Изделие для заземления рельсового пути
RAIL TRACK GROUNDING PRODUCT

Область техники.
Изделие предназначено для присоединения кабеля заземления к рельсам и опорам контактной сети различного назначения и может использоваться в линиях энергоснабжения, расположенных вдоль железнодорожного полотна, для транспортных средств с электротягой.
Уровень техники.
В уровне техники известен Узел крепления к тяговому рельсу контакта заземления опоры контактной сети, представляющие собой жесткую металлическую пластину [Патент RU 191319, МПК B60M1/36, B60M5/00, H01R4/64, 2019].
Недостатком такой конструкции является:
- Габаритные размеры пластины, которые при указанном способе ее крепления к рельсу, с поворотом по часовой стрелке с помощью монтировки, могут затруднять ее монтаж, т.к. снизу рельса находится гравийная подушка и требуется предварительная расчистка гравия, что усложняет монтаж пластины.
- Монтаж проводника (кабеля) заземления к пластине осуществляется после присоединения пластины к рельсу, что требует применения специального оборудования для загибания отгиба, являющегося креплением проводника, что является фактором удорожания монтажных работ. В том числе, т.к. отгиб изготовлен из стали с упругими свойствами, то фиксация проводника может быть не надежна, что влечет за собой плохой электрический контакт кабеля заземления с рельсом, т.к. он (кабель) недостаточно плотно прижат к пластине.
- Крепление пластины к рельсу осуществляется двумя небольшими выступами на пластине, надежность которых может быть снижена за счет трения этими выступами о рельс, при поворотном монтаже пластины на рельс с помощью монтировки. В том числе, между пластиной и подошвой рельса имеется расстояние, что может являться фактором прогибания пластины в момент приложения вертикальной эксплуатационной нагрузки на рельс и точечного противоположно направленного упора гравийной подушки на пластину, что создает эффект изгибания пластины с возможностью выхода фиксирующих выступов пластины из зацепления с рельсом.
- Монтаж проводника (кабеля) заземления к пластине осуществляется сбоку, а значит кабель и отгиб пластины находятся в контакте с гравием, за счет того, что рельсы при прохождении поездов испытывают вертикальные колебания. Это, в свою очередь, приводит к тому, что кабель и отгиб пластины постоянно находятся под колебательным силовым воздействием со стороны гравийной подушки, что с течением времени приводит к нарушению электрического контакта между кабелем и пластиной, а, значит, и с рельсом. В результате этого, конструкция известного узла крепления заземления перестает выполнять свое функциональное назначение и делает его ненадежным при эксплуатации. Возможен даже отрыв отгиба с кабелем от пластины универсального захвата.
- Отсутствие защитного покрытия металлических элементов и резьбовых соединений от коррозии, что сокращает срок службы изделия.
Также известно устройство для электрического соединения кабеля с железнодорожным рельсом на основе металлической пластины [Патент RU 146161, МПК B60M 1/00, 2014]. Недостатком такой конструкции является:
- Необходимость натяжения пластины с помощью специального оборудования при монтаже, при этом, если будет применен ударный способ, то возможна деформация пластины, что является фактором ослабления надежности крепления узла заземления на рельсовом полотне, а значит плохой электрический контакт кабеля заземления с рельсом.
- Монтаж проводника (кабеля) заземления к пластине осуществляется методом загибания бокового выступа пластины, что требует применения специального оборудования, что является фактором удорожания монтажных работ. В том числе, боковой выступ не имеет замкнутого соединения, в связи с чем фиксация кабеля может быть не надежна, что влечет за собой плохой электрический контакт с рельсом.
- Монтаж проводника (кабеля) заземления к пластине осуществляется сбоку, а значит кабель и отгиб пластины находятся в контакте с гравием, за счет того, что рельсы при прохождении поездов испытывают вертикальные колебания. Это, в свою очередь, приводит к тому, что кабель и отгиб пластины постоянно находятся под колебательным силовым воздействием со стороны гравийной подушки, что с течением времени приводит к нарушению электрического контакта между кабелем и пластиной, а, значит, и с рельсом. В результате этого, конструкция известного узла крепления заземления перестает выполнять свое функциональное назначение и делает его ненадежным при эксплуатации. Возможен даже отрыв отгиба с кабелем от пластины универсального захвата.
- Отсутствие защитного покрытия металлических элементов и резьбовых соединений от коррозии, что сокращает срок службы изделия.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является узел крепления заземления для присоединения кабеля заземления к рельсам контактной сети [Патент RU 127000, МПК B60M1/225, B60M1/36, 2013]. Недостатком такой конструкции является:
- Наличием не менее семи отдельных комплектующих элементов, что увеличивает возможность деформации или выхода из строя или потери одного или нескольких из них, что может не обеспечивать работоспособность изделия в целом.
