универсальное противоугонное устройство для железнодорожных путей

Формула изобретения

Универсальное противоугонное устройство для железнодорожных путей преимущественно промышленного железнодорожного транспорта, содержащее шпальный и рельсовый противоугоны, отличающееся тем, что шпальный противоугон выполнен в виде балки корытообразной формы с симметрично расположенным на ее днище по всей длине клинообразным выступом и своими боковинами закрепленной на боковых гранях шпалы со стороны ее нижней постели, рельсовый противоугон состоит из расположенных под рельсовой ниткой по разные стороны шпалы, вне контакта с ней, замковых рельсовых подкладок, клеммы одной из которых зеркально расположены относительно клемм другой, причем каждая рельсовая подкладка жестко закреплена на рычаге, свободный конец которого посредством стяжки связан с кронштейном, жестко закрепленным на верхней постели шпалы с охватом ее противоположной боковой грани, при этом боковины шпального противоугона жестко связаны с соответствующим кронштейном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству железных дорог, а именно к устройству верхнего строения пути преимущественно промышленного железнодорожного транспорта, в том числе карьерного, характеризующегося большими уклонами, криволинейными участками малого радиуса и непостоянства скорости движения подвижного состава.

Известно устройство для закрепления пути от угона /а.с. СССР N 1414909, E 01 B 29/24, 1986/, содержащее закрепленный на верхней постели шпалы шпальный противоугон, контактирующий с ее боковой поверхностью, противоположной направлению движения, и рельсовый противоугон, установленный по направлению движения, которое обеспечивает повышение надежности крепления пути на крутых подъемах путем увеличения сопротивления продольному сдвигу рельсошпальной решетки на участках пути с заведомо известным направлением действия сил угона.

Известно противоугонное устройство, содержащее шпальный и рельсовый противоугоны /а.с. СССР N 1414909, E 01 B 13/00, 1988/

Однако особенностью эксплуатации карьерных железнодорожных путей является непрогнозируемость направления сил угона, т.к. на любом участке пути в любое время может иметь место как разгон подвижного состава, так и его торможение, от чего существенно меняется как величина, так и направление сил угона, а также существенно возрастают усилия раскантовки шпал, разрушающие рельсовые скрепления.

В этих условиях наиболее часто имеют место следующие ситуации:

разгон подвижного состава или его торможения на криволинейном участке пути малого радиуса /менее 300 м/;

то же, на уклонах свыше 30%;

сочетание первого и второго на одном и том же участке пути.

В первом случае при разгоне подвижного состава усилие угона на внутренней рельсовой нити, действующее в направлении движения, уменьшается, не меняя направления, а на внешней рельсовой нити может упасть до нуля и даже действовать в обратном направлении в зависимости от величины ускорения.

Во втором случае при разгоне подвижного состава на подъем усилие угона минимально по величине и направлено навстречу движению, а при движении под уклон с торможением оно имеет направление, совпадающее с направлением движения, и резко возрастает по величине, доходя до критических значений.

В третьем случае величина и направление усилий угона изменяются с теми же тенденциями, но для каждой рельсовой нити индивидуально.

В этих условиях известное устройство решает только часть задачи, предотвращает смещение шпал в балластном слое и перемещение рельсов в рельсовых скреплениях относительно шпал в одном из возможных направлений.

Кроме того, в условиях постоянных колебаний усилий угона по величине и направлению традиционные пружинные рельсовые противоугоны не обеспечивают надежность фиксации рельсов относительно шпал, что приводит к ослаблению рельсовых скреплений и интенсивному их износу.

Заявленный объект содержит шпальный и рельсовый противоугоны. Шпальный противоугон выполнен в виде балки корытообразной формы с симметрично расположенным на ее днище по всей длине клинообразным выступом и своими боковинами закрепленной на боковых гранях шпалы, а рельсовый противоугон состоит из расположенных под рельсовой ниткой по разные стороны шпалы вне контакта с ней замковых рельсовых подкладок, клеммы одной из которых зеркально расположены относительно клемм другой, причем каждая рельсовая подкладка жестко закреплена на рычаге, свободный конец которого посредством стяжки связан с кронштейном, жестко закрепленным на верхней постели шпалы с охватом ее противоположной боковой грани, а боковины шпального противоугона жестко связаны с соответствующим кронштейном.

Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с прототипом заключаются в следующем:

выполнение шпального противоугона в виде балки корытообразной формы с симметрично расположенным на ее днище по всей длине клинообразным выступом, своими боковинами закрепленной на боковых гранях шпалы со стороны ее нижней постели и с охватом по меньшей мере половины их ширины, препятствует сдвижению шпал в балластном слое независимо от направления усилий угона, а также защищает шпалу от интенсивного износа по сравнению с ее прямым контактом со щебнем балластного слоя;

выполнение рельсового противоугона в виде пары замковых рельсовых подкладок, расположенных под рельсовой ниткой с обеих сторон шпалы контакта с ней и расположение клемм одной из рельсовой подкладки зеркально относительно клемм другой рельсовой подкладки в совокупности с их жестким закреплением каждой на своем рычаге, связанном с кронштейном, жестко закрепленным на верхней постели шпалы, обеспечивает надежное сопротивление угону рельсов в любую из сторон, снимает противоугонные нагрузки с рельсовых скреплений и уравновешивает усилия раскантовки шпал в балластном слое, защищая рельсовые скрепления и повышая их долговечность.

