рельсовый противоугон
Классы МПК: | E01B13/00 Устройства, предотвращающие перевод и угон рельсов |
Автор(ы): | Носов Алексей Дмитриевич (RU), Семенов Вадим Евстафьевич (RU), Железков Олег Сергеевич (RU), Пудов Евгений Андреевич (RU), Лебедев Владимир Николаевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2006-10-09 публикация патента:
20.02.2008 |
Изобретение относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к устройствам, предотвращающим перемещение рельсов от действия тяговых усилий со стороны приводных колес локомотива. Рельсовый противоугон представляет собой изогнутый стержень, поперечное сечение которого выполнено в виде четырехугольника, имеет упругую скобу, упругую дугу и упор. В месте перехода от упругой скобы к упругой дуге поперечное сечение стержня выполнено трапецеидальной формы со скругленными углами трапеции. Причем меньшая сторона трапеции направлена к подошве рельса, примыкает к ней и имеет дугообразную впадину глубиной 0,05-0,07 высоты трапеции. Техническим результатом изобретения является повышение удерживающей способности рельсового противоугона смещению рельса, а также повышение его прочности за счет локального приложения нагрузки по малой площади. 4 ил., 1 табл.
![рельсовый противоугон, патент № 2317363](/images/patents/150/2317363/2317363.jpg)
![рельсовый противоугон, патент № 2317363](/images/patents/150/2317363/2317363-2.jpg)
![рельсовый противоугон, патент № 2317363](/images/patents/150/2317363/2317363-3.jpg)
![рельсовый противоугон, патент № 2317363](/images/patents/150/2317363/2317363-4.jpg)
Формула изобретения
Рельсовый противоугон, представляющий собой изогнутый стержень, поперечное сечение которого выполнено в виде четырехугольника, имеющий упругую скобу, упругую дугу и упор, отличающийся тем, что в месте перехода от упругой скобы к упругой дуге поперечное сечение стержня выполнено трапецеидальной формы со скругленными углами трапеции, причем меньшая сторона трапеции направлена к подошве рельса, примыкает к ней и имеет дугообразную впадину глубиной 0,05-0,07 высоты трапеции.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к устройствам, предотвращающим перемещение рельсов от действия тяговых усилий со стороны приводных колес локомотива.
Известен рельсовый противоугон, содержащий упругую скобу, упругую дугу и упор. Поперечное сечение известного рельсового противоугона выполнено в виде четырехугольника - квадрата 22×22 (см. Горячая штамповка крепежных изделий В.В.Кривощапов, О.С.Железков, П.Е.Левченко и др., Магнитогорск, МиниТип, 1997, с.25, рис.9а).
Известная конструкция рельсового противоугона обладает низкой удерживающей способностью, а в поперечном сечении в месте контакта с рельсом в процессе эксплуатации возникает значительный крутящий момент, снижающий его прочность.
Известна также конструкция противоугона, содержащего упругую скобу, упругую дугу и упор, выполненного из ленточного металла с прямоугольным поперечным сечением (см. патент US № 3837572 от 24.09.1975 г. МКИ Е01В 13/02). Данная конструкция противоугона сложна в изготовлении и монтаже.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является железнодорожный противоугон, содержащий упругую скобу, упругую дугу и упор, у которого поперечное сечение выполнено в виде четырехугольника трапецеидальной формы с отношением длины меньшего основания трапеции к длине большего основания 0,4-0,85 и отношением высоты трапеции к большему основанию 0,55-1,4, причем большее основание располагается на поверхности, контактирующей с рельсом (см. RU № 2032784 «Железнодорожный противоугон», МКИ Е01В 13/00).
Однако при использовании противоугона известной конструкции в процессе эксплуатации на поверхность, обращенную к подошве рельса, действует неравномерно распределенная нагрузка в виде треугольника, равнодействующая которой сила Р и сила трения Fmp (фиг.3). Недостатком известной конструкции является низкая удерживающая способность противоугона из-за неравномерности возникающих при этом сил трения, распределяющихся по большой площади. Кроме того, плечо h1 равнодействующей Р распределенной нагрузки, возникающей в процессе эксплуатации в трапецеидальном сечении противоугона имеет значительную величину и создает повышенное значение крутящего момента M кр, снижающего прочность противоугона.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение удерживающей способности и прочности за счет снижения величины возникающего в процессе эксплуатации крутящего момента в сечении противоугона.
Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением, заключается в повышении удерживающей способности рельсового противоугона смещению рельса, повышении его прочности за счет локального приложения нагрузки по малой площади.
В соответствии с предлагаемым техническим решением у известного противоугона, представляющего собой стержень, поперечное сечение которого выполнено в виде четырехугольника, имеющего упругую скобу, упругую дугу и упор, в месте перехода от упругой скобы к упругой дуге поперечное сечение выполнено трапецеидальной формы со скругленными углами трапеции, причем меньшая сторона трапеции направлена к подошве рельса, примыкает к ней и имеет дугообразную впадину, глубиной 0,05-0,07 высоты трапеции.
На фиг.1 - общий вид рельсового противоугона;
на фиг.2 - поперечное сечение по А-А на фиг.1 в месте перехода от скобы к дуге;
на фиг.3 - эпюра сил, действующих в поперечном сечении известной конструкции, взятой за прототип;
на фиг.4 - силы, действующие в сечении А-А предлагаемой конструкции рельсового противоугона.
