Пристрій для кріплення рейки до шпали

Винахід відноситься до будівництва залізниці, зокрема механізмів кріплення рейки до шпали. Найближчим до заявляемого пристрою по функціональному призначенню і конструктивному виконанню є пристрій, який описано в заявці України № 99031627 від 23.03.1999, опубл. 16.10.2000., Б. №5. Відомий пристрій включає в себе пружну клему, що взаємодіє з підошвою рейки через ізолятор, та закріплений в бетонній шпалі анкерний вузол головка якого виконана з пазами нахиленими до підошви рейки для фіксації кінців пружної клеми, а на зовнішній поверхні головки утворена напрямна, яка з верхніми поверхнями пазів утворює клин для розведення кінців клеми і частини, яка взаємодіє з підошвою рейки. Однак таке конструктивне виконання пристрою з прохідними наскрізь пазами в анкерній голівці для фіксації з допомогою зачинів кінців пружної клеми значно зменшує контактну площину з ізолятором, що призводить до зниження довговічності ізолятора. В основу винаходу поставлено задачу в пристрої для кріплення рейки до шпали шляхом зміни конфігурації головки анкерного вузла збільшити площу контакту ізолятора з анкером і таким чином збільшити термін дії ізолятора. Технічний результат полягає в збільшенні площі контакту ізолятора з торцевою поверхнею головки анкерного вузла, та в забезпеченні фіксування клеми від зміщень в процесі її динамічних коливань. Досягнення його в пристрої для кріплення рейки до шпали, який включає пружну клему, що через ізолятор спирається робочою частиною на підошву рейки, та закріплений в бетонній шпалі анкерний вузол, головка якого виконана з пазами для фіксації кінців пружної клеми і з поверхнею, утвореною двома нахиленими одна до одної площинами, причому площина, яка розташована ближче до підошви рейки виконана низхідною, а суміжна з нею - висхідною, пази в головці анкера виконано з торцевими стінками, які разом з торцевою поверхнею утворюють єдину контактну площину, а верхні внутрішні частини самих пазів утворені нахиленими одна до одної суміжними поверхнями, причому на тих, які розташовані ближче до підошви рейки, розміщені загнуті доверху кінці пружної клеми. До того ж, кути нахилу суміжних площин одна до одної складає 145-176°. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак винаходу і технічним результатом полягає в тому, що пази виконано глухими, тобто з торцевими стінками. За рахунок нього утворюється єдина контактна площина значно більшої (в порівнянні з прототипом) площі. А збільшення площі контакту ізолятора з торцевою поверхнею анкера суттєво зменшує контактні напруги між ними, що обумовлює усунення руйнування ізолятора (який виконується з полімерних матеріалів). Крім того, утворення верхніх частин внутрішніх пазів, нахиленими один до одної суміжними площинами, в одній з яких - розташованій ближче до підошви рейки - розміщений загнутий до верху кінець пружної клеми, обумовлює надійну фіксацію пружної клеми в пазах анкерної голівки. А виконання кутів нахилу між висхідною і низхідною площинами і кутів нахилу суміжних поверхонь одна до одної у верхніх внутрішні х частинах пазів в межах від 145° до 176° оптимізує надійність фіксації клеми і зусилля монтажу клеми. Винахід ілюструється кресленнями, де: на фіг. 1 - показаний загальний вигляд заявляемого пристрою; на фіг. 2 - вид зверху; на фіг. 3 - вид анкерного вузла; на фіг. 4 - схематичне відображення поверхонь анкерного вузла з суміжними поверхнями. На фіг. 1 і 2 позицією 1 відзначено рейку, позиція 2 - підошва рейки, позиція 3 - пружна прокладка, позиція 4 залізобетонна шпала, позиція 5 - анкерний вузол з головкою, позиція 6 - нижня частина анкерного вузла, позиція 7 - головка анкерного вузла, яка має на кожній з бокових сторін по одному тупиковому пазу 8 (фіг. 3), розміщеному під прямим кутом до рейки, а верхня поверхня його утворена двома нахиленими одна до одної площинами, "9" і "10" під кутом 145°-176°, передня „9" низхідна під кутом " a " до поверхні шпали (наприклад 2°15°), задня „10" яка розташована ближче до підошви рейки 2, висхідна під кутом " l " (наприклад 2°-20°). Верхня поверхня "11" головки 7 виконана в формі направної поверхні, яка утворена площинами "12" і "13" нахиленими одна до одної під кутом 145°-176°. Передня площина "12" висхідна нахилена до поверхні шпали під кутом " b " (наприклад 2°-15°), а задня "13" під кутом " g " (наприклад 2°-20°). Поверхні "9" і "12" та "10" і "13" (фіг. 3, 4) утворюють ромбовидну фігур у для розведення і фіксації опорних частин 14 з загнутими доверху кінцями 15 пружної клеми 16 (фіг. 1 і 2) з прижимом 17, який через ізолятор 18 тисне на підошву 2 рейки 1. Пристрій пружний для кріплення рейки до шпали монтується таким чином: на залізобетонні шпали 4 через пружну прокладку 3 встановлюють поміж анкерних вузлів 5 рейку 1, на підошву 2 кладуть по одному ізолятору 18 з кожної сторони рейки 1. Опорні частини 14 клеми 16 заводяться в пази 8 анкерного вузла 5 таким чином щоб прижим 17 розмістився на поверхні "12". Далі за допомогою спеціального пристрою пружна клема 16 переміщується до ти х пір поки прижим 17 не займе крайнє положення на ізоляторі 18 (фіг. 1 і 2), при цьому розведений прижим 17 з опорними частинами 14 клеми 16 за допомогою поверхонь "9" та "12" прижимає через ізолятор 18 підошву 2 рейки 1, а загнути доверху кінці 15 клеми 16 розміщуються на поверхні "10" анкера 5, при цьому нахилені поверхні "10" та "13" забезпечують фіксацію клеми 16 від її зміщень при коливаючих навантаженнях від потягів. Випробування дослідного зразка показали, що оптимальна величина кутів " g " та " l " знаходяться (при однакових параметрах пружинної клеми - матеріал, діаметр) - в межах 2°-20°. При збільшенні кутів " g " і " l " зменшується вірогідність зміщення клеми з ізолятора, тобто з підошви рейки в результаті проходу потягів, але при цьому зменшуються товщини ізолятора і головки анкера, що зменшує їх міцність та довговічність; та навпаки при зменшенні кутів " g " і " l " зростає міцність ізолятора та головки анкера і з’являється вірогідність зміщення клеми з підошви рейки в процесі її динамічних коливань. Кути " b " та " a " як і в прототипі впливають на зусилля монтажу клеми. Оптимальний кут на хилу між висхідними і низхідними площинами лежить в межах 145°-176°. Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4