Совокупность указанных технических преимуществ заявленного объекта обеспечивает ему положительный эффект, заключающийся в повышении надежности верхнего строения пути, в частности, на крутых уклонах, на криволинейных участках пути малого радиуса кривизны, а также с переменными скоростями движения подвижного состава при частых его разгонах и торможениях.

На фиг. 1 - 3 иллюстрируется универсальное противоугонное устройство, где на фиг. 1 показан его общий вид в плане с указанием стрелкой направления действия усилий угона; на фиг. 2 - то же, в поперечном разрезе верхнего строения пути; на фиг. 3 - то же, в продольном разрезе верхнего строения пути и с указанием стрелкой направления раскантовки шпал.

На шпалах 1 и закрепленных на них рельсовых подкладках 2 установлены рельсы 3 /вторая рельсовая нить не показана/, воспринимающие от подвижного состава усилия угона Fy, величина и направление которого определяется множеством факторов, в частности направлением движения подвижного состава, характером ускорения и т.д., которые могут быть на любом участке пути какими угодно в любое время.

В этих условиях противоугонные устройства должны быть универсальными, гарантирующими устойчивость верхнего строения пути независимо от параметров движения подвижного состава.

Заявленный объект содержит шпальный противоугон 4 и рельсовый противоугон, связанные между собой посредством стяжек 5 и 6, кронштейнов 7 и 8 и накладок 9, обеспечивающих улучшение режима взаимодействия шпального и рельсового противоугонов.

Шпальный противоугон 4 выполнен в виде балки корытоообразной формы, снабженной симметрично расположенным на ее днище по всей длине клинообразным выступом 10 и своими боковинами закрепленной на боковых гранях шпалы 1 со стороны ее нижней постели, а рельсовый противоугон состоит из расположенных под рельсовой ниткой по разные стороны шпалы 1 вне контакта с ней /с зазором A/ замковых рельсовых подкладок 11 и 12, причем клеммы 13 и 14 одной из них зеркально расположены относительно клемм другой рельсовой подкладки.

Каждая замковая рельсовая подкладка жестко закреплена на своем рычаге 15 и 16, свободный конец каждого из которых посредством своей стяжки 5 и 6 связан с кронштейном 7 или 8, закрепленном на верхней постели шпалы 1 с охватом ее противоположной боковой грани, а боковины шпального противоугона 4 также жестко связаны с соответствующим кронштейном 7 и 8, например, посредством накладок 9.

Для понимания принципа действия заявленного объекта достаточно рассмотреть один из множества вариантов взаимодействия подвижного состава с верхним строением пути, например движение с торможением под крутой уклон. В этом случае усилия угона Fy максимально и направлено по ходу движения /вверх фиг. 1/.

При нормальном положении шпальный противоугон 4 клинообразным выступом 10 внедрен в балластный слой, а рельсовый противоугон клеммами 13 и 14 замковых рельсовых подкладок 11 и 12 охватывает подошву рельса 3 с обеих сторон шпалы при полной натяжке стяжек 5 и 6, а рычаги 15 и 16 отстоят от боковых граней шпалы на величину зазора A.

При возрастании усилия угона Fy, при надежно закрепленной в балластном слое шпале 1 рельс 3 стремится проскользнуть в рельсовом скреплении и сместиться относительно шпалы в направлении угона. При этом замковая рельсовая подкладка 11, стремясь переместиться вместе с рельсом 3, еще более заклинивается, а усилие угона Fy через рычаг 15, стяжку 5, кронштейн 8 и накладку 9 уравновешивается шпалой 1 в совокупности со шпальным противоугоном 4, причем зазоры A между шпалой 1 и рычагами 15 и 16 компенсируют колебания последних относительно шпалы.

При возрастании усилия угона Fy до критических значений повышенное натяжение стяжки 5 стремится повернуть шпалу 1 вокруг ее продольной оси /кантовать/ в направлении действия усилия угона. В этом случае вместе со шпалой стремится повернуться кронштейн 7, который, натягивая стяжку 6, стремится повернуть рычаг 16 против часовой стрелки, и замковая рельсовая подкладка 12 клеммами 13 и 14 дополнительно заклинивает подошву рельса 3, увеличивая противоугонное усилие и уравновешивая усилия раскантовки шпалы 1.

При смене направления угона рельсов все элементы противоугонного устройства работают в обратной последовательности.

Таким образом, установив заявленное универсальное противоугонное устройство на участках верхнего строения пути, где направление и величина усилий угона непрогнозируемы, а вероятность раскантовки шпал весьма велика, можно обеспечить высокую устойчивость верхнего строения пути и бесперебойность работы карьерного железнодорожного транспорта.