способ определения поперечного сопротивления пути

Формула изобретения

Способ определения поперечного сопротивления пути, заключающийся в том, что к испытуемой шпале последовательно прикладывают силы Q₁, Q₂ ... Q_max в заданном диапазоне, последовательно измеряют перемещения X₁, X₂ ... X_max испытуемой шпалы, соответствующие приложенным силам, и определяют величину поперечного сопротивления пути q_p, отличающийся тем, что перед приложением сил между каждым рельсом эксплуатируемого пути и испытуемой шпалой размещают по одной составной подкладке и также прикрепляют одну составную часть каждой подкладки к рельсу, а другую - к шпале, одновременно с измерением каждого перемещения испытуемой шпалы подсчитывают количество осей n₁, n₂ ... n_max, проследовавших по пути поездов в течение периода действия каждого значения силы Q_i, приложенной к шпале, определяют интенсивность перемещения I_Q1, I_Q2 . .. I_Qmax каждого значения силы и действия движущихся поездов, а по указанным зависимостям определяют величину поперечного сопротивления пути q_p.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к исследованию его механических характеристик.

Известен способ определения сопротивления шпал поперечному оси пути перемещению (В.Г. Альбрехт и др./Бесстыковой путь - М.: Транспорт, 1982, -с. 55- 56), заключающийся в том, что освобождают шпалу от связи с рельсами; прикладывают к шпале продольную силу Q, измеряют перемещение X₁ шпалы от действия приложенной силы Q₁, увеличивают силу Q₁, приложенную к шпале до значения Q₂>Q₁, измеряют перемещение X₂ шпалы от действия силы Q₂, повторяют цикл действия по увеличению значения силы и измерению соответствующих этим силам перемещений шпалы до значения силы Q_max, вызывающего перемещение шпалы без увеличения силы; определяют зависимость X_i(Q_i), задаваясь допускаемым значением [X_i] по полученной зависимости X_i(Q_i) определяют расчетное значение Q_p.

Недостатком указанного способа является его недостаточная точность из-за отсутствия учета фактора вибрации при проходе поездов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения поперечного сопротивления пути (авт. свид. СССР N1696637, МКИ: E 01 B 35/12, бюл. N 45, 1991 г.), заключающийся в том, что на шпале устанавливают и закрепляют по осям рельсовых нитей две рубки длиной, равной расстоянию между осями шпал. Устанавливают на уровне нейтральной оси рельсовых рубок измерители перемещений - индикаторы, к головкам рельсовых рубок гидравлическим прибором прикладывают поперечную участку пути ступенчатую (Q₁, Q₂,...Q_max) нагрузку, при каждом значении силы Q_i измеряют и соответствующее этой нагрузке перемещение участка пути с рубками; определяют зависимость X_i(Q_i) и, задаваясь допускаемым значением [X_i], по полученной зависимости X_i(Q_i) определяют расчетное значение Q_p, а по ней расчетное сопротивление пути.

Недостаток этого способа заключается в недостаточной его точности, так как при определении поперечного сопротивления пути не учитывается фактор сотрясения (вибрации) пути при прохождении по нему поездов.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения поперечного сопротивления пути, учитывая фактор вибрации пути при проходе поездов.

Поставленный технический результат достигается тем, что в способе определения поперечного сопротивления пути, заключающемся в том, что определяют расчетное сопротивление сдвигу шпалы путем приложения к испытуемой шпале последовательно продольные силы Q₁, Q₂,..., Q_max в заданном диапазоне, далее последовательно измеряют перемещения X₁, X₂,..., X_max испытуемой шпалы, соответствующие приложенным силам, и определяют величину поперечного сопротивления пути q_p, - перед приложением к шпале продольных сил между каждым рельсом эксплуатируемого пути и испытуемой шпалой размещают по одной составной подкладке, прикрепляют одну составную часть каждой подкладки к рельсу, а другую - к шпале, далее одновременно с измерением каждого перемещения испытуемой шпалы подсчитывают количество осей n_Q1, n_Q2,..., n_Qmax проследовавших по пути поездов в течение периода действия каждого значения силы Q_i, приложенной к испытуемой шпале, затем определяют интенсивность перемещения I_Q1, I_Q2,..., I_Qmax шпалы для каждого значения силы под действием движущихся поездов, а по этой зависимости определяют предельное значение продольной силы при I=0.

Размещение перед приложением сил Q_i между каждым рельсом эксплуатируемого пути и испытуемой шпалой по одной составной подкладке (вместо типовой) и прикрепление одной ее части к рельсу, а другой к шпале позволяет при проходе поездов, во-первых, воспринимать от рельса все его колебания при проходе тележек вагона, а во-вторых, перемещаться поперек оси пути под действием приложенной силы Q_i и колебаний от подвижного состава.

Таким образом, воспроизводятся полностью реальные условия эксплуатации шпалы при проходе поездов.

Измерение перемещений шпалы и подсчет количества осей поездов, проследовавших через испытуемую шпалу за время соответствующих перемещений, позволяет определить интенсивность перемещения шпалы под действием каждого значения сил Q₁.