- Пластина захвата выполнена толщиной не менее 4 мм, что может являться фактором изгибающего момента и деформации изделия при приложении к нему вертикального усилия, передаваемого от нагруженного рельсового полотна и противоположно направленного точечного сопротивления гравийной подушки.
- Продольные ребра жесткости присоединены к пластине с помощью сварки, что, косвенно, может являться снижением надежности изделия в целом в связи с качеством сварки, а также изменением прочностных свойств материала пластины от воздействия высокой температуры, а также данный способ присоединения ребер жесткости к пластине является фактором удорожания работ по изготовлению изделия.
- Монтаж кабеля заземления к пластине осуществляется методом прижима конца кабеля между захватом и прижимом, что является фактором ненадежной фиксации кабеля и влечет за собой плохой электрический контакт с рельсом.
Таким образом, в уровне технике существует проблема сохранения надежности Узла заземления, уменьшения ее металлоемкости, облегчения ее монтажа, а также увеличение ее срока эксплуатации.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в обеспечении надежной фиксации заземляющего кабеля (каната) в наконечниках, в одинаковом положении без смещения.
Указанный технический результат достигается тем, что изделие для заземления рельсового пути, содержащее захват и прижимной элемент, согласно изобретению содержит стальной канат, прикрепленные к нему с двух сторон неразъемные наконечники, при этом с одной стороны наконечник выполнен в виде шпильки с нарезанной внешней резьбой, загнутым захватом и содержит прижимную пластину, пружинную гроверную шайбу и гайку, а с другой стороны наконечник имеет внутреннюю прорезь и содержит по меньшей мере один болт, ввинченный в его корпус.
Наконечники выполнены с канатом неразъемно путем их опрессовки. При этом, диаметры наконечников в местах их опрессовки с канатом составляют не менее 14 мм.
Стальной канат покрыт полимерной оболочкой, а наконечники канатов покрыты коррозионностойким покрытием.
Сущность изобретения поясняется чертежами (Фиг. 1 и Фиг. 2 (а, б)).
1 - стальной канат (первый конец каната);
2 - наконечник (первый);
3 - гайка;
4 - пружинная гроверная шайба;
5 - прижимная пластина;
6 - рельс;
7 - стальной канат (второй конец каната);
8 - наконечник (второй);
9 - арматурный пруток опоры контактной сети;
10 - пластинчатый элемент опоры контактной сети;
11 - болт.
Осуществление изобретения.
Изготовление изделия осуществляется путем размещения одного конца стального каната (1) во внутреннее отверстие наконечника (2). Участок наконечника с вставленным в него каната опрессовывается в производственном цехе. Далее на наконечник (2) навинчивается гайка (3), одевается гроверная шайба (4) и прижимная пластина (5). В период выполнения монтажа изделия, наконечник (2) заводится под подошву рельсового пути (6). Загнутый конец наконечника (2) фиксируется за край рельса с одной стороны, а прижимная пластина (5) с другой стороны. С помощью гайки (3) и гроверной шайбы (4) производится фиксация прижимной пластины к краю рельса.
Второй конец каната (7) размещается во внутреннем отверстии наконечника (8). Наконечник (8) крепится на арматурный пруток (9) или пластинчатый элемент опоры контактной сети (10) и фиксируется на нем с помощью болта (11).
Наконечники каната могут иметь покрытия, препятствующие образованию коррозии. Например, они могут быть оцинкованы или обработаны антикоррозионными составами.
Использование стального каната в полимерной оболочке позволяет исключить его коррозионные процессы.
При диаметрах наконечников более 14 мм (в местах опрессовки с канатом), обеспечивается жесткость конструкции и исключается возможность ее перегиба.
Заявленная конструкция изделия для заземления рельсового пути, при условии фиксации заземляющего кабеля (каната) методом опрессовки, позволяет:
- обеспечить надежную фиксацию каната в наконечнике при приложении к узлу заземления растягивающей и вибрационной нагрузки;
- исключить применение дополнительных способов крепления каната к наконечнику (например, сваркой) для обеспечения его надежности, что, в свою очередь, не изменяет технические характеристики материала наконечников и снижает затраты при изготовлении изделия;
- обеспечить надежное качество электрического контакта с рельсовым полотном;
- снизить затраты при организации монтажных работ;
- обеспечить длительный срок эксплуатации изделия (за счет полимерного покрытия каната и коррозионностойкого покрытия наконечников).