СТРЕЛОЧНЫЙ ПЕРЕВОД

Полезная модель относится к области железнодорожного строительства, а именно к конструкциям соединений рельсовых путей.
Известна конструкция стрелочного перевода (Г.М.Шахунянц. Железнодорожный путь. М., Транспорт, 1987 г., стр.85, рис.1.3.33), содержащая прямое направление и ответвление на боковой путь с рабочим кантом переводной кривой, состыкованной одним концом с остряком стрелки, другим - с передним вылетом крестовины. Переводная кривая постоянного радиуса кривизны и требования строго математического сопряжения ее с примыкающими участками вступают в противоречие с новыми принципами взаимозаменяемости путевых конструкций, необходимость внедрения которых на путях не общего пользования продиктована самой практикой строительства и реконструкции промышленных предприятий.
Прогресс транспортной техники неизбежно приводит к созданию новых более совершенных стрелочных переводов, которые далеко не всегда идентичны существующим по своим геометрическим размерам. Замена ими устаревших конструкций часто требует коренной реконструкции путевых схем с переносом путей и целых стрелочных улиц, что в стесненных условиях генеральных планов заводов приводит к нарушению габаритов приближения строений и ставит производственников перед необходимостью существенных затрат на снос или изменение положения в плане опор надземных коммуникаций, отдельных участков наземных транспортных и инженерных сетей и даже частей зданий. Чтобы избежать этих затрат, на сегодня ставится вопрос о переходе на новый принцип взаимозаменяемости путевых конструкций, когда в районах плотной застройки не положение промышленных объектов приспосабливается к новым переводам, а эпюры этих переводов проходят корректировку применительно к конкретным условиям их укладки так, чтобы после замены устаревших конструкций более прогрессивными все пути и капитальные строения генеральных планов оставались на своих местах. Для этого стрелочные переводы должны быть такими, чтобы их конструкции позволяли изменять их эпюрные размеры применительно к местным условиям укладки. В целях минимизации затрат, связанных с корректировкой эпюр, эта корректировка должна сводиться к изменению расстояний между конструктивными узлами стрелки и крестовины без изменения конструкции самих узлов, которые являются самыми сложными и дорогостоящими частями стрелочных переводов. Изготовление и реконструкция этих узлов должна производиться в условиях специализированных стрелочных заводов, что само по себе не всегда является удобным и экономичным. А вопрос расстояния между этими узлами может решаться на месте их укладки. Мы можем принять такое расстояние между ними, чтобы обеспечить практическую длину нового перевода, равной длине заменяемого. Тогда замена разноразмерных переводов не потребует реконструкции всей путевой схемы в целом. При этом «подгонка» эпюрных размеров взаимозаменяемых переводов сводится только к выбору соответствующей формы переводной кривой и корректировке эпюры раскладки брусьев в пределах соединительных путей, что может производиться прямо на месте укладки. Но для этих целей может быть использован не любой стрелочный перевод, а только тот, который снабжен дополнительным параметром, изменяя который, мы можем влиять на размеры практической длины конструкций и радиусы кривизны ее ответвления. В рассматриваемой конструкции стрелочного перевода такой параметр не предусмотрен.
Таким образом. Недостатком данной конструкции стрелочного перевода является то, что ее практическая длина однозначно определена единым радиусом по всей длине ответвления и не может быть изменена, что ограничивает возможности ее взаимозаменяемости с разноразмерными стрелочными переводами.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является конструкция стрелочного перевода (RU №54956, Е01В 7/18, 27.07.2006), содержащая прямое направление и ответвление на боковой путь с рабочим кантом переводной кривой, состыкованной одним концом с остряком стрелки, другим - с передним вылетом крестовины. В этой конструкции дополнительным параметром, обеспечивающим изменение практической длины и радиуса переводной кривой стрелочного перевода, является угол перегиба рабочего канта ответвлении. Если надо уменьшить практическую длину стрелочного перевода этот угол выполняется в переднем стыке переводной кривой, если надо удлинить перевод - то в заднем ее стыке. В обоих случаях радиус кривой увеличивается и условия прохода экипажей по ответвлению перевода улучшаются. Меняя величину и положение этого угла, мы достигаем интересующих нас целей взаимозаменяемости и обеспечения плавности движения поездов по переводу. Но сам по себе угол остается горизонтальной неровностью пути, которая негативно влияет на условия прохода экипажей.
