Рейкове стикове струмонесуче з’єднання

Винахід відноситься до залізничного транспорту, а саме, до верхньої будови колії і поширюється на з'єднувач рейковий стиковий пружний, призначений для електричного з'єднання рейок між собою в рейковій лінії на ділянках залізниць з автономною і електричною тягами. Відомий стиковий з'єднувач, що містить трос, кінці якого установлені в стальні манжети і з'єднані між собою шляхом зварювання, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить трос, кінці якого установлені в манжети рядом з кінцями першого троса та з'єднані з манжетами зварюванням, при цьому відношення між загальною площею поперечного перерізу тросів, площею місця зварки манжети з тросами і площею місця приварки манжети до бокової поверхні головки рейки складає 1:(1,50-1,57):(1,9-2,2) відповідно, при цьому троси виконані із сталі, а їх кінці обтиснені манжетами поперечними лініями конусного профілю (Свідоцтво Російської Федерації на корисну модель №22480, кл. Е01В11/00, Заявл. 25.07.01, Опубл. Бюл. №10, 2002). Проте в процесі приварювання манжети до бокової поверхні головки рейки, в ній порушується внутрішня структура металу під впливом нагріву, що призводить до її передчасного спрацювання. Відомі з'єднувачі із мідного тросу довжиною 200мм, перерізом не менше 70кв.мм, які застосовуються на ділянках електротяги постійного струму і перерізом 50кв.мм - на ділянках змінного струму, які приварюються до неробочої грані головки рейки (Інструкція по устрою та утриманню колії залізниць України / E.I. Даниленко, A.M. Орловський, А.П. Татуревич та інші. -К.: Транспорт України, 1999 - с.25, рис2.10 в). Незважаючи на поліпшення проходження струму через мідний трос, загальним недоліком обох аналогів є місцевий нагрів головки рейки, що сприяє її руйнуванню в районі стика. Найбільш близьким до запропонованого винаходу по технічній сутності і досягаємому результату (прототип) є рейкове стикове з'єднання, що містить стикові накладки, розміщені по обидві сторони від рейок та засіб кріплення накладок відносно рейок, які включають в себе у всякому разі одне гнучке скобоподібне сполучення, пропущене своїми гілками через співвісні отвори, виконані в шийках рейок та накладках симетрично відносно площини стика і зафіксоване стопором, яке відрізняється тим, що зазначене сполучення виконано із двох спряжених між собою спільною гілкою частин w -подібної форми, послідовно пропущених своїми паралельними гілками через зазначені співвісні отвори зустрічне одне одному, при цьому кінці сполучення розміщені сосно та виконані з петлями, через які пропущені поздовжні клини. (Патент Росії №2052566, кл. Е01В11/06, Опубл. Бюл. №2, 1996). Запропонована конструкція рейкового стикового з'єднання складна, схильна до відхилення геометричних параметрів та пошкодження в експлуатації під впливом високих динамічних навантажень , що здорожує їх технічне обслуговування, обумовлює високі витрати на поточне утримування колії. В основу винаходу поставлено завдання удосконалення рейкового стикового струмонесучого з'єднання, в якому шляхом зміни конструкції пружинного з'єднувача, забезпечується збільшення контактної площини та відведення тепла і за рахунок цього збільшується термін експлуатації і надійність роботи рейкового з'єднання. Поставлене завдання вирішується тим, що в рейковому стиковому струмонесучому з'єднанні, що містить стикові накладки розміщені по обидві сторони від з'єднувальних рейок, засоби кріплення накладок відносно рейок та пружний з'єднувач, відповідно до винаходу, з'єднувач виконано із металевої смуги трапецевидного перерізу, в якому, на визначеній відстані від осі симетрії, виконані вигини, спрямовані опуклістю вниз, які переходять з однієї сторони в прямолінійні дільниці вільних кінців, а з другої - сполучені через похилі прямолінійні дільниці з середньою частиною, твірна якої розміщена вище прямої, яка проходить через