СПОСОБ ВСТРЯХИВАНИЯ РЕЛЬСОВОЙ ПЛЕТИ
METHOD TO SHAKE RAIL LOOP

Изобретение относится к железнодорожному строительству и может быть использовано при укладке и эксплуатации бесстыкового железнодорожного пути.
Использование в железнодорожном строительстве такой ресурсосберегающей технологии, как «бесстыковой железнодорожный путь» влечет за собой необходимость проведения работ по разрядке сверхнормативных продольных температурных напряжений в рельсовых плетях - сжимающих (летом) и растягивающих (зимой). Для разрядки температурных напряжений необходимо последовательно выполнить большой объем операций: раскрепление плетей, подъем плети для вывешивания ее на роликовые опоры или на скользящие пары пластин, встряхивание плети ударными приборами, применение силовых натяжных устройств для изменения длины плети, подъем плети для уборки роликовых опор или скользящих пар пластин, окончательное закрепление плети на месте. Все перечисленные операции требуют больших трудовых затрат и времени, что обуславливает надобность в предоставлении протяженных технологических «окон».
Одной из необходимых операций при проведении разрядки температурных напряжений является встряхивание плети ударными приборами, которое вызывает возникновение бегущих ударных волн в рельсовой плети, приводящих к ее перемещению. В качестве ударных приборов используют, например, ручные деревянные кувалды (см. с.13 технологической карты «Разрядка температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути с применением гидравлического прибора».
http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=envelope&url=http%3A%2F%2Fwww.scbi)
или механические молотки с нейлоновыми сменными накладками, которыми наносят удары по рельсу с боков с частотой ударов 48 или 56 ударов/минуту (см. с.21 проспекта фирмы «GEISMAR» «Механический молоток MR 512», «Высокопроизводительная молотобойная машина для рельсов FRHP»).
http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=envelope&url=http%3A%2F%2Fwww.scbi…)
Наиболее близким по технической сущности, достигаемому результату и выбранным в качестве прототипа является способ встряхивания рельсовой плети посредством нанесения удара по рельсу с боков деревянной кувалдой (см. с.13 технологической карты «Разрядка температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути с применением гидравлического прибора. .
Встряхивание, осуществляемое в соответствии с прототипом, имеет малую эффективность, что обусловлено следующим. При боковом ударе по рельсу не происходит полный отрыв подошвы рельса от основания. Рельс от таких ударов слегка переваливается с боку на бок, причем от основания отрывается только та часть подошвы рельса, которая ближе к стороне удара, в то время как противоположная часть подошвы рельса продолжает контактировать с основанием. В результате этого только часть кинетической энергии удара расходуется на формирование бегущей ударной волны в рельсовой плети, другая же ее значительная часть поглощается основанием, на которое опирается рельс. Кроме того, сила бокового удара по головке рельса не может быть значительной, т.к. это может привести к повреждению рельса, форма сечения которого предназначена для восприятия вертикальной нагрузки. Это приводит к малой эффективности встряхивания и, следовательно, к большим трудозатратам и потребности в длительном технологическом «окне» для проведения работ по разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.
Задачей заявляемого способа является снижение трудозатрат и сокращение времени технологического «окна» для проведения работ по разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.
Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности встряхивания рельсовой плети.
Указанная задача решается за счет того, что в известном способе встряхивания рельсовой плети нанесением ударов по рельсу посредством ударного приспособления, согласно изобретению, удары наносят по поверхности качения рельса.
Частота нанесения ударов по рельсу может составлять не менее 300 ударов/минуту.
Ударное приспособление может быть дополнительно снабжено измерительным устройством, отслеживающим изменения напряженного состояния рельсовой плети при нанесении ударов.
Исследования, проведенные по источникам патентной и научно-технической информации, показали, что заявляемый способ не известен и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям новизна и изобретательский уровень.
Способ может быть широко использован при железнодорожном строительстве, т.к. для его осуществления требуется стандартное оборудование, т.е. является промышленно применимым.