Главным недостатком конструкции является наличие в ней горизонтальной неровности пути в виде угла перегиба рабочего канта ответвления стрелочного перевода.
При разработке полезной модели решалась задача повышения плавности прохода подвижного состава по ответвлению стрелочного перевода за счет изменения формы его переводной кривой.
Технический результат достигается тем, что в стрелочном переводе, содержащем прямое направление и ответвление на боковой путь с рабочим кантом переводной кривой, состыкованной одним концом с остряком стрелки, другим - с передним вылетом крестовины, переводная кривая выполнена по параболе, обеспечивающей ее строго математическое сопряжение с рабочими кантами остряка и крестовины.
Таким образом, взамен углов перегиба дополнительными параметрами влияющими на изменение практических длин переводов являются здесь коэффициенты параболы позволяющие обеспечить непрерывную плавность переводной кривой без горизонтальных неровностей.
Предлагаемое техническое решение разъясняется с помощью чертежа, на котором показаны ось 1 прямого направления 2 перевода, рабочий кант 3 упорной нитки ответвления 4 на боковой путь 5, сечение корня 6 остряка 7 стрелки 8 и сечение переднего торца 9 крестовины 10.
Практическая длина L перевода включает в себя три участка:
1
- проекцию P стрелки 8 на ось 1 прямого направления 2;
2
- расстояние Р между стрелкой 8 и крестовиной 10;
3
- проекцию Р крестовины 10 на ось 1.
2
1
3
Конструкция полезной модели обеспечивает увеличение и уменьшение ее практической длины только посредством изменения расстояния Р при сохранении всех размеров конструктивных узлов стрелки 8 и крестовины !0, включая Р и P. А для того, чтобы при любой практической длине L гарантировался плавный проход экипажей от стрелки 8 до крестовины 10 и обратно рабочий кант З упорной нитки ответвления 4 выполнен по параболе:
где х и у - соответственно абсцисса и ордината рабочего канта 3 в любом интересующем нас сечении;
o
1
2
3
А, А, A и А - коэффициенты параболы, которые определяются, исходя из граничных условий.
Начало координат на схеме помещено в точку О, так как в проектах стрелочных переводов отсчет абсцисс ведется от сечения 6 корня остряка 7, а отсчет ординат от ближайшего к упорной нитке рельса прямого направления перевода.
Тогда при x=0:
где k - ордината рабочего канта 3 упорной нитки ответвления 4 в сечении корня 6 остряка 7;
β - угол поворота рабочего канта 3 упорной нитки ответвления 4 в сечении корня 6 остряка 7.
Подставляя (2) и (3) в (1), получаем:
2
1
3
При x=Р-L-Р-Р;
где S - ширина колеи;
n
y - расстояние между рабочими кантами прямого и бокового направления крестовины 10 в сечении ее переднего торца 9;
n
α - угол поворота рабочего канта 3 упорной нитки ответвления 4 в сечении переднего торца 9 крестовины 10.
Подставляя (6) и (7) в (1), имеем:
о
1
2
3
Каждому значению L соответствует вполне определенное значение коэффициентов А, A, A и А. Но так как эти коэффициенты выведены из условия соблюдения строго математического сопряжения кривой ответвления с примыкающими к ней рабочими кантами стрелки 8 и крестовин 10, то можно утверждать, что полезная модель предназначена для замены целого семейства стрелочных переводов, отличающихся друг от друга практическими длинами.
Конструкция работает следующим образом. При входе колесной пары на стрелочный перевод со стороны стрелки 8 сначала она катится по остряку 7, а за сечением корня 6 ее движение направляется рабочим кантом 3 упорной нитки ответвления 4 с последующим выходом через крестовину 10 на боковой путь 5. При движении в обратном направлении условия прохода подвижного состава по переводу аналогичны. В обоих случаях при проходе по ответвлению стрелочного перевода колеса не встречают горизонтальных неровностей типа углов перегиба рабочего канта. За счет этого гарантируется более плавное движение экипажей.