СОЕДИНИТЕЛЬ РЕЛЬСОВЫЙ СТЫКОВОЙ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к рельсовым цепям устройств железнодорожной автоматики -электрической сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).
Рельсовые стыковые электрические соединители предназначены для обеспечения максимальной и стабильной электрической проводимости стыка, поэтому они должны обеспечивать: малые потери электрической энергии, низкое и стабильное электрическое сопротивление. При установке в путь на электрифицированных участках сопротивление соединителя рельсового не должно превышать 300 мОм.
Известны приварные рельсовые электрические соединители, применяемые в рельсовых цепях железнодорожного пути на электрифицированных железных дорогах и служащие для снижения до приемлемого уровня электрического сопротивления рельсовых стыков, для обеспечения надежного и экономичного прохождения тягового и сигнального токов из одной рельсовой плети, в другую.
Полезная модель №22480, заявка 2001120973 от 25.07.2001, МПК Е01В 11/00(2000.01). Стыковой соединитель, содержит трос, концы которого установлены в стальные манжеты и соединены между собой посредством сварки, при этом устройство дополнительно содержит второй трос, концы которого установлены в манжеты рядом с концами первого троса и соединены с манжетами сваркой, причем отношение между общей площадью поперечного сечения тросов, площадью места сварки манжеты с тросами и площадью места приварки манжеты к боковой поверхности головки рельса составляет 1:(1,50-1,57):(1,9-2,2) соответственно, при этом тросы выполнены из стали, а их концы обжаты манжетами поперечными линиями конусного профиля.
Полезная модель №41283, заявка 2003119710 от 30.06.2003, МПК В60М 5/00(2000.01). Рельсовый стыковой соединитель для железных дорог содержит многожильный металлический токопровод (трос) и закрепленные на его концах, присоединяемые к боковым поверхностям головок рельсов стыка, стальные манжеты, каждая из которых выполнена в форме цилиндра, при этом длина токопровода относится к его диаметру в пределах не менее чем 33 к 1 и не более чем 35 к 1, а толщина стенки "в" каждой манжеты относится к диаметру токопровода соответственно в пределах от 0,35 до 0,40 при длине манжеты 'Т', находящейся в пределах не менее 3,5 и не более 4,1 диаметра токопровода "d". Токопровод выполнен в форме кривой с осью, описываемой выражением
повернутой относительно горизонтальной оси на 180°, манжета имеет фартук в виде тангенциальной стенки по всей длине манжеты, выступающий за пределы ее поперечного сечения в пределах не менее 0,97 и не более 1,18 диаметра токопровода, манжета с фартуком, установленная на каждом конце токопровода, упруго-ластически обжата по всей поверхности наружного диаметра до его уменьшения на величину не менее 0,04 и не более 0,06 диаметра токопровода, а концы токопровода приварены к торцевой поверхности манжеты.
Полезная модель №41025, заявка 2004106351 от 02.03.2004, МПК Е01В 11/00(2000.01). Рельсовый стыковой соединитель содержит манжеты в виде трубчатой обоймы, при этом сторона обоймы, обращенная к рельсу и привариваемые края противоположной стороны сплюснуты, а торцы обойм и концы гибкого троса, выполнены скошенными вниз от привариваемой к рельсу краев и спрессованы, с пластической деформацией жил гибкого троса, в средней части обойм со стороны противоположной сплюснутой стороне выполнено сферическое вдавливание с раздачей жил гибкого троса к стенкам обойм. Ось манжеты располагается параллельно оси соединителя.
Недостаток данных технических решений заключается в следующем. Из-за относительно высокого сопротивления биметаллических проводов для поддержания электрических параметров соединителей требуется применять провода большего сечения, чем у медных. Данное обстоятельство ухудшает механические параметры применяемых проводов по сравнению с медными. Провода трудно поддаются изгибам с малым радиусом, при этом происходит коробление и распушивание провода, выпучивание отдельных проволок или прядей и т.п. Конструкция, когда ось манжеты располагается параллельно ости рельса, требует трех изгибов на длине 200 мм, что из-за высокой жесткости провода крайне затруднительно, такие соединители плохо переносят динамические нагрузки и ломаются или отрываются от рельсов по месту приварки.
Наиболее близким по техническому решению является полезная модель №61207, заявка 2006107819 от 14.03.2006, МПК Е01В 11/54 (2006.01) «Рельсовый приварной электрический соединитель». Рельсовый приварной электрический соединитель, состоящий из гибкого проводника, закрепленного в концевых стальных манжетах, предназначенных для приварки к рельсам, при этом в качестве проводника использован биметаллический сталемедный провод, содержащий не менее 50% меди по сечению, выполненный из 61 сталемедной проволоки, свитой по формуле 1+6+12+18+24. Соединитель выполнен U-образной формы и имеет стальные манжеты, предназначенные для приварки к рельсам поперек продольной оси соединителя, снабжен тремя фиксирующими кольцами из стальной проволоки.
Недостатком данного соединителя является ослабление крепления гибкого троса в манжете в процессе эксплуатации при вибрационных воздействиях, и обусловленное этим ухудшение электрического контакта троса (токопровода) с манжетой. Кроме этого манжета не обеспечивает необходимую прочность сварного шва из-за малой толщины фартука, не позволяющей выполнять двухслойный сварной шов, в связи, с чем в зоне приварки к головке рельса формируется неблагоприятная зона термического влияния, вызывающая отколы металла.
