Желобчатый бесшеечный рельс Советский патент 1993 года по МПК E01B5/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для трамвайных путей.

Целью изобретение является снижение металлоемкости.

Изобретение поясняется чертежом,

На чертеже представлен профиль рельса.

Сущность технического решения заключается в следующем.

Трамвайный рельс содержит головку 1 ограниченную верхней 2, наружной боковой 3,внутренней боковой 4 и нижней 5 гранями высотой hr. Реборда 6 ограничена верхней 7, наружной боковой 8 и внутренней боковой 9 гранями высотой . Подошва 10 рельса ограничена нижней 11, боковыми 12 и верхними 13 гранями. Между головкой 1 и ребордой 6 расположен желоб 14, ограниченный боковыми гранями 4 и 9 и дном 15. Головка 1 рельса выполнена с вогнутостью 16, расположенной со стороны наружной боковой грани 3, образуя вдоль верхней грани головки кан авку 16 трапециевидной формы, боковые грани 17 и 18 которой расположены симметрично относительно оси симметрии 00, а дно 19 канавки 16 выполнено радиусной поверхностью, причем/ось симметрии канавки 16 расположена параллельно нижней грани 11 подошвы 10, Ширина Ьк канавки 16 составляет 0,1-0,5 высоты hr головки 1 рельса, а глубина tK канавки 16 составляет 0,1-0,5 ширины Ьг верхней грани 2 головки 1 рельса, причем,канавка 16 расположена на расстоянии ,2 высоты hr головки рельса от верхней грани подошвы, т.е. от предполагаемой точки сопряжения к верхней грани 13 подошвы 1 и продолжения (на фиг.З показано пунктиром) боковой наружной грани 3 головки 1.

Величины ширины и глубины канавок на боковой грани головки рельса, а также место расположения ее относительно верхней грани подошвы принято на основании экспериментальных данных. Уменьшение ширины канавки менее 0,1 высоты головки рельса нецелесообразно в связи с отсутствием эффекта повышения долговечности и качества рельсов Увеличение ширины Ьк канавки 16 более 0,5 высоты головки Ьк нецелесообразно, в связи со снижением прочностных характеристик головки сверх требуемых норм, что снижает долговечность и качество рельсов. Уменьшение глубины tK канавки 16 менее 0,1 ширины Ьг верхней грани 2 головки 1 нецелесообразно, в виду отсутствия эффекта повышения долговечности и качества рельсов. Незначительное снижение металлоемкости в данном случае не покрывает расходов на

усложнение технологии изготовления. Увеличение глубины канавки 16 более 0,5 ширины верхней грани головки нецелесообразно в связи со снижением прочностных характеристик сверх требуемых норм, что снижает долговечность и качество рельсов.

Расположение канавки 16 на расстоянии 0-0,2 высоты головки от верхней грани подошвы принято исходя из следующих соображений. Наименьшее возможное расстояние канавки 16 от верхней грани 13 подошвы 10 принято для случая, когда нижняя боковая грань 18 канавки 16 расположена в одной плоскости с верхней гранью 13

подошвы 10. Расположение канавки 16 далее в подошву рельса нецелесообразно из- за ослабления последней.

Расположение канавки 16 на расстоянии hi, равном более 0,2 высоты hi головки

1 рельса нецелесообразно ввиду снижения прочностных характеристик головки рельса, сверх допускаемых норм, что снижает качество и долговечность рельсов. Максимальная величина удаления канавки 16 от

верхней грани 13 подошвы 10, равна 0,2 высоты головки рельса применима для слу- чая, когда ширина канавки 16 имеет минимальное значение, равное 0,1 высоты головки. В общем случае верхняя грань 17

канавки 16 не должна располагаться по высоте выше 0,6 высоты головки от верхней грани 13 подошвы 10.

Рельс работает следующим образом.

В процессе передвижения колеса по рельсу на головку воздействуют большие вертикальные усилия Q и боковые Р на реборду - боковые Р. Выполнение на боковой грани 3 головки 1 канавки 16 позволяет при

передвижении колеса по головке рельса создать упругие деформации в головке, уменьшая тем самым интенсивность ее износа от воздействия вертикальных нагрузок Q, повышая тем самым долговечность рельса.

Выполнение головки рельса с канавкой 16, повышая долговечность, заметно снижает металлоемкость. Кроме того, выполнение головки рельса с канавкой 16 приводит к выравниванию объемов металла слева и

справа от желоба 14, что приводит к выравниванию скорости охлаждения по сечению, в результате чего, попучается прямолинейный профиль с небольшими термическими напряжениями, что также повышает долговечность и качество рельсов.

Пример конкретного выполнения. На рельсобалочном стане 800 металлургического завода им. Петровского из блюмса 190x190 мм в трех клетях, расположенных в,одну линию за девять проходов,

прокатан трамвайный рельс высотой мм, шириной подошвы мм, шириной верхней грани головки Ьг, равной 58 мм, шириной верхней грани реборды, равной 24 мм, высотой головки hr равной 50 мм. Ши- рина канавки Ьк равна 20 мм, что составляет 0,4 высоты головки рельса, глубина канавки составляет 19 мм, что составляет 0,33 ширины верхней грани головки рельса. Граничные условия для ширины канав- ки являются 5,0 и 25 мм, для глубины канавки - 5,8 и 29 мм. Канавка расположена таким образом, что нижняя грань 18 канавки расположена в одной плоскости с верхней гранью 13 подошвы 10, т.е. в ниж- нем значении граничных условий. Верхним значением условий является 0,2 высоты головки рельса. Отклонение от граничных условий нецелесообразно ввиду снижения долговечности и качества рель- сов сверх оптимальных значений.

Формула изобретения

1. Желобчатый бесшеечный.рельс, отличающийся тем, что, с целью снижения материалоемкости, его головка выполнена с дополнительным желобом, расположенным на ее внешней боковой стороне, при этом ось симметрии дополнительного желоба параллельна нижней плоскости подошвы.

2. Рельс по п. 1,отличающийся тем, что ширина дополнительного желоба равна 0,1-0,5 высоты рельса, а глубина - 0,1-0,5 ее ширины.

3. Рельс по п.1, о т л ичающийся тем, что ось симметрии дополнительного желоба расположена от верхней плоскости подошвы на расстоянии - не более 0,2 высоты головки.

4. Рельс по п.1, отличающийся тем, что дополнительный желоб выполнен трапециевидными в вертикальном сечении, при этом дно желоба скруглено.

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для трамвайных путей. Сущность изобретения: рельс содержит головку 1, ограниченную верхней 2, наружной 3 и внутренней 4 боковыми гранями и нижней гранью 5. Реборда 6 ограничена верхней 7, наружной 8 и внутренней 9 боковыми гранями. Подошва 10 ограничена нижней 11, боковыми 12 и верхними 13 гранями. Между головкой 1 и ребордой 6 расположен желоб 14, ограниченный боковыми гранями 4 и 9 и дном 15. Головка 1 выполнена с дополнительным желобом 16. Ширина желоба составляет 0,1-0,5 высоты головки 1 рельса, а глубина составляет 0,1-0,5 ширины верхней грани 2, причем ось симметрии желоба расположена на расстоянии, не превышающем 0,2 высоты головки рельса от верхней грани подошвы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.