КОНТРРЕЛЬС КРЕСТОВИНЫ ТРАМВАЙНОГО СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

Полезная модель относится к области строительства рельсовых дорог и предназначается для использования в конструкциях стрелочных переводов трамвая.
Подавляющее большинство стрелочных переводов, включая стрелочные переводы трамвая, используют крестовины с неподвижными усовиками и сердечниками, имеющие вредные пространства в зоне перекатывания колес с усовиков на сердечники. При движении колеса в пределах вредного пространства возникает опасность схода с рельсов подвижного состава из-за попадания гребня колеса, движущегося по боковому направлению в желоб прямого направления и наоборот. Чтобы исключить вероятнсть возникновения аварийных ситуаций, связанных с этим явлением, в современных стрелочных переводах против вредных пространств крестовин устанавливаются контррельсы, направляющие движение колесных пар в пределах вредного пространства по траектории, исключающей возможность попадания гребня колеса в ′′несанкционированный′′ желоб.
Известны конструкции контррельсов для крестовин стрелочных переводов (Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. Под ред. В.Ф. Яковлева. Москва. Транспорт. 1990 г. Стр. 177, рис.14.20.), которые крепятся к путевому рельсу с помощью вкладышей, болтов и упорок. Контррельсы, изготавливают и сверлят из незакаленной стали, т.к. механическая обработка закаленных металлов связана с существенными затратами времени и средств (пилы, сверла, резцы быстро выходят из строя). По длине и профилю поперечного сечения контррельсы существенно отличаются от рельсов и остряков. Контррельс из незакаленной стали изнашивается быстрее, чем крестовина и основной рельс. По этой причине контррельсовые узлы приходится изымать из пути и заменять новыми на протяжении одного жизненного цикла крестовины неоднократно. Кроме того сборные контррельсовые узлы многодетальны и требуют много места. Разместить их между рельсовыми нитками стрелочного перевода представляется возможным далеко не всегда. Чем меньше радиус ответвления перевода, тем меньше места в нем остается для укладки контррельса. Поэтому на путях, трамвая, у которых радиусы ответвлений особенно малы, вплоть до 20 и даже 16 метров конструкции отдельно стоящих контррельсов применяются крайне редко, только в стрелочных переводах, укладываемых на самостоятельном земляном полотне из рельсов путей общего пользования.
Таким образом, основными недостатками конструкции аналога, ограничиваущими область ее применения в сфере трамвайных путей являются короткий срок службы контррельсов, и ограниченная область их применения в переводах трамвая из-за громоздкости конструктивного узла контррельса.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции контррельса для крестовины трамвайного стрелочного перевода является желобчатый рельс (RU 2342479, Е01В 5/04, 27.12.2008), содержащий головку с желобом, разделяющим ее на две части, одна из которых служит опорой для поверхностей катания колес, а другая выполнена с боковым контррельсовым рабочим кантом, направляющим движение колес так, чтобы колесные пары проходили через вредное пространство крестовины без попадания их гребней из желоба бокового направления в желоб прямого направления и наоборот. В отличие от конструкции аналога здесь громоздкий, многодетальный узел контррельса заменен рельсом желбчатого поперечного профиля. Более компактного технического решения найти невозможно. Желобчатый рельс находит в настоящее время широкое распространение на путях трамвая в нашей стране и за рубежом. Но применяя его в качестве контррельса бокового ответвления крестовины стрелочного перевода трамвая, специалисты встречаются с определенным техническим противоречием, которое не разрешено до сих пор. Этот рельс перекрывает собой вредное пространство крестовины, но в пределах участка, расположенного против вредного пространства к нему предъявляются более жесткие нормативные требования, чем в остальной части контррельса. Нарушение этих требований может привести к серьезным авариям вплоть до схода с рельсов подвижного состава, если гребень колеса при проходе через вредное пространство попадет в ′′несанкционированный′′ желоб крестовины. Само вредное пространство составляет всего 10-20% от длины рельсового звена. Но трамвайные рельсы приходится изымать из пути по износу именно на этом небольшом участке, расположенном против вредного пространства, когда в остальной их части рельса эти износы не достигают и половины допуска.
