Рейкове стикове з’єднання

Винахід відноситься до рейкових шля хів, стосується рейкових стикових з'єднань, що розташовані на твердій основі, і може бути використаний в залізничному і трамвайному транспорті, в метро. Основними елементами рейкових стикових з'єднань являються стикові накладки, що розташовані з обох сторін від рейок, і з'єднувальні елементи в вигляді болтів з гайками і шайб. В рейках старих типів застосовують плоскі (пластинчасті), кутикові і двохкутикові (фартухові) стикові накладки. В рейках типу Р43 і важче застосовують плоскі двохголові стикові накладки, які виготовлені із сталей високої якості, що загартовані на підвищену твердість (ДСТ СРСР 8193-73 - «Накладки двохголові до рейок типів Р65 і Р75», ДСТ СРСР 19127-73 - «Накладки двохголові до рейок типу Р43», ДСТ СРСР 19128-73 - «Накладки двохголові до рейок типу Р50»). Недоліками цих стикових накладок являється те, що вони не забезпечують пружного з'єднання торців рейок в повному діапазоні робочих навантажень, внаслідок чого знижується надійність рейкового стикового з'єднання через самовідкручування болтів під впливом вібрації. Частково ця проблема вирішується застосуванням стикових накладок з пружними елементами. Як аналог вибране рейкове стикове з'єднання (авторське свідоцтво СРСР №1791491, МКВ5 Е01В11/06, пріоритет 22.01.90), в якому стикові накладки розташовані з обох сторін від рейок. Через співвісні отвори в рейках і стикових накладках пропущені з'єднувальні пальці, які виконані в вигляді пружних гофрованих пластин Uобразної форми з відігнутими в різні сторони кінцями, що контактують з бічною поверхнею однієї стикової накладки. На протилежних кінцях пружних пластин виконані петлі, через які пропущені фіксатори, що взаємодіють з бічною поверхнею іншої стикової накладки. Зборку рейкового стикового з'єднання здійснюють таким способом. На рейки, що примикають друг до друга торцями з компенсаційним зазором, з обох сторін накладають стикові накладки і через співвісні отвори в рейках і стикових накладках пропускають пружні пластини U-образної форми з відігнутими в різні сторони кінцями. Через петлі пружних пластин пропускають фіксатори. Завдяки деформуванню гофрів пружних пластин забезпечується підтискання накладок до рейок. Розбирання рейкового стикового з'єднання виконують в зворотному порядку. Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і аналога являються: рейкове стикове з'єднання, що містить стикові накладки, які розташовані з обох сторін від рейок і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок. Розглянуте рейкове стикове з'єднання не забезпечує пружне з'єднання торців рейок в повному діапазоні робочих навантажень через обмеженість пружних властивостей пружної пластини з гофрами, що застосована як з'єднувальний елемент. В результаті чого при підвищених навантаженнях розглянуте рейкове стикове з'єднання працює як жорстке, що знижує його надійність. Як аналог також вибране рейкове стикове з'єднання (патент Російської Федерації №2052566, МКВ6 Е01В11/06, пріоритет 05.03.91). Рейкове стикове з'єднання містить стикові накладки, які розташовані з обох сторін від рейок і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок, засіб кріплення накладок щодо рейок. Засіб кріплення містить в собі, принаймні, один гнучкий скобоподібний зв'язок, що пропущений своїми гілками крізь співвісні отвори, які виконані в шиях рейок і в накладках симетрично щодо площини стику. Скобоподібний зв'язок зафіксований стопором і виконаний з двох зв'язаних між собою частин w-образної форми, послідовно пропущених своїми рівнобіжними гілками через зазначені співвісні отвори назустріч один одному. При цьому кінці гілок скобоподібного зв'язку розташовані співвісно і виконані з петлями, через які пропущені подовжні клини. Зборку рейкового стикового з'єднання здійснюють таким способом На рейки, що примикають друг до др уга торцями з компенсаційним зазором, з обох сторін накладають стикові накладки. Через отвори в рейках і стикових накладках пропускають гнучкий зв'язок. Після цього з боку однієї стикової накладки в петлю, що утворена гнучким зв'язком, вставляють штир. З боку іншої стикової накладки на петлю, що утворена гнучким зв'язком, попередньо надягають шайбу, забивають в петлю клин, який фіксують відгинанням шайби. При забиванні клина гнучкий зв'язок, натягаючись, щільно притискає накладки до рейок. Для демонтажу рейкового стикового з'єднання необхідно вибити клин, попередньо розігнувши шайбу, і зняти гнучкий зв'язок. Далі демонтаж рейкового стикового з'єднання виконують в зворотному порядку. Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і аналога являються: рейкове стикове з'єднання, що містить стикові накладки, які розташовані з обох сторін від рейок і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок. Застосування гнучкого скобоподібного зв'язку в якості з'єднувального елемента в розглянутому рейковому стиковому з'єднанні забезпечує пружне з'єднання торців рейок в межах, що обмежені пружними властивостями скобоподібного зв'язку. В результаті чого по мірі зносу елементів рейкового стикового з'єднання відбувається ослаблення затягування кріпильних деталей, знижується надійність рейкового стикового з'єднання. Як прототип вибране рейкове стикове з'єднання (патент Російської Федерації №2128748, МКВ6 Е01В11/00, пріоритет 02.08.96). Рейкове стикове з'єднання містить стикові накладки, що розташовані з обох сторін від рейок, з'єднувальні елементи, які пропущені крізь співвісні отвори, що виконані в шейках рейок і стикових накладок. Стикові накладки контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок. З'єднувальні елементи виконані в вигляді болтів з гайками, на болтах розташовані пружинні елементи в вигляді пакетів тарілчастих пружин, в яких бічні поверхні мають криволінійну форму. Зборку рейкового стикового з'єднання здійснюють таким способом На рейки, що примикають друг до др уга торцями з компенсаційним зазором, з обох сторін накладають стикові накладки. На болти надягають пакети тарілчастих пружин. Болти пропускають через співвісні отвори, що виконані в шейках рейок і в стикових накладках. На болти нагвинчують гайки до створення монтажного навантаження. При цьому відбувається щільне з'єднання стиків рейок. Розбирання рейкового стикового з'єднання виконують в зворотному порядку. Загальними ознаками технічного рішення, що заявляється, і прототипу являються: рейкове стикове з'єднання, що містить стикові накладки, які розташовані з обох сторін від рейок і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок, а також болтові з'єднання рейок і стикових накладок. Розглянуте рейкове стикове з'єднання не забезпечує пружне з'єднання торців рейок в повному діапазоні робочих навантажень, тому що його пружні властивості обмежені пружними властивостями тарілчастих пружин. В результаті чого при підвищених робочих навантаженнях відбувається ослаблення затягування кріпильних деталей по мірі зносу робочих поверхонь стикових накладок, знижується надійність рейкового стикового з'єднання. В основу винаходу поставлена задача удосконалення рейкового стикового з'єднання, в якому за рахунок конструктивних особливостей його виконання забезпечується пружне з'єднання торців рейок в повному діапазоні робочих навантажень, в результаті чого запобігається ослаблення затягування кріпильних деталей по мірі зносу елементів рейкового стикового з'єднання, підвищується надійність з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що в рейковому стиковому з'єднанні, що містить стикові накладки, які розташовані з обох сторін від рейок і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок, а також болтові з'єднання рейок і стикових накладок, відповідно до винаходу, кожна стикова накладка виконана в вигляді пружної пластини з верхньою і нижньою полицями, які відігнуті назовні під ухилом, що перевищує ухил нижньої грані голівки і верхньої поверхні підошви рейки. Перераховані ознаки складають сутність винаходу. Причинно-наслідковий