РЕЛЬСОВОЕ СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ Российский патент 2006 года по МПК E01B11/32 

Железные дороги - составная часть ж.д. транспорта, по которым перевозится громадное количество грузов. Главное требование к ж.д. путям - обеспечение бесперебойного и безопасного движения поездов с установленными скоростями и нагрузками.

Частью ж.д. путей являются рельсы, шпалы, скрепления.

Рельсы непосредственно воспринимают нагрузку от подвижного состава и направляют его движение; скрепления служат для соединения рельсов друг с другом.

Стыки рельсов имеют зазоры для температурной компенсации расширения и сжатия металла рельсов; гарантированные зазоры обеспечиваются отверстиями на концах рельсов и скреплениями - накладками с отверстиями, соединяемыми болтами с гайками и шайбами.

Известны соединения ж.д. рельсов - звеньевое и бесстыковое. Звеньевой путь собирается из отдельных рельсов стандартных размеров (по 12,5 и 25 метров) и имеет, соответственно, каждые 12,5 (25) м температурные зазоры и скрепления.

Такое соединение рельсов с зазором в стыке подвижно; при движении состава с локомотивом и вагонами происходит прогиб концов рельсов, удар колес по встречному рельсу. Ударное воздействие колес ускоряет износ пути и подвижного состава; шум (стук) снижает тягу поездов, вызывает угон путей (перемещение относительно земляного полотна).

Бесстыковой путь также имеет стыки, только на более длинных (до 800 и более метров) участках дороги. Основное отличие бесстыкового пути от звеньевого состоит в том, что в рельсовых плетях (участках) действуют значительные продольные усилия, вызываемые изменениями температуры. При повышении температуры рельсов по сравнению с температурой закрепления (укладки) рельсов на полотне в них возникают продольные силы сжатия, которые могут создать опасность выброса пути. При понижении температуры появляются растягивающие силы, которые вызывают излом плети и образование большого зазора, опасного для прохода поезда, или разрыв рельсового стыка из-за среза болтов.

Дополнительные силы возникают от прохождения тяжелых составов, при ремонтных работах, аномальных изменениях температуры. Укладка, сварка, перевозка длинных плетей, выполнение «Технических указаний по устройству, укладке, содержанию и ремонту бесстыкового пути» от 03.10.91 г. намного усложняют и удорожают содержание ж.д. пути и уменьшают надежность ж.д. полотна. Известны другие решения, направленные на повышение надежности и бесшумности стыка рельсов.

Автор Б. Н. Фомичев, патент 2048624 от 20.11.1995, предлагает соединять концы рельсов с вкладышем, установленным в выемках головок рельсов, и нижнюю подкладку. Недостаток соединения состоит в том, что при прокатывании колеса за счет упругого перемещения концов рельсов происходит удар о концы вкладыша.

Авторы И.Л.Кузнецов и Н.С.Юсупов, патент 2215843 от 21.12.2001, предлагают соединение рельсов, содержащее вкладыш, размещенный в продольных выемках головок рельсов, и крепежный элемент, соединяющий вкладыш с подкладкой, которая выполнена цельной с боковыми накладками, стянутой с рельсами крепежными болтами. Недостатками этого изобретения являются:

1. сложность изготовления подкладки, облегающей рельсы;

2. невозможность сборки и разборки рельсов с подкладкой без полной разборки скреплений (костылей, шурупов, скреплений типа К, Ж, Б);

3. ударное воздействие колес на выпуклый вкладыш;

4. большая металлоемкость и трудоемкость соединения;

5. невозможность проведения ремонтных работ в так называемое «окно» - временной интервал прохождения поездов;

6. применение стяжного элемента в стыке рельсов нарушает межцентровые расстояния крепежных отверстий;

7. возможность излома концов рельсов, ослабленных вырезами под вкладыш.

Для уменьшения воздействия температурного зазора и ударов колес подвижного состава на стык рельсов и связанных с этим указанных выше недостатков предлагается стыковое соединение рельсов, позволяющее сохранить продольную подвижность соединяемых рельсов, устранить поперечный температурный зазор между рельсами с помощью накладки со вставкой, помещаемой в вырезы головок соединяемых рельсов и приваренной к одному рельсу, являющейся жестким продолжением этого рельса и воспринимающей нагрузку через приваренную к рельсу накладку.

На фиг.1 показан вид сбоку рельсового стыкового соединения, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - разрез А-А.

Рельсовое стыковое соединение включает концы рельсов 1 и 2, вставку 3, приваренную к внутренней накладке 4, наружную накладку 5 и крепежные элементы 6, вставляемые в овальные отверстия рельсов. Рельсовое стыковое соединение реализуется следующим образом:

- вырезаются концы головок рельсов 1 и 2 под размер вставки 3 с учетом температурного зазора Δt°, разбираются крепежные элементы 6 и накладки 4 и 5;

- подготовленная накладка, штампованная целиком или с приваренной вставкой 3, скрепляется с накладкой 5 крепежными элементами 6;

- внутренняя накладка 4, прикрепленная к рельсам 1 и 2, приваривается к головке и подошве рельса 2.

После сборки соединение перекрывает поперечный стыковой зазор Δt⁰ накладкой 3.

При прохождении колеса над стыком рельсов обеспечивается плавное перекатывание с одного рельса на другой из-за перераспределения нагрузки от колеса с одного рельса на вставку 3, приваренную к накладке 4, опирающуюся на подошву рельса 2, к другому рельсу 1.

Для уменьшения прогиба концов рельсов и лучшей работы соединения под стык рельсов следует укладывать шпалу.

Рельсовое стыковое соединение обеспечивает повышение надежности, бесшумности соединения, позволяет производить монтаж, демонтаж и ремонтные работы на полотне ж.д. дороги в кратчайшие сроки, в так называемое «окно», не нарушая работы поездов.

Изобретение относится к рельсовому стыковому соединению. Рельсовое стыковое соединение содержит рельсы, накладки крепления, крепежные элементы. Изготовлена вставка, помещаемая в вырезы соединяемых концов рельсов и приваренная к одной из накладок и рельсу, позволяющая перекрывать температурный зазор Δt° и воспринять без удара нагрузку от колес подвижного состава. Техническим результатом изобретения является повышение надежности соединения, бесшумность, а также возможность быстрого монтажа и демонтажа на железных дорогах. 3 ил.

Рельсовое стыковое соединение, содержащее рельсы, накладки крепления, крепежные элементы, отличающееся тем, что изготовлена вставка, помещаемая в вырезы соединяемых концов рельсов и приваренная к одной из накладок и рельсу, позволяющая перекрывать температурный зазор Δt° и воспринять без удара нагрузку от колес подвижного состава.