достаточного для установки упругой клеммы.