Недостаток конструкции заключается в чрезвычайно низком коэффициенте использования металла, когда ускоренный износ на небольшом участке рельса вызывает необходимость частой замены всего рельса в целом.
При работе над полезной моделью решалась задача увеличения эсплуатационного ресурса контррельса и всего рельсового звена, к которому он принадлежит, за счет создания дополнительного запаса металла на износ повышенной износостойкости в той его части, которая определяет продолжительность работы контррельса и всего рельса в целом.
Технический результат достигается тем, что у контррельса крестовины трамвайного стрелочного перевода, содержащего головку с желобом, разделяющим ее на две части, одна из которых служит опорой для поверхностей катания колес, а другая выполнена с боковым контррельсовым рабочим кантом, направляющим движение колес так, чтобы колесные пары проходили через вредное пространство крестовины без попадания их гребней из желоба бокового направления в желоб прямого направления и наоборот, против вредного пространства крестовины боковой рабочий кант контррельса спрямлен посредством наплавки слоя износостойкой легированной стали по хорде, концы которой расположены на равных расстояниях от границ вредного пространств, а длина хорды получена из математического соотношения:
где L - длина хорды, мм;
R - радиус кривизны рабочего канта контррельса;
с - ширина желоба контррельса;
d - максимальная толщина гребней колес подвижного состава, обращающегося по стрелочному переводу;
x - конструктивный зазор, обеспечивающий свободный проход колес по ответвлению без заклинивания их гребней в контррельсовом желобе.
Сущность технического решения разъясняется с помощью чертежей:
Фиг. 1 Крестовина стрелочного перевода в плане.
Фиг. 2 Взаимодействие колеса с рельсом желобчатого профиля.
Контррельс 1 крестовины 2 трамвайного стрелочного перевода (на фиг не показан), содержащий головку 3 с желобом 4, разделяющим ее на две части, одна из которых служит опорой для поверхностей 5 катания колес 6, а другая выполнена с боковым контррельсовым рабочим кантом 7, направляющим движение колес 6 так, чтобы колесные пары 8 проходили через вредное пространство 9 крестовины 1 без попадания их гребней 10 из желоба бокового направления 11 в желоб прямого направления 12 и наоборот. Против вредного пространства 9 крестовины 1 боковой рабочий кант 7 контррельса 1 спрямлен посредством наплавки слоя 13 износостойкой легированной стали по хорде 14, концы которой расположены на равных расстояниях от границ вредного пространства 9.
По фиг. 2, для обеспечения беспрепятственного пропуска гребней колес по желобу 4 ширина этого желоба С должна быть не менее:
C=f+d+x, мм;
при этом длина L хорды 14 равна:
где f - стрела прогиба рабочего канта контррельса 1 на длине L хорды 14,мм;
2
f=L/8R, мм;
d - максимальная толщина гребня 10 колеса 6 подвижного состава, обращающегося по стрелочному переводу, мм;
х - конструктивный зазор между гребнем 10 колеса и боковым рабочим кантом 7 контррельса 1, при котором обеспечивается свободный проход колес 6 по желобу 4 контррельса 1 без заклинивания их гребней 10, мм;
R - радиус кривизны рабочего канта контррельса 1, мм.
Устройство работает следующим образом. После наплавки слоя 16 износостойкого металла на контррельс 1 сначала будет постепенно изнашиваться эта наплавленная часть, которая в данном случае является дополнительным запасом металла на износ. Для наплавки может быть использована высокомарганцовистая сталь Г13Л. По износостойкости она существенно превосходит обычную рельсовую сталь.
По предварительным расчетам, суммарный эффект обоих этих факторов позволит в 1,5-2 раза повысить сроки службы контррельсов.