зв'язок істотних ознак з технічним результатом пояснюється наступним Завдяки тому, що рейкове стикове з'єднання містить стикові накладки, які розташовані з обох сторін від рейок і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок, а також болтові з'єднання рейок і стикових накладок, що кожна стикова накладка виконана в вигляді пружної пластини з верхньою і нижньою полицями, які відігнуті назовні під ухилом, що перевищує ухил нижньої грані голівки і верхньої поверхні підошви рейки, забезпечується пружне з'єднання торців рейок в повному діапазоні робочих навантажень. В момент удару колеса об приймаючий кінець рейки відбувається переміщення рейок в зоні стику. По мірі зносу елементів рейкового стикового з'єднання, зокрема робочих поверхонь стикових накладок, збільшуються осьові навантаження на болти, відбувається їх самовідкручування. Пропонована накладка працює як клин по всій довжині, забезпечуючи пружне з'єднання торців рейок в повному діапазоні робочих навантажень. Відбувається це внаслідок пружних властивостей стикових накладок, які розпирають, що виконані в вигляді пружних пластин з верхніми і нижніми полицями, які в ненавантаженому стані відігнуті назовні під ухилом, що перевищує ухил нижніх граней голівок і верхніх поверхонь підошов рейок і дорівнює 1/4. До того ж пружні пластини виконані з петлеподібними вигинами в місцях відгину полиць, що підвищує пружні властивості стикових накладок. При збиранні рейкового стикового з'єднання стикові накладки змінюють свою форму - зменшується ухил відігнутих назовні верхніх і нижніх полиць, і стискуються петлеподібні вигини пружних пластин, які розпирають як клин нижні грані голівок і верхні поверхні підошов рейок. При затягуванні болтів стикові накладки, що знаходяться в напруженому стані, працюють як пружини в повному діапазоні робочих осьових навантажень - до 6 тонн, забезпечуючи пружне з'єднання торців рейок, що запобігає ослабленню затягування кріпильних деталей, підвищує надійність рейкового стикового з'єднання. Нижче приводиться докладний опис рейкового стикового з'єднання з посиланням на креслення, на яких схематично зображене: на фіг.1 - рейкове стикове з'єднання, загальний вид; на фіг.2 - рейкове стикове з'єднання, вид збоку. на фіг.3 - рейкове стикове з'єднання, вид збоку без затягування болтів. Рейкове стикове з'єднання містить стикові накладки 1, 2, які розташовані з обох сторін від рейок 3, 4 і контактують з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок 3, 4, а також болтові з'єднання рейок 3, 4 і стикових накладок 1, 2, що включають болти 5 і гайки 6. Кожна стикова накладка 1, 2 виконана в вигляді пружної пластини з верхньою і нижньою полицями, які відігнуті назовні під ухилом, що перевищує ухил нижньої грані голівки і верхньої поверхні підошви рейки 1, 2. Пружні пластини виконані з петлеподібними вигинами в місцях відгину полиць пружних пластин. Зборку рейкового стикового з'єднання виконують таким способом На рейки 3, 4, що примикають друг до друга торцями з компенсаційним зазором, з обох сторін накладають стикові накладки 1, 2. Болти 5 вставляють в співвісні отвори, виконані в шейках рейок 3, 4 і в стикових накладках 1, 2. Болти 5 закручують гайками 6. При закручуванні гайок 6 відігнуті назовні верхні і нижні полиці стикових накладок 1, 2 зменшують свій ухил і входять в стискання з нижніми гранями голівок і верхніми поверхнями підошов рейок 3, 4, відбувається щільне пружне з'єднання стиків рейок 3, 4. Демонтаж рейкового стикового з'єднання виконують таким способом Відгвинчують гайки 6. Із співвісних отворів виймають болти 5. З рейок 3, 4 забирають стикові накладки 1, 2. При використанні запропонованого рейкового стиковою з'єднання, що працює при осьових робочих навантаженнях на болт до 5-6 тонн, значно знижуються витрати на утримування і ремонт шляху. До того ж, при використанні запропонованого рейкового стикового з'єднання виключається необхідність в застосуванні пружинних шайб, що також знижує вартість шля ху.