Костыль для крепления рельса Советский патент 1993 года по МПК E01B9/06 

Наиболее близким техническим решением к изобретению является костыль, содержащий головку и заостренный стержень с распределенными по высоте выемками.

Недостатком известного костыля является низкая надежность крепления им рельса.

Цель изобретения - повышение надежности крепления рельса .путем увеличения сцепления железнодорожного костыля с материалом деталей и снижения концентрации напряжений в теле костыля.

Поставленная цель достигается тем, что в костыле, содержащем головку и заостренный стержень с выемками, каждая из них выполнена в поперечном сечении с монотонно убывающей по кривой линии от острия к головке стрежня глубиной, и углом между касательной к кривой линии и образующей стержня костыля 0,5-30°, причем выемки расположены на тыльной стороне Стержня.

Кроме того, поставленная цель достигается тем, что выемки располагаются на участке длиной 0,2-0,6 длины стержня костыля

со стороны его головки, а наибольшая глубина выемок монотонно убывает к острию от 0,2 до 0,02 ширины стержня,

На фиг. 1 изображен костыль с выемками: на фиг.2 показан процесс забивки костыля в шпалу; на фиг.З изображены усилия в соединениях при забивке костыля до упора в подошву рельса; на фиг.4 показана работа костыля при удержании рельса,

Костыль состоит из головки 1 (фиг.1-4) с тыльной частью 2, стержня 3 с острием 4 и выполненными на стержне выемками 5. Глубина hi (фиг. 1) каждой отдельной выемки монотонно (непрерывно) убывает от острия 4 к головке 1, а наибольшая глубина h2 выемок меняется от максимальной у головки

i .П

(па ) до минимальной (па ), в пределах 0,02-0,20 стороны поперечного сечения стержня 2. Касательная к донной поверхности выемок и образующая стрежня костыля в плане образуют угол а 0,5-30°. Длина стержня костыля равна 1(фиг,1), длина участка стержня, на котором располагаются выемки, составляет (0,2-0,6)L В процессе работы костыль взаимодействует с подо(Л

С

V4 Ю N Ю О 4

швой 6 (фиг.З, 4) рельса 7, скрепляя последний со шпалой 8 (фиг.2-4).

Костыль работает следующим образом.

При забивке костыля в шпалу (фиг.2), материал шпалы деформируется, причем часть этой деформации является упругой. Попадая в выемку 5, материал шпалы упруго расширяется. Однако разрушения материала при его смещении по выемке 5 при забивке не.происходит. Во-первых, вектор .усилия, приходящегося в центр головки 1 костыля, не совпадает с продольной осью симметрии стержня 3 костыля. В результате образуется изгибающий момент Миэг, отклоняющий костыль от вертикального положения и облегчающий внедрение в материал шпалы участка костыля с нанесенными на него выемками. Это объясняется тем, что костыль отклоняется в сторону, противоположную тыльной части 2 головки 1 костыля, и, следовательно, выемки 5 отводятся от материала шпалы; Во-вторых, неблагоприятное воздействие выемок на шпалу ослабляется тем, что глубина каждой выемки убывает монотонно от острия 4 к головке 1 с небольшим углом наклона 0,5- 30°, что образует щадящий режим продвижения материала по выемке 5.

При внедрении костыля в шпалу до упора в подошву 6 (фиг.З) рельса 7 направление изгибающего момента, действующего на костыль, сменяется на противоположное. Это связано с возникновением ответного усилия Р1 со стороны подошвы рельса. Как следствие, костыль отклоняется в направлении тыльной части 2 головки 1, т.е. в сторону участка с выемками 5. Материал шпалы внедряется в выемки 5. Вследствие сопротивления перемещению костыля со стороны шпалы, его изгиб проявляется преимущественно на участке длиной 0,2-0,6 длины стержня 3 костыля со стороны головки 1.

При перекосе рельса, связанном с его отрывом от железнодорожного полотна (фиг.4), со стороны подошвы рельса на костыль действует увеличенное усилие Р , что приводит к увеличенному отклонению костыля в направлении тыльной части 2 головки 1 и улучшенному заполнению выемок 5 материалом шпалы. Поскольку при

этом костыль выдергивается из шпалы, в работу вступают выемки 5, упирающиеся торцевой поверхностью выемок 5 в материал шпалы, заполняющий эту выемку. При этом абсолютно неповрежденный при

забивке костыля материал шпалы работает на срез, и, пока он не будет разрушен, костыль перемещаться не будет, это обстоятельство повышает сопротивление костыля извлечению из шпалы, т.е.

скрепляемость деталей верхнего строения пути железнодорожного полотна.

Использование: в рельсовых прикрепи- телях. Сущность изобретения: костыль для крепления рельса содержит головкуй заостренный стержень с распределенными по высоте выемками, расположенными на тыльной стороне стрежня, причем;каждая выемка выполнена в поперечном сечении с монотонно убывающей по кривой линии от острия к головке глубиной, при этом угол между касательной к указанной кривой линии и образующей стержня равен от 0,5 до .30°. 1 з.п. ф-лы,4 ил.

Форму л а изоб ре тени я 1. Костыль для крепл енйя рельса, содержащий сопряженные по: высоте; головку и заос тренный стержень с распределенными по высоте выемками, от л и чаю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, выемки расположены на тыльйрй стороне стержня, а каждая из них выполнена в поперечном сечении с монотонно убывающей по кривой линии от острия к головке глубиной, при этом угол между касательной к указан5

ной кривой линии к образующей стержня равен 0,5-30°.

Фм.З

ФагА