СОЕДИНИТЕЛЬ РЕЛЬСОВЫЙ ШАБЕРНО-ПРУЖИННЫЙ

Решение относится к железнодорожной отрасли, в частности к элементам электрических рельсовых цепей и обратной тяговой сети.
Уровень развития техники в данной области известен из решения (патент РФ на полезную модель №32124, приоритет от 06.02.2003), где рельсовый соединитель состоит из тоководной пластины и пружины, на тоководной пластине закреплены контактные элементы, выполняющие роль шаберов при работе соединителя, причем шаберы выполнены из материала, превосходящего материал тоководной пластины по прочности и износостойкости. Недостатком решения является низкая надежность работы такого устройства из-за его высокого электросопротивления, связанного с наличием переходного электросопротивления между шаберами и тоководной пластины.
Наиболее близким к заявляемому объекту, по мнению заявителей, является решение (патент РФ на полезную модель №33126, приоритет от 16.07.2003), в котором соединитель рельсовый шаберно-пружинный содержит тоководную пластину и пружину, на тоководной пластине установлены шаберы, контактирующие с концами рельсов в рельсовом стыке, материал шаберов содержит медь, между шаберами размещена медесодержащая пластина, обладающая пониженным электрическим сопротивлением. Недостатком решения является сложность устройства и, соответственно, высокая сложность и стоимость его изготовления.
Техническим результатом предлагаемого решения является упрощение устройства с целью снижения его стоимости и повышения надежности работы за счет исключения переходного (как у аналога) электросопротивления между шаберами и тоководной пластиной.
Технический результат достигается тем, что число деталей устройства уменьшено до минимума, а именно шаберы выполнены непосредственно на тоководной пластине из ее материала за счет образования шаберов в виде выступов пластины.
Таким образом, заявляемый объект, как и известное решение:
объединяет то, что они содержат тоководную пластину с шаберами и пружину, отличает то, что шаберы выполнены как часть тоководной пластины в виде ее выступов, в частности шаберы выполнены с твердостью, выше твердости остальной части тоководной пластины и/или снабжены частицами, твердость которых выше твердости материала шаберов. В частном случае рабочая поверхность шаберов выполнена сферической формы.
На фиг.1 представлена схема устройства, на фиг.2 - схема шабера с твердыми частицами, на фиг.3 - варианты исполнения шаберов, на фиг.4 - схема рельсового стыка с соединителем рельсовым шаберно-пружинным типа СРШП.
Соединитель рельсовый шаберно-пружинный типа СРШП содержит тоководную пластину 1 и закрепленную на ней пружину 2. На тоководной пластине со стороны, противоположной пружине, выполнены (методом штамповки или иным методом) на некотором расстоянии L друг от друга выступы 3 некоторой высоты Н. Выступы по сути и являются шаберами, т.е. во время работы устройства они должны шабрить (зачищать от ржавчины и других образований контактные поверхности рельсов в рельсовом стыке для образования ювенильных металлических поверхностей-контактов электрической рельсовой цепи) поверхность шеек рельсов. Шаберов как минимум два (может быть больше), они расположены симметрично по отношению к поверхностям базирования соединителя на рельсовых болтах рельсового стыка. Поверхностями базирования могут быть приняты отверстие 4 и полка 5.
Для обеспечения необходимого ресурса твердость и износостойкость шаберов должны быть достаточными. Это означает, что этими свойствами должен обладать материал тоководной пластины, при этом он же должен обладать минимальным электрическим сопротивлением (так как величина электрического сопротивления рельсового стыка жестко регламентирована по величине электросопротивления). В качестве такого материала может быть использована инструментальная или пружинная сталь. Если в зависимости от условий эксплуатации рельсового стыка ресурс устройства должен быть более высоким, то твердость материала шаберов должна быть повышена. При этом повышать твердость всей тоководной пластины нецелесообразно (устройство работает в условиях циклического знакопеременного нагружения). Следовательно, твердость шаберов должна быть повышена локально. Это можно достичь например термообработкой шаберов. Наряду с термообработкой или вместо нее шабрящие возможности выступов и их ресурс могут быть повышены в случае, если их снабдить (шаржировать и т.д.) частицами 6 другого материала, твердость которых выше твердости материала шаберов. В качестве таких частиц могут быть использованы зерна абразивных материалов или частицы (карбиды, нитриды и т.д.) тугоплавких материалов (титана, вольфрама). Форма выступов может быть различной, но с целью стабилизации процесса шабрения во время эксплуатации устройства и с целью оптимизации формы выработки в шейке рельса от воздействия шаберов соединителя рабочую (контактирующую с шейкой рельса) часть шаберов целесообразно выполнять сферической формы 7.
Работает устройство следующим образом. Устройство устанавливается в рельсовый стык под рельсовую накладку 8 с позиционированием отверстием и полкой на рельсовых болтах 9. При затяжке гаек рельсовых болтов пружина 2 поджимает тоководную пластину 1 и ее шаберы 3 взаимодействуют с шейками рельсов 10 и 11 рельсового стыка. Шейка рельса обычно ржавая. Это приводит к значительному переходному электросопротивлению в месте контакта
шаберов с шейками рельсов (поэтому перед установкой соединителя шейку целесообразно зачищать от ржавчины). Но при прохождении подвижного состава вибрации приводят к перемещению рельсов относительно шаберов, при этом выступы (шаберы) зачищают ржавчину (и другие образования). Это же происходит и при естественном ржавлении зачищенной шейки под агрессивным воздействием окружающей среды. Щабрение шейки рельса шаберами под воздействием вибраций (и перемещений рельсов в результате температурных и других процессов) приводит к образованию чистого (ювенильного) металлического участка на шейке рельса, величина переходного электросопротивления между шейкой и шабером снижается и электрический ток из рельса в рельс передается через соединитель (тоководную пластину и шаберы) с минимальным электросопротивлением, что повышает надежность работы электрической рельсовой цепи и электротяговой сети.
Технический результат достигается тем, что между шаберами и тоководной пластиной отсуствует переходное сопротивление в силу того, что они выполнены из одного материала. Повышение результата как повышение надежности работы достигается при повышенной твердости шаберов, что достигается термообработкой шаберов и/или снабжением выступов твердыми частицами, способствующим шабрению. При этом шабер минимизирует интенсивность образования выработки в шейке рельса при исполнении его рабочей поверхности в виде участка сферы.