устройство для соединения железнодорожных рельсов

Формула изобретения

1. Устройство для соединения железнодорожных рельсов, содержащее две соединительные накладки с болтами для соединения расположенных на шпалах рельсов с выполненными заостренными концами, отличающееся тем, что угол заострения равен =15-30^o.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что величина зазора в стыке определяется по формуле

b = Gsin,

где G - нормативный зазор, мм;

- угол заострения концов рельсов, град.

3. Устройство по любому из пп.1 и 2, отличающееся тем, что на заостренных концах рельсов по поверхности качения выполнены скосы с углом = 1 - 3^o и длиной 10 - 25 мм от вершины заострения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для соединения железнодорожных рельсов и может быть использовано в рельсовых путях.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является рельсовое стыковое соединение, в котором концы рельсов срезаны в плане кососимметрично относительно их продольной оси и связаны боковыми накладками (Патент N 654084 SU, 1769771 A3, E 01 B 11/24, 14.11.90). Ширина шеек рельсов равна ширине их головок на участке, равном длине накладок.

Это устройство выполняет предусмотренные функции, но его изготовление требует большего количества металла, нестандартных стыковых накладок и крепежных элементов, рельсов нестандартного профиля. В соединении значительно увеличена длина стыка по подошве вдоль продольной оси рельса. При возможных отклонениях по высоте рельсов, снижается плавность перехода колеса через стык, что ведет к более быстрому износу или деформации заостренных концов. Стыковой зазор имеет неопределенную величину. Не указаны предельные значения угла заострения.

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности работы стыка, на снижение первоначальных и текущих затрат.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для соединения железнодорожных рельсов содержится две стыковые накладки 1 с болтами для соединения расположенных на шпалах 3 рельсов 2 с выполненными заостренными концами, с углом заострения = 15^o - 30^o.

Величина стыкового зазора имеет меньшую величину по сравнению с нормальным стыковым зазором и зависит от угла заострения.

На заостренных концах рельсов по поверхности катания выполняются скосы с углом = 1^o - 3^o и длиной l₁ = 10 - 25 мм от вершины заострения.

На фиг.1 изображен общий вид соединения (вид сбоку).

На фиг.2 схема для определения минимальной ширины колеса и величины стыкового зазора.

На фиг.3 - общий вид соединения - сверху.

Доказательство

Устройство содержит накладки стыковые 1 с болтами, соединяющие расположенные на шпалах 3 рельсы 2, подкладку стыковую 4 с крепежными элементами.

Работает устройство следующим образом.

1. Стыковую часть рельсов с выполненной в плане косоступенчатой подошвой устанавливают на стыковой подкладке, закрепленной на шпале. При переходе колеса через косой стык колесо одновременно находится на обоих рельсах и не опускается в стыковой зазор. Это зависит от ширины колеса по кругу катания и величины стыкового зазора. Величина контакта колоса с рельсами изменяется обратно пропорционально. Минимальная ширина колеса, при которой колесо начинает опускаться в зазор, определяется следующей зависимостью фиг. 2



где b - величина стыкового зазора, мм;

- угол заострения концов рельсов, град.

Максимально допустимый стыковой зазор при угле заострения = 30^o будет иметь величину b = 10,5 мм (при максимальном нормальном зазоре 21 мм на прямом стыке), тогда

B"_min = 10,5/0,866 = 12,1 мм.

Из расчета видно, что колеса такого размера по ширине на рельсовых путях не применяют и потому применяемые колеса, ширина которых в несколько раз больше, опускаться в стыковой зазор не будут. Соединение будет работать без ударов и шума.

Минимальный угол заострения ограничивается величиной 15^o, максимальный угол величиной 30^o. При угле заострения меньше 15^o уменьшается сопротивление нагрузкам заостренного конца рельса и может произойти его изгиб.

Максимальная величина угла заострения ограничивается величиной 30^o, т.к. стык по своим параметрам начинает приближаться к прямому стыку с его известными недостатками.

2. Стыковой зазор рассчитывается по формуле

b = csin, (1)

где C - нормальный стыковой зазор, являющийся гипотенузой треугольника, мм;

b - уменьшенный стыковой зазор, являющийся катетом, мм.

В прямоугольном треугольнике катет всегда меньше гипотенузы и его величина определяется по формуле (1).

3. Выполненный скос (фиг.1) на заостренных концах рельсов по поверхности катания повышает плавность захода колоса на последующий рельс, компенсирует неточность соединения рельсов по высоте при сборке, по величине износа и изготовления. В процессе работы без скоса может происходить повышенный износ, расклепывание заостренных концов рельсов по поверхности катания или их отгиб. Скос в пределах угла = 1^o - 3^o и длине l₁ = 10 - 25 мм от вершины заострения устраняет эти явления.