Спосіб амортизації стиків рейок та пристрій для його реалізації

Реферат: Пристрій для амортизації стиків рейок містить відрізки рейок у вигляді двотавра з верхньою і утворюючою поверхні кочення нижньою полицями, опорні накладки з фіксуючим пальцем та ланцюгами, чашку поворотної опори з відповідною лапою. Для зменшення динамічних ударів на стиках рейок підвіс стику розташовано симетрично відносно вертикальної осі кріплення, кінці відрізків рейки закріплено вільно між опорними накладками, розташованими на відстані стосовно торців відрізків рейок. З'єднання відрізків рейок підвішено ланцюгами до утримувача з металевою та еластичними пластинами, розташованими в захоплювачі, який закріплено до кріплення гірничої виробки за допомогою анкерів. UA 109446 C2 (12) UA 109446 C2 UA 109446 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується гірничої справи та може бути використаний у конструкції шахтних підвісних монорейкових доріг. Основою таких доріг є рейка, стики якої шарнірно з'єднують між собою та підвішують вздовж всієї довжини траси. Підвіску виконують до анкерів або іншого кріплення гірничої виробки. Рейка має двотавровий профіль з верхніми та утворюючою поверхні кочення нижніми полицями, що дозволяє рухатись підвісному складу монорейкової дороги. Відомий спосіб з'єднання стиків рейок [UA 22452 А, 30.06.1998], у якому торці з'єднуваних стиків рейок зрізують косо відносно до повздовжньої осі шляху під кутом 45°, чим зменшують стуки та вібрацію як самого транспорту, так і рейкової колії. Косий зріз виконують після прокочування рейок або в польових умовах, коли після зрізання торців ослабляють кріплення рейок за всією довжиною та підтягують рейку одну до іншої. Аналог не дозволяє зменшити динамічні удари на косих стиках рейки, коли її підвішують за всією довжиною траси. Динамічні удари на стиках додатково навантажують кріплення виробки та знижують її стійкість. Найбільш близьким аналогом щодо технічної суті є спосіб амортизації стиків рейок (UA 56680 А, 15.05.2003), який містить операції з віброгасіння, енергопоглинання, зміні та зменшення частот, коли в процесі амортизації виконують одночасно регулювання власних та вимушених коливань, при цьому досягають зменшення ударних вібрацій шляхом зміни деформативності та жорсткості амортизатора, пружинячих рейок, що пружиняться у стику, та зовнішнім поглинаючим матеріалом. Коли рейка підвішується, то найбільш близький аналог не дозволяє зменшити динамічні удари на стиках рейки, які додатково навантажують кріплення виробки та знижують її стійкість. Відомий пристрій для амортизації стиків рейки [UA 56680 А, 15.05.2003], який має залізобетонну шпалу із заздалегідь напруженою арматурою, отвори для розміщення кріпильних болтів, кріпильну прокладку, рейку, гумокордовий амортизатор, розміщений у ніші шпали під прокладкою анкерний стержень з кінцевими елементами, розміщений у нижній зоні шпали, стик між двома рейками без перехідних прокладок та отворів для болтів, плиту-гасник, зв'язкибалансири, скріплюючі шпали з плитами-гасниками. Пристрій для амортизації стиків рейки працює наступним чином. Під час проїзду вагонів на стиках рейок ударні порушення сприймаються амортизатором. Відбувається накладання самостійних коливань із змушеними. За наявності додаткових плитгасників виникає ефект погашення коливань та демпфірування. Демпфірування кінців рейок на амортизаторі передається на шпалу і через зв'язки-балансири на залізобетонні плити. Відбувається втрата потенціальної енергії удару. Аналог не дозволяє зменшити динамічні удари на стиках рейки, коли вони підвішуються. Це додатково навантажує кріплення виробки та знижує її стійкість. Найбільш близьким по технічній суті є пристрій - шарнірне рейкове з'єднання [UA 61106 С2, 17.11.2003], яке має верхню полицю і утворюючу ходові поверхні нижню полицю. Верхня полиця має на стиках своєї верхньої поверхні опорні накладки. На