Железнодорожный рельс Советский патент 1992 года по МПК E01B5/02 

сл

С

Использование: изобретение относится к конструкции верхнего строения пути, в частности, к конструкции железнодорожного рельса. Сущность изобретения: на подошве рельса выполнены периодически повторяющиеся по его длине пары выступов, параметры которых определяются из соотношений: Pi l/n, И (Pi - l2)/2, l2 (0,73-1,12)h. Ri (0,078-0,1)h; P2 (Pi(n-1); R2 (0,026-0,033)h; hi (0,078-0,1) h, где h - высота рельса, I - длина рельса, п - количество пар выступов. Pi - период чередования пар выступов, h - расстояние первого выступа от торца рельса; h - расстояние между выступами одной пары, Ра - расстояние между первыми выступами первой и последней пар, Ri, R2 - радиусы округлений, hi - высота выступа, при этом выступы выполнены с прямолинейными гранями под углом а 40-50°С. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение относится к конструкции верхнего строения пути, в частности к конструкциям железнодорожного рельса.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности рельса путем увеличения его сопротивления угону.

На фиг. 1 изображен поперечный профиль рельса; на фиг. 2 - то же. вид сбоку; на фиг. 3 - выносной элемент - отдельный выступ подошвы.

Рельс состоит из головки 1, шейки 2 и подошвы 3, на которой выполнены п пар выступов, например 4. 5 и 6, 7. При этом выступ 4 расположен от торца рельса на расстоянии И, а выступ 5 - на расстоянии 2 от выступа 4. Следующая пара выступов 6 и 7 отстоит от предыдущей пары выступов 4 и 5 на величину периода Pi. при этом период Pi зависит от длины рельса I и количества пар выступов п Количество пар выступов п

зависит от эпюры укладки шпал на 1 км пути из расчета: 1 пара выступов на 1 шпалу. Пары выступов периодически повторяются и последняя пара отстоит от первой на расстоянии Р2. Каждый выступ (фиг.З) описан окружностью радиуса RI, сопряженной с прямолинейной гранью, расположенной под углом наклона а , которая в свою очередь сопряжена с окружностью радиуса R2- Высота выступа при этом равна hi.

Ввиду того, что в процессе эксплуатации рельса возможно ослабление усилия, действующего на рельс от костыля и прижимающего последний к подкладке для скреплений типа ДО, то можно данным усилием пренебречь. Считаем также, что из-за уши- рения зева противоугонов они не обеспечивают надежности на данном звене, т.е. основное сопротивление угону обусловлено трением между подошвой рельса и подкладVJ VI

О

о ю

00

кой. Тогда, допуская, что контактные напряжения между подошвой рельса и подкладкой распределены равномерно в области контакта, запишем выражение:

Р- PS,

где Р - нормальное напряжение, S - суммарная площадь контактных зон. Для предельного сдвигающего усилия аналогично запишем

Q tS fPS.

где t - касательные напряжения; f - коэффициент трения стали по стали f 0,3. Введем коэффициент противоугонности

К

Q

f 0.3 .

Безразмерный коэффициент К характеризует сопротивление рельсового звена угону, т.е. предельную силу угона, которую может выдержать данное звено при действии усилия Р.

В том случае, если противоугоны находятся в исправном состоянии, коэффициент К повышается на 28%, так как к силе Q необходимо добавить суммарное усилие от не более 22 противоугонов, для стандарт- ной длины звена - 25 мм.

Предполагается, что рельсовые подкладки выполнены со скошенными гранями, причем угол скоса соответствует углу наклона прямолинейного участка подо- швы рельса. В предельном случае (пред- сдвиговом) контакт рельса с подкладкой осуществляется в зонах данных участков. При этом усилия Р и Q определяются следующим образом:

Р PSi cos a- tSi sin a , Q PSi sin«+ tSi cosa.

О

где Si - половина суммарной площади прямолинейных участков, а угол а - 45°. Тогда, используя закон трения Кулона получим для К

к- 1 +f

0

5

0

5

0

5 0

Следовательно, коэффициент противоугонности возрастает в 5-6 раз.

Формула изобретения

Pi l/n;

11 (Pi-l2)/2:

12 (0,73-1,12)h, P2 Pi(n-1); Ri (0,078-0,1)h; R2 (0,026-0,033)h; hi (0,078-0,1)h;

где h - высота рельса;

I - длина рельса;

n - количество пар выступов:

PI - расстояние между первыми выступами смежных пар:

h - расстояние до первого выступа от торца рельса;

2 - расстояние между выступами одной пары;

Р2 - расстояние между первыми выступами первой и последней пар;

RI, R2 - радиусы скруглений:

hi - высота выступа.

Фш.1.

/

fe

-|

L, ,

- н h - - - H

- CT О Л

в

г 2.

Фиг.Ъ.