В данном случае интенсивность перемещения шпалы адекватно скорости ее перемещения (путь, деленный на время). Однако время в этом случае не может быть использовано, так как перемещение шпалы происходит только при дополнительном воздействии поездов. Поэтому здесь необходимо использовать параметр интенсивности перемещения шпалы, равный частному от деления величины перемещения шпалы на величину количества осей поездов, проследовавших через испытуемую шпалу во время перемещения последней.

Интенсивность перемещения шпалы I_Qi, определенная для каждого значения силы Q_i, приложенной к шпале, позволяет определить значение силы, при которой перемещения шпалы не произойдет даже при воздействии на нее движущихся поездов, а по значению этой силы можно определить погонное сопротивление пути поперечному перемещению, соответствующее предельному значению продольной силы при I=0.

Способ определения поперечного сопротивления пути на одной испытуемой шпале осуществляют следующим образом.

Перед приложением сил между каждым рельсом эксплуатируемого железнодорожного пути и испытуемой шпалой размещают по одной составной подкладке. Прикрепляют одну составную часть каждой подкладки к рельсу, а другую - к шпале. Одновременно с измерением каждого перемещения испытуемой шпалы подсчитывают количество осей n_Q1, n_Q2,..., n_Qmax, проследовавших по пути поездов в течение периода действия каждого значения продольной силы Q_i, приложенной к шпале. Затем определяют интенсивности перемещения I_Q1, I_Q2,..., I_Qmax шпалы для каждого значения силы под действием движущихся поездов, после чего определяют зависимости интенсивностей I_Qi, перемещения испытуемой шпалы от количества проследовавших осей n_Qi поездов за период действия каждой силы Q_i.

Далее определяют оптимальную зависимость Q_i, (I_i), по которой определяют предельное значение продольной силы при I=0.

Продемонстрируем этот способ на примере одной испытуемой шпалы.

Пусть необходимо определить сопротивление пути поперечному перемещению.

По пути пропущено, например 31,07 тыс. осей поездов, что соответствует ориентировочно 500 тыс. т груза (брутто). Для приложения продольных сил к шпале и возможности перемещения шпалы под действием приложенной силы и действием проходящих поездов использовано "Устройство для определения сопротивления перемещению шпалы" по а.с. СССР N939621, бюлл. N24, 1982 г.

К испытываемой шпале прикладывают продольную силу, например Q₁=1,0 кН. После пропуска каждых, например n=1000, осей поездов измеряются перемещение шпалы X_n^1,0, X_2n^1,0, X_3n^1,0,..., X_13n^1,0.

При отсутствии прироста перемещения шпалы или при достижении заведомо больших перемещений, которые не могут быть допущены при нормальной эксплуатации пути, измерение перемещений и подсчет пропущенных осей поездов прекращают и прикладывают силу Q₂= 2,0 кН.

Аналогично измеряют перемещение шпалы X_n^2,0, X_2n^2,0,..., X_13n^2,0 и проводят подсчет пропущенных осей при значении продольной силы Q₂=2,0 кН.

Повторяют указанные действия при значениях продольной силы Q₃=3,0 кН и Q₄=Q_max=4,0 кН.

Перемещения шпалы X_i, замеренные при действии на нее разных значений продольных сил Q_i и действии проходящих осей поездов (n), заносят в сводную ведомость (Таблица 1).

По данным Таблицы 1 строятся графики (см. чертеж) перемещений X(n) при Q_i= const, а в Таблице 2 (в графе 2) приведены значения интенсивностей перемещения шпалы при каждом значении продольной силы (1,0; 2,0; 3,0; 4,0 кН).

В графу 3 Таблицы 2 занесена оптимальная зависимость между этими интенсивностями Q_i(I_i).

По оптимальной зависимости Q(I) определяют предельное значение продольной силы при I=0, иначе, решают эту зависимость при I=0.

В рассмотренном случае поперечное сопротивление сдвигу шпалы Q_p=1,18 (графа 3, Таблица 2).

Таким образом, для заданной степени обкатки пути (31,07 тыс. осей) найдено расчетное значение Q_p=1,18 кН, при непревышении которого шпала под действием этой силы остается неподвижной.

Поперечное сопротивление пути определяем по известной зависимости:

q = Q_p/l_ш,

где Q_p - расчетное сопротивление сдвигу шпал;

l_ш - расстояние между осями шпал.

Принимая l_ш=0,5 м (эпюра 2000 шт/км) для нашего примера

q= 1,18/0,5=2,36 кН/пог.м.

Проведенный заявителям анализ уровня техники, включающий поиск по научно-техническим и патентным источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого способа диагностики, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам заявляемого изобретения.

Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемом способе определения поперечного сопротивления пути, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

Для проверки соответствия заявляемого изобретения условию "изобретательский уровень" заявителями проведен дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками, заявляемого способа определения поперечного сопротивления пути.

Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Критерий изобретения "промышленная применимость" подтверждается тем, что предлагаемый способ определения поперечного сопротивления пути может быть успешно использован при определении параметров устойчивости бесстыкового пути.