Поздовжнє стикове рейкове з’єднання

Реферат: UA 85451 U UA 85451 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв стикових з'єднань рейкового шляху і може бути широко використана в будь-якій галузі промисловості і господарської діяльності, що передбачає експлуатацію рейкового транспорту: залізничний, міський комунальний транспорт, тощо. Стикове з'єднання забезпечує з'єднання окремих рейок у єдине полотно для спрямування коліс рухомого складу. Рейки є найголовнішим елементом верхньої частини колії, які експлуатуються в широкому діапазоні температур, безпосередньо сприймають тиск від коліс і передають його елементам конструкцій, що лежать нижче. Також визначають умови експлуатації і рівень експлуатаційних навантажень на елементи конструкцій самого рухомого складу. Основні вимоги до стикового рейкового з'єднання наступні: - у конструкції повинні бути елементи (зазори) для компенсацій сезонних температурних деформацій окремих рейок (подовження, скорочення); - забезпечення незмінності ширини колії і надійне з'єднання рейок між собою; - сприяння пружній переробці динамічних впливів на шлях коліс рухомого складу; - забезпечення мінімальних ударних навантажень на конструкцію рухомого складу при проходженні ним температурного зазору стику. Відомо рейкове стикове з'єднання (Див. авторське свідоцтво СРСР № 1783017, МПК Е01В 11/00, публ. 1990 р.), виконане з зазором, що містить стикові накладки, розташовані по обидві сторони від рейок і зв'язані одна з одною і шийками рейок болтами. У цьому з'єднанні торці рейок, які стикуються, знаходяться в площині, розташованій перпендикулярно до поздовжньої осі рейки. Практичне застосування такого стикового з'єднання показало кілька істотних його недоліків. Насамперед наявність температурного зазору в дорожньому полотні, утвореного нормально розташованими до осі рейок торцями, призводить до появи значних періодичних ударних навантажень при проходженні через стик коліс рухомого складу. Через що інтенсивно зношується дорожнє полотно, колеса рухомого складу і його підшипникові вузли. Експлуатація такого стикового з'єднання сприяє виникненню значних вібраційних навантажень на кріплення самого стику, що призводить до ослаблення з'єднання елементів стику між собою і з опорними шпалами верхньої будови колії. Крім того, наявність таких стиків створює значний опір руху потягів - близько 10 % основного опору (Див. Амелин С.В., Дановський Л.М. Путь и путевое хозяйство. М., "Транспорт", 1972), що знижує економічні експлуатаційні показники. 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. Рейкове стикове з'єднання, описане в патенті Російської Федерації №2049186, МПК Е01В 11/30, публ. 1995р., має стикові накладки, з'єднані між собою та з шийками рейок стиковими болтами. Головки рейок на половину ширини зрізані поздовжньою площиною під нахилом до вертикалі. Одна стикова накладка встановлена в контакті із зрізаною частиною головки рейки, а інша має площину під гребінь. Проте ця конструкція не забезпечує можливості зміни довжини рейок під дією температурних коливань, що призводить до виникнення надлишкових напружень у рейках. Автори патенту Російської Федерації №2215843 (МПК Е01В 11/00, публ. 2001р.) пропонують рейкове з'єднання, що містить вкладиш, розташований в поздовжніх виїмках головок рейок, та кріпильний елемент, який з'єднує вкладиш з підкладкою. При цьому підкладка виконана цілісною з бічними накладками. До недоліків винаходу слід віднести складність виготовлення підкладки; велика металоємність з'єднання; можливість зламу кінців рейок, ослаблених вирізами під вкладиш. Крім того, описаний аналог не забезпечує зниження шуму при перекочуванні колеса з одної рейки на іншу, тому що колесо при проходженні рейкового стику опирається на опорну поверхню, що призводить до ударної дії коліс на вкладиш. Цей недолік частково усунуто в технічному рішенні (Див. патент Російської Федерації №2128749, МПК Е01В 11/02, публ. 1999р.), яке обрано автором за прототип. Рейкове