РЕЛЬС Российский патент 2013 года по МПК E01B5/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к прокатному производству, к железнодорожному транспорту, к устройству прямолинейных участков железнодорожного пути, а также его эффект может быть использован в строительстве зданий, сооружений, а именно в устройстве балок перекрытий, консольных балок - там, где необходимо устранить их провисание.

Известен прямой рельс типа Р65 по ГОСТу 16210-77.

Известно бесстыковое устройство ж.д. пути, недостатком которого является возможность выброса его участков с железнодорожного полотна при перегреве и расширении в летнее время.

Известен рельс с загнутыми вверх концами и загнутыми соответственно стыковыми накладками, не нашедшими применения из-за малого рабочего ресурса, обладающий возможностью аварийности, т.к. концы такого рельса, разгибаясь и сгибаясь под воздействием прямолинейного движения нагруженных колесных пар подвижного состава могут лопнуть, а шпалы под стыками таких рельсов будут претерпевать значительно большую нагрузку, чем остальные.

Известен также рельс с установкой между его подошвой и шпалой металлической упругой подкладки, что не решает задачи, касающейся надежной работы стыков ж.д. рельсов.

Целью предлагаемого технического решения является использование упругой деформации всего рельса, предварительно вогнутого перед укладкой на ровную поверхность, который выпрямляется под действием собственной силы тяжести, а при остатке упругой деформации - с использованием силы тяжести шпал. Такая упругая деформация рельса значительно снижает износ от действия разрушающей силы жестких динамических ударов по стыкам рельсов колесными парами и нагруженности надколесной массы подвижного состава; обеспечивает прямолинейность траектории движения центров колес по стыкам рельсов; снижает износ ходовой части подвижного состава, передаваемой ей соответственно от жестких ударов колесных пар. Кроме того, принцип действия упреждающего изгиба может быть использован для устранения провисания, например, несущих балок при строительстве, консольных балок и пр.

На схематическом изображении (фиг.1) дан разрыв вогнутого рельса, содержащего головку 1, шейку 2, подошву 3. Рельс напрягается от разгиба на ровной поверхности под действием собственной силы тяжести, а при остатке упругой деформации - под действием и массы шпал.

Изобретение работает следующим образом. Колесная пара, накатываясь к стыку рельса и нагружая его своей массой, все больше включает контрсилу вдавливанию рельса, перенося частично нагрузку от колес от конца к середине рельса. Сам удар колесной пары по стыку будет встречать максимум противодействия от внутреннего упругого напряжения обратного по знаку ожидаемого воздействия. Следовательно, и шпала, лежащая под стыком, не будет испытывать сильной нагрузки, поскольку она частично снимается шпалами, находящимися от середины до конца рельса, соответственно с нарастающей силой.

По уровню техники сходность аналога по патенту Великобритании №2087461 «Подрельсовая упругая подкладка» от 1982 г. с заявленным техническим решением имеет опосредствованное отношение, сходность лишь в наличии упругости. Этот патент был противопоставлен моему - рельсу по заявке №4136640/146052 от 17.10.86 с исх. №4136640/11(146051) от 06.12.88 г. Однако этому патенту не было противопоставлено наиболее близкое по сути заявленного авт.свидетельство СССР (патент на изобретение) №71155 «Железнодорожный рельсовый стык».В качестве аналога можно привести патент RU 94009351 «Стыковое рельсовое скрепление», где к сходному признаку относится лишь наличие рельсовых стыковых накладок. К прототипу следует отнести вышеуказанное авт.свидетельство СССР (патент) №71155 «Железнодорожный рельсовый стык», который также был противопоставлен моему техническому решению «Рельс» по вышеуказанной заявке. Но, как было указано в описании на мое изобретение, по сходности с ним можно указать наличие изгибов рельсов, содержащих головку, шейку, подошву, стыковые накладки.

Раскрытие задачи изобретения состоит в следующем: снизить износ стыков рельсов от разрушающей силы жестких динамических ударов колесных пар подвижного состава, усиленный его надколесной массой; обеспечить прямолинейность движения центров движения колесных пар по стыкам рельсов; снизить износ ходовой части подвижного состава, передаваемой ей соответственно от жестких ударов колесных пар. Кроме того, принцип действия «напряженного упреждающего упругого изгиба» можно предложить для использования, например, в строительстве - в местах устранения провисания деталей конструкций и пр.

К отличию от прототипа можно отнести то, что в техническом решении прототипа изначально закладывалась ущербность решения, состоящая в том, что конец рельса и стыковая накладка такого сечения долго разгибаться и сгибаться не могут. Поэтому такое техническое решение и не нашло применения.

В предлагаемом изобретении задача решена иначе, а именно: в рельсе, вогнутом в поперечнике по всей длине, используется только упругая деформация напряжения обратного знака ожидаемой нагрузки.

Осуществить изобретение несложно. Это его характеризует положительно. На заводе по изготовлению ж.д. рельсов необходимо проделать следующее. Готовый для эксплуатации прямолинейный рельс по ГОСТу 16210-77 типа Р65 длиной 25 метров уложить на ровную горизонтальную поверхность возле неподвижного стального щита; приподняв один конец рельса, закрепить его на предварительно закрепленном на щите штыре (кронштейне); другой конец закрепить на домкрате со скользящим (катающимся) основанием, поднять конец рельса домкратом до повисания, снять рельс, положить на бок, осмотреть, не появилось ли признаков пластической деформации; если еще осталась упругая деформация, нагрузить подвешенный домкратом рельс массой, эквивалентной массе шпал; снять рельс, осмотреть на предмет пластической деформации; так повторять до появления ее признака; и, наоборот, если она появилась на рельсе без дополнительной нагрузки, тогда места крепления для экспериментального подвешивания между штырем и домкратом нужно смещать в направлении середины рельса. Когда точка перехода упругой деформации к пластической будет установлена, по месту изгиба (вплотную к рельсу) к щиту следует приварить перпендикулярно ему жесткие штыри (кронштейны). Это и будет описывать нужную форму шаблона, на которую следует затем укладывать раскаленный после прокатки рельс с последующим его обжимом в шаблоне. Так обеспечивается необходимая фигура изгиба рельса по данному изобретению.

Рельс содержит головку (1), шейку (2), подошву (3). Рельс предварительно согнут по его длине в поперечнике. При укладке на ровную поверхность рельс разгибается под действием силы тяжести. Снижается износ рельса и подвижного состава. 1 ил.

Рельс, содержащий головку, шейку, подошву, изгиб, отличающийся тем, что он предварительно вогнут в поперечнике по всей длине, выпрямляется при укладке на ровную поверхность под действием собственной силы тяжести при использовании без пластической, упругой деформации.