нижній полиці одного стику закріплена чашка поворотної опори, а на другому - відповідна лапа. Опорні накладки перекривають відповідну зону стику двох суміжних стикових відрізків монорейки. Між суміжними опорними накладками знаходиться проміжний утримувач, який фіксується пальцем та забезпечує підвіску монорейки до кріплення штреку за допомогою ланцюгів. Найбільш близький аналог не дозволяє зменшити динамічні удари на стиках монорейки, які додатково навантажують кріплення та знижують її несучу здатність. Загальними ознаками найближчих аналогів та винаходу, що заявляється, є: - з'єднання відрізків рейки; - операції з віброгасіння та енергопоглинання; - відрізки рейки у виглядідвотавра з верхньою і утворюючою поверхні кочення нижньою полицями; - опорні накладки з фіксуючим пальцем та ланцюгами; - чашку поворотної опори з відповідною лапою. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення відомого способу амортизації стиків рейок та пристрою для його реалізації, у яких в процесі амортизації жорсткість стиків знижують шляхом введення ділянки згину рейок і додаткового зменшують удари поглинаючим матеріалом, підвіс стику розташований симетрично відносно вертикальної осі кріплення, кінці відрізків рейки закріплено вільно між опорними накладками, а стики рейок підвішено ланцюгами до утримувача з еластичними та металевою підкладками, розташованими в захоплювачі, який закріплений до кріплення гірничої виробки за допомогою анкерів, досягається технічний результат - зменшення динамічних ударів на стиках рейки, які додатково навантажують кріплення виробки та зменшують її стійкість. 1 UA 109446 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що у способі амортизації стиків рейок, який включає з'єднання рейок, операції з віброгасіння та енергопоглинання, згідно з винаходом, знижують жорсткість стиків шляхом введення ділянки згину рейки та додатково зменшують удари поглинаючим матеріалом. У пропонованому пристрої для амортизації, що містить стики рейки у вигляді двотавра з верхньою і утворюючою поверхні кочення нижньою полицями, опорні накладки з фіксуючим пальцем та ланцюгами, чашку поворотної опори з відповідною лапою, згідно з винаходом, підвіс стику рейки розташовано симетрично відносно вертикальної осі кріплення, кінці відрізків рейки закріплено вільно між опорними накладками, розташованими на відстані стосовно торців відрізків рейок, а з'єднання відрізків рейок підвішено ланцюгами до утримувача з металевою та еластичними пластинами, розташованими в захваті, який закріплено до кріплення гірничої виробки за допомогою анкерів. Зазначені ознаки складають суть винаходу, тому що є необхідними й достатніми для досягнення технічного результату - зменшення динамічних ударів на стиках рейки за рахунок зниження жорсткості шляхом того, що забезпечується додатковий пружний вигин стику та енергопоглинання навантажень його підвіски. Причино-наслідкові зв'язки, які виражають суть винаходу та технічний результат, що досягається, пояснюється наступним. На фіг. 1 подано схему реалізації способу, на фіг. 2 - вид ліворуч фiг. 1, де 1 - відрізки рейки; 2 - верхня полиця рейки; 3 - утворююча поверхня кочення рухомого складу монорейкової дороги; 4 - нижня полиця рейки; 5 - опорні накладки; 6 - чашка; 7 - лапа; 8 - скоба рейки; 9 палець рейки; 10 - ланцюг; 11 - скоба; 12 - палець; 13 - захоплювач; 14 - покрівля виробки; 15 утримувач захоплювача; 16 - металева пластина; 17, 18 еластичні пластини з поглинаючого матеріалу; 19 - анкери. Спосіб реалізується за допомогою пристрою наступним чином. Відрізки рейки 1 у вигляді двотавра з верхньою полицею 2 і утворюючою поверхні кочення 3 нижньою полицею 4, підвішують вздовж траси транспортування, що дозволяє рухатись нижніми полицям 4 підвісному складу монорейкової дороги (на кресленнях не показано). Верхня полиця 2 має на своїй верхній поверхні опорні накладки 5, які закріплюють на