сполучення вигинів розміщених збоку вільних кінців з утворенням гострого кута між напрямною вільних кінців та прямою, при цьому лінія сполучення дільниць профілю з'єднувача розміщена в одній площині, при цьому на середній частині з'єднувача, по його осі симетрії виконана лунка, поперечний переріз якої сумірний з величиною стикового проміжку суміжних рейок, а верхня поверхня вільних кінців та середньої частини з'єднувача виконані з сітчатим рифленням. Завдяки силам пружності з'єднувача, який прагне розтиснутися, збільшується коефіцієнт тертя між шийкою рейки та контактною поверхнею з'єднувача, чим забезпечується надійний електричний контакт між з'єднувачем та стиковими рейками. Завдяки тому, що середня частина, а також вільні кінці виконані підпружиненими із значною контактною поверхнею, що сприяє ефективному відведенню тепла. Виконання лунки на середній частині з'єднувача забезпечує запобігання пошкодженню поверхні, яка контактує з гранями стика з урахуванням температурних перепадів, що впливають на зміну проміжку стика. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де: - на фіг.1 зображено загальний вигляд з'єднувача; - на фіг.2 - переріз А-А фіг.1; - на фіг.3 - вид зверху; - на фіг.4 - загальний вигляд рейкового з'єднання; - на фіг.5 - переріз Б-Б фіг.4. Рейкове стикове струмонесуче з'єднання включає розміщені по обидві сторони від рейок 1 і 2 стикові накладки 3 та рейковий з'єднувач 4, виконаний із металевої смуги трапецевидного перерізу. З'єднувач 4 в вихідному стані містить два вигини 5 і 6, розміщені симетрично відносно осі симетрії, спрямовані опуклістю вниз. Гілки вигинів переходять з однієї сторони в прямолінійні дільниці вільних кінців 7, а з другої - сполучені через похилі прямолінійні дільниці з середньою частиною 8. На вільних кінцях з'єднувача розміщені отвори 9 для розміщення стикових болтів 10. Отвори виконані у вигляді еліптичного овалу. Твірна середньої частини з'єднувача розміщена вище від прямої 11, яка проходить через сполучення кожного вигину, розміщеного збоку вільних кінців 7. Напрямна кожного вільного кінця та пряма 11 утворюють гострий кут a. При цьому лінія сполучення дільниць з'єднувача 4 розміщена в одній площині. На середній частині 8 по осі симетрії з'єднувача 4 по ширині смуги виконана лунка 12, поперечний переріз якої сумірний з величиною стикового проміжку суміжних рейок. Верхня поверхня вільних кінців та середньої частини з'єднувача виконані з сітчатим рифленням 13. Запропоноване рейкове стикове з'єднання складають таким чином. Пружний рейковий з'єднувач 4 розміщують в поздовжньому заглибленні сполученої поверхні двоголової накладки 3 і в отвори 9 з'єднувальних елементів вводять стикові болти 10. На стикові болти 10 накручують гайки до створення монтажного навантаження, при цьому з'єднувач 4 взаємодіє з однієї сторони з внутрішньою поверхнею накладки 3, а з другої - з шийкою рейки. В процесі навантаження з'єднувач 4 змінює свою форму деформується та розсовується в еліптичних отворах по його довжині та створює необхідний тиск на стикові накладки, забезпечуючи при цьому необхідне постійне закріплення рейки 1 до рейки 2. Цей пружний рейковий з'єднувач забезпечує проходження струму трьома контактними поверхнями та виконує задані функції без пошкоджень при пропуску номінального змінного тягового струму 150А і 1000А постійного струму, при цьому температура рейок, накладок та болтів не перевищує температуру навколишнього повітря 35°С більш ніж на 30°С. Запропонована конструкція рейкового стикового струмонесучого з'єднання підвищує безпеку експлуатації рейкової колії та забезпечує безперебійну роботу схеми автоматизації і сигналізації, підвищує надійність та знижує витрати праці на експлуатацію електричних з'єднань стикової колії. По даному технічному рішенню розроблена технічна документація на дослідну партію. Замовником та споживачем цієї продукції є залізниці України.