Проведение встряхивания рельсовой плети посредством нанесения ударов по рельсу не с боков, как в прототипе, а сверху, по поверхности качения имеет ряд преимуществ. Прежде всего, следует отметить, что форма сечения рельса предназначена для восприятия значительной вертикальной поездной нагрузки. Следовательно, к рельсу, без угрозы его повреждения, может быть приложена ударная нагрузка, величина которой существенно превосходит величину ударной нагрузки прикладываемой к рельсу при боковых ударах по нему. Возможность увеличения силы удара по рельсу приводит к возможности усиления бегущей по рельсу ударной волны. Кроме того, при ударе по рельсу сверху происходит полный отрыв подошвы рельса от основания. От таких ударов рельс из-за своей упругости на короткие промежутки времени "подпрыгивает", полностью отрываясь от основания. В результате этого более значительная часть кинетической энергии удара, по сравнению с прототипом, расходуется на формирование бегущей ударной волны в рельсовой плети. Все это приводит к более эффективному встряхиванию рельсовой плети, способствуя снижению трудозатрат и сокращению времени технологического «окна» для проведения работ по разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.
Осуществление встряхивания рельсовой плети посредством ударов, наносимых по рельсу с большой частотой, не менее 300 ударов в минуту, позволяет еще больше повысить эффективность встряхивания.
Снабжение ударного приспособления измерительным устройством, отслеживающим изменения напряженного состояния рельсовой плети при нанесении ударов, позволяет оперативно изменять интенсивность воздействия на рельс. Так, если по данным, полученным от измерительного устройства, напряженность состояния рельса имеет тенденцию к снижению, то интенсивность воздействия на рельс либо сохраняют на имеющемся уровне, либо немного уменьшают. Если напряженность в рельсовой плети не снижается, то интенсивность воздействия увеличивают, увеличивая частоту ударов и/или энергию удара. Это позволяет проводить разрядку напряжения в рельсовой плети с минимальными энерго- и трудозатратами.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображено сечение рельсовой плети (стрелка на чертеже показывает направление нанесения удара при проведении работ по встряхиванию рельсовой плети).
При укладке железнодорожного пути рельсы устанавливают на основании 1, в качестве которых обычно служат железобетонные или деревянные шпалы. Подошву 2 рельса закрепляют на шпалах при помощи специальных креплений, включающих болты, гайки и пр. (на чертеже не показаны). Поверхность 3 качения рельса предназначена для восприятия поездной нагрузки.
Способ осуществляют следующим образом.
Ударное приспособление (одно приспособление или ряд последовательно расположенных приспособлений) устанавливают на рельсы и начинают перемещать вдоль них. Ударное приспособление может быть выполнено, например, в виде установленной на роликах несущей рамы, а его ударная часть может совершать вертикальные колебания под действием дебалансов. При этом желательна такая установка ударного приспособления, чтобы распространяющаяся от него бегущая вдоль рельса ударная волна не гасилась посредством прочего оборудования, используемого в данный момент на данном отрезке железнодорожного пути для его обслуживания. Т.е. в непосредственной близости от ударного приспособления не должны быть установлены на рельсах ходовые тележки тяжелых машин, например для подбивки, стабилизации рельсового пути и пр.
Предварительный оперативный контроль напряженного состояния рельсовой плети позволяет выбрать тактику проведения разрядки ее температурных напряжений. При незначительных напряжениях разрядка может осуществляться посредством проведения только встряхивания рельсовой плети с временным ослаблением ее крепления, а иногда и без ослабления крепления. При больших величинах напряжений разрядку проводят на плети, предварительно вывешенной на роликовые опоры или скользящие пары пластин, с использованием силовых натяжных устройств, сочетая силовую вытяжку с проведением встряхивания рельсовых плетей.
Непосредственно встряхивание рельсовой плети осуществляют путем перемещения ударного приспособления вдоль рельсовой плети. Скорость перемещения, сила удара и частота наносимых ударов выбирается в соответствии с тактикой проведения разрядки температурных напряжений. При перемещении ударного приспособления его ударная часть наносит удары по поверхности 3 качения рельса, вызывая его колебания и заставляя рельс совершать небольшие "подскоки" подошвы 2 рельса относительно основания 1 рельса (шпалы). Это является причиной возникновения в рельсовой плети серии бегущих волн и приводит к ее эффективному встряхиванию, обеспечивая существенную подвижку рельсовой плети и приводя к снижению трудозатрат и сокращению времени технологического «окна» для проведения работ по разрядке температурных напряжений в рельсовых плетях бесстыкового пути.
Кроме того, заявляемый способ наряду с высокой эффективностью встряхивания рельсовой плети позволяет также содействовать уплотнению балласта рельсового пути, т.к. вертикальное ударное воздействие на рельс передается всей рельсошпальной решетке, а от нее балласту.