Задачей, заявляемого технического решения является повышение надежности работы устройств железнодорожной автоматики электрической сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ).
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат заявляемой полезной модели, заключающийся в снижение электрического сопротивления токопровода, снижение переходного электрического сопротивления в соединении токопровода с наконечником, повышение надежности в работе соединителя.
Поставленная цель достигается соединителем рельсовым стыковым характеризующийся тем, что состоит из соединенных между собой многожильного токопровода и наконечников, токопровод многожильный выполнен из ультрамелкозернистого алюминиевого сплава, имеет износостойкую, холодостойкую, не распространяющую горение оболочку из полиуретана, закреплен в наконечниках, опрессовкой со степенью обжатия, обеспечивающей минимальное переходное электрическое сопротивление, при этом оболочка из полиуретана и наконечник в месте контакта обжаты втулкой наконечники выполнены из стали, в виде трубчатого элемента, при этом часть наконечника, привариваемая к головке рельса, сплющена до образования плоскости, в форме трапеции. Кроме этого часть трубчатого наконечника, служащая для закрепления токопровода, изнутри покрыта кварц-вазелиновой смазкой, имеет изгиб, для обвода наконечником накладки рельсового стыка, длина токопровода относится к его диаметру в пределах 20:1÷30:1, при диаметре токопровода 11-18 мм.
Высокая интенсивность отказов соединителей обусловлена условиями эксплуатации соединителей - это вибрации, удары, перепады температур, агрессивная среда. К наиболее характерным из них относятся: обрыв соединителя в месте приварки к рельсу, ненадежный контакт между токопроводом и наконечником. Нарушение контакта приводит к увеличению переходного сопротивления и, в конечном счете, как следствие, увеличение сопротивление рельсового соединителя,
превышающего 300 мОм. Нарушение контакта происходит, главным образом, после его установки в путь за счет разогрева наконечника в процессе ее приварки к рельсу и в процессе технического обслуживания зимой рельсового пути. В этом случае происходит деформация, ослабление усилия обжатия токопровода, а также окисление контактирующих поверхностей.
Конструкция наконечника, часть наконечника, привариваемая к головке рельса, сплющена до образования плоскости, в форме трапеции позволяют токопроводу соединителя располагаться максимально близко к рельсовым накладкам, что минимизирует усилия на отрыв сварного соединения во время контакта со средствами малой путейской механизации, при обслуживании пути. Наличие защитной оболочки из износостойкого, холодостойкого полиуретана и обжатие втулкой в месте контакта наконечника и оболочки из полиуретана не позволяет разрушать многожильный провод состоящий из тонких проводов выполненных из ультрадисперсного материала. Улучшение электрического контакта происходит в результате двойной опрессовки жил токопровода в наконечнике. Токопровод обжимают в наконечнике с деформацией обеспечивающей минимальное сопротивление в контакте при наличии слоя кварц-вазелиновой смазки, имеющей в своем составе твердые частицы кварца, которые при деформации (опрессовке) создают ювинильные поверхности на контактирующих материалах.
Повышение надежности соединителя в условиях высокой интенсивности движения и при движении поездов повышенного веса при одновременном повышении ресурса работы соединителя и его ремонтопригодности достигается за счет многожильного токопровода выполненного из ультрамелкозернистого алюминиевого сплава покрытого износостойкой, холодостойкой, не распространяющим горение оболочкой из полиуретана.
На фиг. 1 показан соединитель рельсовый стыковой, на фиг. 2 показан изгиб наконечника, на фиг. 3 показано положение втулки в месте контакта оболочки из полиуретана и наконечник.
Соединитель рельсовый приварной состоит из двух наконечников с соединенных токопроводом 2. Токопровод 2 многожильный выполнен из ультрамелкозернистого алюминиевого сплава, имеет износостойкую, холодостойкую, не распространяющую горение оболочку 3 из полиуретана.
Токопровод закреплен в наконечниках, опрессовкой со степенью обжатия, обеспечивающей минимальное переходное электрическое сопротивление. Наконечники 1 выполнены из стали, в виде трубчатого элемента, при этом часть наконечника, привариваемая к головке рельса, сплющена до образования плоскости, в форме трапеции 1.1.Часть трубчатого наконечника, служащая для закрепления токопровода, изнутри покрыта кварц-вазелиновой смазкой, имеет изгиб, для обвода наконечником накладки рельсового стыка. Длина токопровода относится к его диаметру в пределах 20:1÷30:1, при диаметре токопровода 11-18 мм. Оболочка 3 из полиуретана и наконечник 1 в месте контакта обжаты втулкой 4.
Пример конкретного выполнения полезной модели.
Соединитель рельсовый стыковой имеет U-образную форму. Такой рельсовый соединитель, будучи приваренным к стыкуемым рельсам, работает с меньшим механическим напряжением, и обеспечивает большую циклическую долговечность независимо от материала токопровода. Конструкция соединителя максимально близко расположена к рельсовым накладкам, имеет эластичную полиуретановую оболочку, это значительно сокращает количество отрывов сварного соединения во время обслуживания пути средствами механизации. Токопровод выполнен из ультрамелкозернистого алюминиевого сплава ТУ 27.32.13.13-046.