Рейкове скріплення для колії на залізобетонній основі

Винахід відноситься до залізничного будівництва, зокрема до верхнього спорудження залізничної колії, і може бути використаний для оснащення рейкових скріплень безстикової колії на бетонних шпалах пружинними сталевими клемами. Відомо рейкове скріплення для колії на залізобетонній основі, що містить підрейкову прокладку, а також розташовану під нею підкладку з ребордами і загнутими кінцями, під якою розміщена пружна прокладка, причому в підкладці і пружній прокладці виконані співвісні отвори, через які пропущені анкерні болти із встановленими на них пружинними клемами, електроізолюючими втулками, притискними шайбами і гайками, яке відрізняється тим, що в нього введена під кожну електроізолюючу втулк у скоба, взаємодіюча з пружинною клемою, яка виконана з пруткового матеріалу П-подібної у плані форми з відігнутими усередину і до полиці кінцями й охоплює реборду підкладки, при цьому полиця взаємодіє з рейкою, а протилежні полиці ділянки гілок клеми контактують з відігнутим кінцем підкладки, причому кожна реборда підкладки має постійний поперечний переріз по всій ширині підкладки (Патент Росії №2185471, кл.Е01В9/48, Заявл. 13.07.99, Опубл. Бюл. №20, 2002). Недоліком цього рейкового скріплення є те, що воно не забезпечує необхідну пружність і зусилля притиснення рейки до підкладки при зміні положення рейки по висоті в умовах високих осьових навантажень на рейку. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, (прототип) є широко використовуване за кордоном кріплення рейок фірми Фосло-Верке Гмбх (Німеччина), яке змонтоване на бетонних шпалах, розташоване по обидві сторони від рейки в зонах його фіксації, що містить прокладку і розташований з кожної сторони рейки пружний натяжний затискач із сортової сталі S-подібної форми в плані, ділянки зовнішніх пліч якого спрямовані один до другого вільними кінцями, які закінчуються зовні внутрішніх пліч, при цьому середня частина затискача вигнута вверх щодо двох бічних частин і розміщена з зазором над підошвою рейки, а в положенні попереднього монтажу - прилягає своєю внутрішньою стороною до стрижня шур упа, яке відрізняється тим, що підкладка виконана з трьох частин - центральної і двох суміжних до неї бічних, кожна з яких закріплена на шпалі зазначеним шурупом, при цьому центральна розміщена безпосередньо під підошвою рейки, а кожна що примикає являє собою вигнуту у вигляді куточка пластину, вертикальна полиця (ребро) якої розташована паралельно підошві рейки і прилягає до останньої і центральної частини підкладки, а горизонтальна полиця виконана на кінці з увігнутою ділянкою, що розміщена у виїмці шпали, і з поглибленням для розміщення затискача, причому вертикальна полиця (ребро) виконана з двома направляючими жолобами, розташованими перпендикулярно підошві рейки, і з паралельними підошві рейки виїмками або пластмасовими упорами, при цьому в положенні попереднього монтажу вільні кінці затискача розміщені в виїмках або встановлені в контакті з упорами, а в змонтованому положенні вертикальна полиця забезпечує прилягання кінців затискача до підошви рейки, а внутрішні плечі затискача введені в зазначені жолоби, при цьому вн утрішні плечі затискача в зоні переходу в зовнішні ділянки вигнуті назустріч один одному з можливістю охоплення стрижня рейкового шурупа (Патент Росії №1831542, кл. Е01В9/48, заявл. 