стикове з'єднання включає внутрішні і зовнішні бічні накладки, встановлені на рейках за допомогою поперечних кріпильних елементів. Для забезпечення плавного переміщення колеса в місці стику верхня поверхня внутрішньої накладки виконана плавно округленою з жолобом для опори реборди колеса. Проте і ця конструкція не позбавлена недоліків, а саме: - неможливість складання і розбирання рейок безповного розбирання скріплень (костилів, шурупів та ін.); - неможливість проведення ремонтних робіт в так зване "вікно" - часовий інтервал проходження поїздів; 1 UA 85451 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 - при русі поїзда відбувається прогин кінців рейок та удар коліс по зустрічній рейці; - наявність значних поздовжніх зусиль, що виникають внаслідок зміни добових і сезонних коливань температури навколишнього середовища; - ударна дія коліс прискорює зношення шляху та рухомого складу. В основу корисної моделі поставлена задача, направлена на створення поздовжнього стикового рейкового з'єднання, в якому за рахунок конструктивних особливостей його виконання забезпечується поздовжня рухомість рейок, усувається поперечний температурний зазор між рейками, удосконалюється перерозподіл навантаження від рухомого складу до рейок для збереження безперервної поверхні кочення рейкової колії при зміни довжини рейок під дією температурних коливань. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в поздовжньому стиковому рейковому з'єднанні, яке включає внутрішні і зовнішні бічні накладки, встановлені на рейках за допомогою поперечних кріпильних елементів, відповідно до корисної моделі, торці рейок виконані зрізаними кососиметрично відносно їх поздовжньої осі, а бічні накладки мають поздовжній отвір для встановлення кріпильних елементів. Основна відмінність даного технічного рішення від вищезгаданих і прототипу, зокрема, полягає в забезпеченні саморегуляції температури в рейкових стиках, що, в свою чергу, повністю виключає необхідність демонтажу рейок під час ремонтних робіт. Це стало можливим внаслідок наявності на бічних накладках поздовжнього отвору, які без жорсткого кріплення забезпечують поздовжню рухомість рейок. Перевагою заявленого пристрою є зменшення вібрації та зниження рівня шуму при перекочуванні колеса через рейковий стик в результаті виконання торців рейок кососиметрично зрізаними відносно їх поздовжньої осі. Суть заявленого технічного рішення пояснюється кресленням, де на фіг. 1 представлено поздовжнє стикове рейкове з'єднання, загальний вигляд; на фіг. 2 - вигляд зверху фіг. 1. Поздовжнє стикове рейкове з'єднання містить бічні накладки 1, розташовані з обох сторін рейок 2 і 3, торці 4 яких виконані зрізаними кососиметрично відносно їх поздовжньої осі і примикають один до одного. Бічні накладки 1 мають поздовжній отвір 5 для встановлення поперечних кріпильних елементів 6. Складання (монтаж) поздовжнього стикового рейкового з'єднання здійснюють наступним чином. На рейки 2 і 3, зрізані торці 4 яких примикають один до одного, з обох сторін накладають бічні накладки 1, кріпильні елементи 6 вставляють в поздовжній отвір 5 і закручують болтами. Відбувається щільне пружне з'єднання стиків рейок 2, 3. Практичне застосування ідеї конструкції рейкового стику показало його деяку перевагу перед описаними раніше внаслідок того, що при кососиметричному щодо подовжньої осі рейки зрізі його торців усуваються динамічні ударні навантаження при проходженні коліс рухливого складу через стик навіть при наявності температурного компенсаційного зазору. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Поздовжнє стикове рейкове з'єднання, що включає внутрішні і зовнішні бічні накладки, встановлені на рейках за допомогою поперечних кріпильних елементів, яке відрізняється тим, що торці рейок виконані зрізаними кососиметрично відносно їх поздовжньої осі, а бічні накладки мають поздовжній отвір для встановлення кріпильних елементів. 2 UA 85451 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3