відстані А від торця відрізка рейки 1, що дозволяє виділити ділянки згину з кожного кінця відрізка рейки 1. Значення довжини ділянки згину А пов'язано з параметрами стиків рівнянням 2 Y=PA (L+A)/(3EJ), де у - висота перевищень між поверхнями кочення 3 у стиках; Р - вертикальна сила, яка діє на з'єднання відрізків рейки 1; L - відстань між опорними накладками 5 відрізка рейки 1; Е - модуль пружності матеріалу відрізків рейки 1; J - момент інерції поперечного перерізу торця відрізка рейки 1. На нижній полиці одного відрізка рейки 1 закріплюють чашку 6, а на другому - лапу 7. При цьому чашка 6 та лапа 7 утворюють поворотну опору. Опорні накладки 5 з'єднують між собою скобою 8 пальцем 9. Скобу 8 підвішують за допомогою ланцюга 10, скоби 11 та пальця 12, який фіксують до утримувача 15. Утримувач 15 закріплюють до металевої пластини 16, яку охоплюють еластичними пластинами з поглинаючого матеріалу 17 та 18. Металеву 16 та еластичні пластини 17, 18 пластини розташовують у захоплювачі 13, який фіксують до покрівлі виробки 14 за допомогою анкерів 19. Коли підвісний склад монорейкової дороги рухається вздовж поверхні кочення 3 нижньої полиці 4, навантаження передаються на верхню полицю 2, опорні планки 5, палець 9, скобу 8 та ланцюг 10. Далі навантажується відповідно скоба 11, палець 12 та утримувач 15. Утримувач 15 передає навантаження до металевої пластини 16, еластичної пластини 17 та захоплювача 13, який закріплюють до покрівлі виробки 14 анкерами 19. При цьому чашка 6 та лапа 7 дозволяють рухатись вертикально одному відрізку рейки 1 відносно іншого, щоб компенсувати пружні деформації від навантаження. Під час руху через стики відрізків рейки 1, що мали перевищення, виникають удари та вертикальні коливання опорних планок 5, пальця 9, скоби 8 та ланцюгу 10. Далі вони передаються на скобу 11, палець 12, утримувач 15 та металеву пластину 16. Ці коливання сприймають еластичні пластини з поглинаючого матеріалу 17 та 18, які забезпечують віброгасіння та енергопоглинання, чим зменшують динамічне навантаження анкерів 19 покрівлі виробки 14. Оскільки опорні накладки 5 розташовано на відстані А від торця відрізків рейки 1, то вказані удари пружно вигинають край рейки 1, що забезпечує енергопоглинання потенціальної енергії та дозволяє зменшити динамічне навантаження від рухомого складу монорейкової дороги. 2 UA 109446 C2 5 Реалізація заявленого способу амортизації стиків рейок та його пристрою забезпечує зменшення динамічних ударів під час руху підвісного складу на стиках з перевищеннями поверхонь кочення, що знижує додаткове навантаження кріплення виробки та забезпечує її стійкість. Крім цього, зниження динамічних ударів дозволяє рухатись підвісною монорейковою дорогою з більш високою швидкістю без додаткового її зносу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 1. Пристрій для амортизації стиків рейок, що містить відрізки рейок у вигляді двотавра з верхньою і утворюючою поверхні кочення нижньою полицями, опорні накладки з фіксуючим пальцем та ланцюгами, чашку поворотної опори з відповідною лапою, який відрізняється тим, що підвіс стику розташовано симетрично відносно вертикальної осі кріплення, кінці відрізків рейки закріплено вільно між опорними накладками, розташованими на відстані стосовно торців відрізків рейок, а з'єднання відрізків рейок підвішено ланцюгами до утримувача з металевою та еластичними пластинами, розташованими в захоплювачі, який закріплено до кріплення гірничої виробки за допомогою анкерів. 2. Спосіб амортизації стиків рейок, що здійснюють за допомогою пристрою за п. 1, який включає з'єднання відрізків рейки, операції з віброгасіння та енергопоглинання стиками, який відрізняється тим, що жорсткість стиків знижують шляхом введення ділянки згину рейок між опорними накладками та додатково зменшують удари поглинаючим матеріалом. 3 UA 109446 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 4