Рейкове стикове з’єднання

Рейкове стикове з'єднання, у якому рейки, що стикуються, зв'язані одна з одною бічними накладками і поперечними кріпильними елементами, яке відрізняється тим, що торці кожної рейки, що стикуються, виконані вісесиметрично під кутом до подовжньої рейки, а поверхні торців рейок, що стикуються, зворотно симетричні щодо перпендикуляра до подовжньої осі рейок, при цьому довжина L бічної накладки розраховується за формулою L = K-B/tga, Винахід відноситься до пристрою стикових з'єднань рейкового шляху і може бути широко використане в будь-якій галузі промисловості і господарської ДІЯЛЬНОСТІ, що передбачає експлуатацію рейкового транспорту залізничний транспорт, міський комунальний - транспорт (трамвай, метро), внутрішньозаводський транспорт різних підприємств Стикове з'єднання забезпечує з'єднання окремих рейок у єдину полотнину для напрямку коліс рухливого складу при русі Рейки є найголовнішим елементом верхньої будови коли, експлуатуються в широкому діапазоні експлуатаційних температур, безпосередньо сприймають тиску від коліс рухливого складу і забезпечують передачу цих тисків елементам конструкцій, що лежать нижче, шляху, а так само визначають умови експлуатації і рівні експлуатаційних навантажень на елементи конструкцій самого рухливого складу Усі ці умови визначають наступні основні вимоги до стикового з'єднання дженні їм температурного зазору стику, і т д Відомо рейкове стикове з'єднання (авторське посвідчення СРСР № 1783017 від 11 10 90, МПК Е 01 В 11/00, F 16 В 43/00), що виконано з зазором, при, містить стикові накладки, розташовані по обох сторони від рейок і зв'язані один з одним і шейками рейок болтами У цьому з'єднанні торці рейок, що стикуються, знаходяться в площині, розташованої перпендикулярно подовжньої осі рейки Практичне застосування такого стикового з'єднання показало кілька істотних його недоліків Насамперед наявність температурного зазору розриву в шляховій полотнині, утвореного нормально розташованими до осі рейок торцями, приводить до появи значних періодичних ударних навантажень при проходженні через стик коліс рухливого складу Це приводить до інтенсивного зносу самої шляхової полотнини, коліс рухливого складу і його підшипникових вузлів Експлуатація такого стикового з'єднання приводить так само до виникнення значних вібраційних навантажень на кріплення самого стику, що приводить до ослаблення з'єднання елементів стику між собою і з опорними шпалами верхньої будови коли Крім того, наявність таких стиків створює значний опір руху потягів (близько 10% основного опору див Амелін С Е Дановський Л М Шлях і шляхове господарство М , "Транспорт" 1972), що приводить до зниження економічних експлуатаційних показників, а так само не створює, необхідних умов під час переве - у конструкції повинні бути елементи (зазори) для компенсацій сезонних температурних деформацій окремих рейок (подовження, укорочування), - забезпечувати незмінність ширини коли і надійне з'єднання рейок між собою - сприяти пружній переробці динамічних впливів на шлях коліс рухливого складу, - забезпечення мінімальних ударних навантажень на конструкцію рухливого складу при прохо Де В - ширина головки рейки, a - кут симетрії площини зрізу щодо подовжньої осі рейки, К=1,5 3 - експериментальний коефіцієнт ю 00 ю со ю 53585 зення пасажирів і вантажів, що унеможливлює в ряді випадків використання залізничного транспорту Так само, така конструкція рейкового стику є нездоланного технічною перешкодою при проектуванні і створенні швидкісних залізничних магістралей через різке збільшення ударно-динамічних навантажень при підвищенні швидкості руху рухливого складу Найбільш близьким по технічній сутності до винаходу, що заявляється, є рейкове стикове з'єднання, описане в авторському посвідченні СРСР № 1769771 від 14 11 90 МПК Е 01 В 11/24 ВІДПО ВІДНО до відомої конструкції рейки, що списуються, зрізані в плані кососимметрично щодо їхньої подовжньої осі і зв'язані один з одним за допомогою поперечних кріпильних елементів Ця конструкція припускає так само наявність бічних накладок, прикріплюються жорстко до рейок, що стикуються, зазначеними кріпильними елементами, причому довжина накладок L визначається в основному кутом зрізу торців рейка і розраховується по формулі І_= К B/tga(1) де К = 3 6 - експериментальний коефіцієнт, В - ширина головки рейки, a - кут зрізу торця рейки Практичне застосування ідеї конструкції рейкового стику показало його деяку перевагу з описаної раніше конструкції внаслідок того, що при кососиметричному щодоподовжньої осі рейки зрізі його торців усуваються динамічні ударні