01.06.90 Опубл. Бюл. №28, 1993). Недоліком зазначеної конструкції вузла кріплення рейок є недостатня експлуатаційна надійність при підвищених осьових навантаженнях на рейку, обмежене зусилля притиснення рейки до підкладки одним шурупом, а також неможливість регулювання ширини колії. В основу винаходу поставлено завдання удосконалення конструкції рейкового скріплення, у якому за рахунок створення клеми рейкового скріплення для колії на залізобетонній основі, нова форма її виконання і необхідне співвідношення розмірів ділянок клеми, дозволила б забезпечити достатнє зусилля притиснення рейки до опор при підвищених швидкостях рухомого складу при раціональному розподілі навантажень на кріпильні гнізда шпал, і за рахунок цього підвищити надійність кріплення рейки до залізобетонної шпали, забезпечити тривале збереження стабільності розмірів ширини рейкової колії і її регулювання. Поставлене завдання вирішується тим, що рейкове скріплення для колії на залізобетонній основі, розміщене в поглибленні шпали по обидві сторони від рейки в зонах його фіксації, що містить прокладку і дві електроізолюючі бічні підкладки, закріплені на шпалі, вертикальна полиця яких розташована паралельно підошві рейки і прилягає до неї, а горизонтальна - виконана на кінці з увігнутою ділянкою і поглибленням для розміщення пружинної клеми, виконаної з прутка і змонтованої на підрейковій основі за допомогою рейкових шур упів, відповідно до винаходу, у кожній підкладці виконано по два отвори, соосно отворам у шпалі, для установки рейкових шур упів, розміщених паралельно відносно поздовжньої осі рейки, а пружинна клема має дві петлі, утворені вільними кінцями, що охоплюють рейкові шур упи; при цьому петлі розміщені усередині дугоподібної зони зовнішньої гілки і рознесені в похилій площині по обидві сторони від вертикальної площини симетрії клеми, причому суміжні внутрішні гілки кожної петлі в зоні переходу до опорних ділянок, установлених у поглибленні підкладки, вигнуті назустріч одна одній, а зовнішня гілка виконана з опуклим по довжині зовнішнім профілем із прямолінійною центральною ділянкою, що контактує з підошвою рейки, а кожна петля має внутрішній проріз, ширина якого сумірна з діаметром шурупа, а довжина - більша його ширини, при цьому напрямок граничних гілок по довжині прорізу перпендикулярний подовжній осі рейки, а відстань між віссю шур упа і твірною гілки, що контактує з підошвою рейки, менша відстані від твірної опорних ділянок протилежного плеча клеми до осі шурупа. Кожна пружна клема встановлена на залізобетонній шпалі за допомогою двох шур упів, що дозволяє раціонально розподілити навантаження на кріпильні гнізда шпал, підвищити надійність кріплення рейки і запобігти розтріскуванню шпали в місцях установки шурупів. Конструкція вузла рейкового скріплення забезпечує достатній пружний хід рейки за рахунок деформацій вигину і кручення пруткового матеріалу, з якого виготовлена пружинна клема, що значно знижує динамічні навантаження при експлуатації. Розташування опорних пліч, по обидві сторони прямої, що проходить через осі шурупів однієї клеми, дає можливість досягти пружності клеми, за рахунок припустимого її переміщення при прослаблених шурупа х усередині прорізу кожної петлі, у напрямку перпендикулярному поздовжньої осі рейки, при цьому відстань від осі шурупів до опорної ділянки клеми з боку підошви рейки, менше відстані від осі шурупа до опорних ділянок протилежного плеча. Оскільки середня частина клеми в змонтованому положенні нерухома, то обрані відстані дозволяють одержати необхідну пружність клеми і величину зусилля гілок клеми опорних поверхонь. Для забезпечення регулювання рейкової колії по ширині, передбачено виконання електроізолюючих підкладок декількох типорозмірів, у яких відстані від центра отвору в них до вертикальної полиці, що прилягає до рейки, виконані різної довжини. Запропонована конструкція рейкового скріплення використовується в скріпленнях без підкладок і дозволяє поліпшити умови роботи при кріпленні рейок до шпали за рахунок спрощення установки в робоче положення клеми при ослабленому затягуванні рейкових шур упів, поліпшує