Рельсовый противоугон представляет собой изогнутый стержень с поперечным сечением в виде четырехугольника, имеющий упругую скобу 1, упругую дугу 2 и упор 3. В месте перехода от упругой скобы 1 к упругой дуге 2 поперечное сечение рельсового противоугона выполнено трапецеидальной формы со скругленными углами, причем меньшая сторона трапеции направлена к подошве рельса, примыкает к ней и имеет дугообразную впадину 4. Глубина впадины составляет (0,05-0,07) Н, где Н - высота трапеции.
Рельсовый противоугон работает следующим образом. При установке на железнодорожное полотно вначале отверстием в скобе 1 противоугон вводится в опорное основание рельса с одной стороны. Затем силовым воздействием на наружную поверхность скобы 1 осуществляется упругая деформация рельсового противоугона и упором 3 зажимается основание рельса с противоположной от скобы 1 стороны (фиг.1). При этом подошва рельса зажимается в скобе 1, а боковые поверхности дуги 2 и частично скобы 1 упираются в шпалу. При прохождении состава возникает сила угона рельса, которая уравновешивается силами трения, возникающими на поверхностях контакта рельса с противоугоном, а именно в скобе 1 и упоре 3.
Наличие лунки 4 и скругленных углов трапеции в месте перехода от упругой скобы к упругой дуге на опорной поверхности приводит к локальному воздействию рельса на противоугон (сила Р действует на небольшую площадь), что обеспечивает возникновение больших сил трения Fmp и повышение удерживающей способности рельсового противоугона смещению рельса под воздействием тяговых усилий со стороны колес локомотива (фиг.4). Кроме того, за счет контакта меньшей стороны трапеции в месте перехода от упругой скобы к упругой дуге с подошвой рельса и наличие скругленных углов в трапеции, плечо h2 приложения силы Р меньше, чем плечо h1 приложения силы Р в железнодорожном противоугоне известной конструкции по патенту RU № 2032784 (фиг.3, прототип). Соответственно возникающий в поперечном сечении крутящий момент Мкр в предлагаемой конструкции рельсового противоугона меньше, чем Мкр в известной конструкции. Снижение величины крутящего момента в свою очередь повышает прочность противоугона.
Для оценки работоспособности предлагаемой конструкции рельсового противоугона проведена серия экспериментов. Эксперименты проводились на испытательной машине WPM-30 в условиях центральной заводской лаборатории ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод». При проведении испытаний кусок рельса с насаженным на него противоугоном укреплялся вертикально на столе испытательной машины, от штока которой к противоугону прикладывалась нагрузка. Нагружение велось до момента начала перемещения противоугона по подошве рельса.
В процессе опытных испытаний проверялось изменение усилия сдвига при пятикратной установке противоугонов на рельс.
Испытаниям подвергались противоугоны по патенту RU № 2032784 и противоугон предлагаемой конструкции. У железнодорожного противоугона по патенту RU № 2032784, взятому за прототип, поперечное сечение всех его элементов было выполнено в виде четырехугольника трапецеидальной формы, с высотой трапеции 22,0 мм, меньшим основанием 15,0 мм и большим основанием 25,0 мм. У рельсового противоугона предлагаемой конструкции было выполнено поперечное сечение трапецеидальной формы в месте перехода от упругой скобы к упругой дуге со скругленными углами трапеции, а остальные элементы противоугона были выполнены с поперечным сечением в виде квадрата. Причем меньшая сторона трапеции, направленная к подошве рельса, составляла 19,0 мм, а высота 20,0 мм. Глубина впадины 4 варьировалась и принималась в пределах значений 0,8 мм; 1,0 мм; 1,4 мм; 1,8 мм.
Результаты экспериментов представлены в таблице.
Усилия сдвига противоугона по подошве рельса в зависимости от количества установок
Таблица | |||||
Усилие сдвига, кН | |||||
Количество установок | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Противоугон по патенту RU №2032784 | 14,8 | 14,4 | 14,0 | 13,7 | 13,4 |
Противоугон предлагаемой конструкции | 16,1 | 15,9 | 15,6 | 15,4 | 15,1 |
На основании проведенных испытаний установлено, что при глубине впадины 0,8 мм (менее 0,05 Н) снижается усилие сдвига противоугона по подошве рельса. Глубину впадины более 0,07 Н трудно обеспечить в процессе гибки и требуется изменять профиль сечения исходной заготовки. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что рельсовые противоугоны предлагаемой конструкции обладают повышенной удерживающей способностью.
Класс E01B13/00 Устройства, предотвращающие перевод и угон рельсов
рельсовое скрепление (варианты) - патент 2520179 (20.06.2014) | ![]() |
противоугон - патент 2473727 (27.01.2013) | ![]() |
изолятор для рельсового анкера (варианты) - патент 2392364 (20.06.2010) | |
безостряковая стрелка стрелочного перевода - патент 2325473 (27.05.2008) | ![]() |
устройство для предотвращения угона рельсов - патент 2278916 (27.06.2006) | |
стрелка безострякового стрелочного перевода - патент 2270896 (27.02.2006) | ![]() |
стенд для ревизии пружинных противоугонов - патент 2225473 (10.03.2004) | |
стрелка стрелочного перевода - патент 2148687 (10.05.2000) | |
универсальное противоугонное устройство для железнодорожных путей - патент 2125627 (27.01.1999) | |
противоугон - патент 2124603 (10.01.1999) |