навантаження при проходженні коліс рухливого складу через стик навіть при наявності температурного компенсаційного зазору Разом з тим кососиметричний зріз торців рейок, що стикуються, визначає досить велику довжину бічних накладок і протяжну зону безпосереднього торцевого зрізу, що конструктивно не скріплюється поперечними кріпильними елементами Ці нескріплені ділянки стику являють собою консольну балку з жорстко затисненим кінцем Тому при експлуатації такого стикового з'єднання істотно зростає амплітуда динамічних впливів від вертикально діючих навантажень і ВІДПОВІДНИЙ прогин нескріпленої ділянки при проходженні колісних пар рухливого складу через стик, що приводить до збільшення силових впливів на опорні шпали і баластовий шар верхньої будови коли, руйнуючи їх, до збільшення зносу і скороченню терміну служби самих рейок, що цілком знижує надійність стику 3 цієї причини не допускається зменшення кута зрізу косого зрізу менш 40°, що було б технічно доцільно для збільшення активної зони переходу коліс з однієї рейки на ІНШІЙ Крім того, ця конструкція стику збільшує загальну вагу залізничого полотнини верхньої будівлі через збільшені розміри бічних накладок, що несприятливо позначається на умовах експлуатації опорних шпал і баластового шару верхньої будови коли, а так само погіршує техніко-експлуатаційні показники через зростання витрат на монтаж і експлуатацію залізничного шляху Технічною задачею пропонованого винаходу є створення такого рейкового стику, який би, поряд з усуненням ударно-динамічних навантажень при проходженні через нього коліс рухливого складу при збільшенні активної зони переходу коліс з однієї рейки на ІНШІЙ, знизив амплітуду динамічних впливів, прогин нескріпленої ділянки і силовий вплив на конструкцію верхньої будови коли, довжину бічних накладок Поставлена технічна задача досягається тим що в конструкції стику, у якій рейки, що стикуються, зв'язані один з одним бічними накладками і поперечними кріпильними елементами, ВІДПОВІДНО до винаходу, торці кожної рейки зрізані вісесиметрично під кутом щодо подовжньої осі цієї рейки, а поверхні торців рейок, що стикуються, зворотньосиметричні щодо перпендикуляра до подовжньої осі рейки, при цьому довжина бічної накладки L визначається по формулі L = K-B/tga, (2) Де К=1,5 З, В - ширина толовки рейки, a - кут симетрії площини зрізу щодо подовжньої осі рейки Виконання таким способом торців рейок, що стикуються, дозволяє збільшити зону переходу коліс через стик зі зменшенням кута а, а за інших рівних умов удвічі зменшити довжину нескріпленої ділянки стику, що ВІДПОВІДНО знижує прогин і амплітуду динамічних напруг у стику, знижує навантаження на конструкцію верхньої будови коли Так само зменшується довжина необхідних для зв'язку рейок, що стосуються, бічних накладок, знижує металоємність монтажу рейкового шляху і вага конструкції стику в цілому В остаточному підсумку всі зміни дозволяють скоротити витрати на монтаж і експлуатацію рейкового шляху при збільшенні надійності і ДОВГОВІЧНОСТІ Сутність винаходу, що заявляється, пояснюється кресленнями, де - на фіг 1 зображений стик у зборі, вид зверху, - на фіг 2 зображений стик з косометричним виконанням торців рейок, що стикуються Пропонований стих рейок утвориться і працює в такий спосіб Перед зборкою торець рейки 1 (див фіг1) виконується по поверхні 2 осесимметрично під кутом а до подовжньої осі 3, а торець рейки, що стикується, 4 виконується по поверхні 5, так само вісесиметрично під кутом а до подовжньої осі 3, але назад симетрично щодо осі 6, перпендикулярної подовжньої осі 3 Стик має температурний зазор 8 величина якого розраховується по відомих залежностях, утвориться за допомогою кріпильних елементів 7 і бічних накладок 8, величина яких розраховувалася по формулі 2 Як видно з креслення, активна зона переходу стику складає величину 21, як і у випадку стику рейок з кососиметричним виконанням торців, що показано на фіг 2 При цьому консольна (незакріплена кріпильними елементами) частина L у стику, що заявляється майже в два рази менше, ніж у стику, зображеного на фіг 2 Унаслідок вищевикладеного, динамічні навантаження і прогини, що розраховуються за схемою консольної балки з жорстко затисненим кінцем, будуть істотно нижче для стику, що заявляється, зображеного на фіг 1 У цьому ж випадку ВДВІЧІ менше необхідна довжина бічних накладок Усе це забезпечує зниження вартості монтажу 5 53585 6 і витрат на зміст рейкової полотнини зі стиками, ність конструкції стику і шляху що заявляються, збільшує надійність і довговіч ft. ФІГ.1 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24