фіксацію клеми за рахунок установки двох рейкових шур упів, підвищує експлуатаційну надійність залізничної колії і дозволяє використовувати його для високошвидкісних магістралей. Сутність винаходу пояснюється кресленнями, де - на фіг.1 показано поперечний переріз по профілю рейки запропонованого рейкового скріплення; - на фіг.2 - вид у плані; - на фіг.3 - переріз А-А фіг.1. Рейкове скріплення містить залізобетонну шпалу 1 із заглибленою в ній плоскою поверхнею рейкової площадки 2 і паралельними рейці 3 скошеними бічними стінками 4. Рейка встановлена на прокладці 5, а роль обмежника поперечного переміщення рейки виконують дві електроізолюючі підкладки 6, вертикальна полиця 7 яких розташована паралельно підошві рейки і прилягає до неї. Протилежна стінка підкладки виконана на кінці з увігн утою ділянкою 8, тому що нижня поверхня підкладки профільована відповідно до форми заглибленої верхньої поверхні шпали. У кожній підкладці 6 виконані по два отвори, соосно отворам у шпалі, що розташовані паралельно поздовжньої осі рейки і служать для установки рейкових шур упів 9. Нижня частина шурупів 9 вільно загвинчена в дюбель 10 на всю довжину його різьблення. Верхня поверхня підкладки має поглиблення для розміщення пружинної клеми 11 і плоску стовщен у середню частину, у якій розміщені отвори під шурупи 9. Пружинна клема 11 має дві петлі 12, утворені вільними кінцями 13 і 14, що охоплюють рейкові шур упи 9. Петлі 12 розташовані усередині дугоподібної зони зовнішньої гілки 15 і рознесенів похилій площині по обидві сторони від вертикальної площини симетрії 16 клеми. Суміжні внутрішні гілки 17 і 18 кожної петлі в зоні переходу до опорних ділянок 19 вигнуті назустріч одна одній, а зовнішня гілка 15 виконана по довжині з опуклим зовнішнім профілем. Зовнішня гілка 15 у плані, має прямолінійну ділянку 20, що контактує з підошвою рейки. Кожна петля 12 має внутрішній проріз, ширина якого сумірна з діаметром рейкового шурупа, а довжина - більша його ширини, при цьому напрямок граничних гілок по довжині прорізу, перпендикулярний поздовжній осі рейки. Клема виконана таким чином, що відстань між віссю шурупа і твірною прямолінійної дільниці зовнішньої гілки, яка контактує з підошвою рейки, менше відстані від твірної опорних ділянок протилежного плеча клеми до осі шур упа. Монтаж скріплення здійснюється таким чином. На плоску поверхню рейкової площадки 2 розміщують еластичну прокладку 5, на яку встановлюють рейку 3. Потім розкладають ізолюючі підкладки 6 таким чином, щоб вертикальна полиця 7 контактувала з підошвою рейки, а розміщена із протилежної сторони підкладки увігнута ділянка 8 була сполучена зі стінкою поглиблення в шпалі, при цьому отвори в підкладці і шпалі збігаються. Після цього встановлюють клеми 11 по обидві сторони рейки З, затягнуті шурупами з невеликим зусиллям, таким чином, що опорні ділянки клеми спираються на верхню увігнуту ділянку 8 підкладки, а прямолінійна ділянка не виступає за межі вертикальної полиці 7, при цьому клема зсунута в петлях у крайнє положення щодо рейкових шурупів 9. Після закінчення попереднього монтажу, насувають клеми в робоче положення, при якому прямолінійна ділянка 20 зовнішньої петлі 15 клеми взаємодіє з підошвою рейки, а опорна ділянка протилежного плеча - з увігнутою ділянкою 8 підкладки. Затягують рейкові шур упи до моменту контакту петель клеми зі стовщеною середньою частиною підкладки. Запропонована конструкція забезпечує підвищення надійності роботи рейкового скріплення та стабільності притиснення рейки до підрейкової опори при зміні положення рейки під осьовим навантаженням рухомого складу. На даний період розроблено робочу документацію на дослідний зразок та заплановано виготовлення дослідної партії скріплення для потреб Укрзалізниці.