СОЕДИНИТЕЛЬ РЕЛЬСОВЫЙ СТЫКОВОЙ ПРУЖИННЫЙ УСИЛЕННЫЙ

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей, и предназначена для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов на участках железных дорог с электрической тягой.
Известно устройство соединителя рельсовой цепи, содержащее токопроводящую пластину с электроконтактными элементами, расположенными со стороны, обращенной к рельсам, установленную на шейке стыкуемых рельсов, выпукло-вогнутый пружинный элемент, рельсовую накладку, токопроводящая пластина имеет коробчатую форму, снабжена перемычкой, расположенной между электроконтактными элементами и выполненной из материала, имеющего электросопротивление меньше, чем материал токопроводящей пластины, пружинный элемент расположен выпуклостью к шейкам стыкуемых рельс, а отогнутыми горизонтально концами - к рельсовой накладке, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, обеспечивающие самоустановку пружинного элемента на выступе токопроводящей пластины, электроконтактные элементы выполнены из композиционного материала, в токопроводящей пластине выполнено углубление для перемычки, которую соединяют с токопроводящей пластиной в месте углубления, например, пайкой. (Патент RU 2330912, заявка: 2006136465 от 16.10.2006 г., МПК Е01В 11/00.).
Недостатком известного устройства является высокая интенсивность выработки на шейке рельса в месте контакта токопроводного элемента и рельса, высокое по значению электрическое сопротивление, что приводит к перегреву контактов при пропускании через соединитель тяговых токов, а также возможность загрязнение контактной зоны путем попадания грязи, масла, твердых частиц и других элементов, ухудшающих ее свойства, в процессе хранения, транспортировки, монтажа и эксплуатации соединителя.
Известен соединитель рельсовый стыковой пружинный усиленный, содержащий токопроводящую пластину коробчатой формы, в которой выполнено углубление для перемычки, перемычка соединена с пластиной в месте углубления, например, пайкой, на токопроводящей пластине отформованы элементы, имеющие сегментообразные разрывы и конусообразные углубления, в которые установлены электроконтактные элементы, перемычка, расположенная между электроконтактными элементами и выполненной из материала, имеющего электросопротивление меньше, чем материал токопроводящей пластины, выпукло-вогнутый пружинный элемент, расположенный выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, обеспечивающие самоустановку пружинного элемента на выступе токопроводящей пластины, электроконтактные элементы, выполненные из композиционного материала высотой 3,0-4,0 мм, имеют контактную часть в форме сферы радиуса 40-50 мм и посадочную часть в форме конуса равного конусности углубления в токопроводящей пластине, поверхность электроконтактного элемента покрыта смазкой. (Патент RU 2404318, заявка: 2009108105 от 10.03.2009 г., МПК Е01В 11/54). Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком известного устройства является преждевременное разрушение корпуса токопроводящей пластины коробчатой формы. Это обусловлено тем, что пластина постоянно находится в напряженном состоянии, а при движении составов, в результате прогиба рельсового стыка, пластина испытывает дополнительные периодические ударные и изгибающие нагрузки. Результатом действия таких нагрузок является преждевременное разрушение токопроводящей пластины. На фиг. 1 представлено характерное разрушение токопроводящей пластина в результате действия циклической нагрузки. Разрушение происходит по участкам с большой деформацией.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы токопроводящего стыка железнодорожного пути оборудованного рельсовым стыковым соединителем пружинного типа.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в повышении сопротивления ударным и изгибающим нагрузкам токопроводящей пластины в снижении электрического сопротивления и отсутствие перегрева контактных элементов при пропускания высоких тяговых токов.
Указанный технический результат достигается соединителем рельсовый стыковой пружинный, содержащий токопроводящую пластину коробчатой формы, в которой выполнено углубление для перемычки, перемычка соединена с пластиной в месте углубления, на токопроводящей пластине отформованы элементы, имеющие сегментообразные разрывы и конусообразные углубления, в которые установлены электроконтактные элементы, перемычка расположена между электроконтактными элементами и выполнена из материала, имеющего электросопротивление меньше, чем материал токопроводящей пластины, выпукло-вогнутый пружинный элемент, расположенный выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом на токопроводящей пластине, на стенках которой выполнены фиксаторы пружинного элемента, обеспечивающие самоустановку пружинного элемента на выступе токопроводящей пластины, электроконтактные элементы, выполненны из композиционного материала высотой 3,0-4,0 мм имеют контактную часть в форме сферы радиуса 40-50 мм, и посадочную часть в форме конуса, равного конусности углубления в токопроводящей пластине, поверхность электроконтактного элемента покрыта смазкой, при этом токопроводящая пластина выполнена из углеродистой качественной стали с пределом прочности на растяжение не менее 270 МПа, толщиной 2,0-3,0 мм, углубление для перемычки в токопроводящей пластине отформовано глубиной до 3 мм, элементы, имеющие сегментообразные разрывы, отформованы на глубину 0,5-0,8 мм, имеет плоскую посадочную площадку диаметром 22-26 мм, в центре которой отформовано посадочный конус глубиной до 3,0 мм, электроконтактный элемент выполнен в виде цилиндра диаметром 22-26 мм, на плоской посадочной поверхности которого выполнен конический выступ, высотой до 3,0 мм, электроконтактный элемент закрыт защитным колпачком, внутренний объем колпачка заполнен электропроводящей смазкой состоящей из Литола 24, порошка меди и углерода. Кроме этого, защитный колпачок выполнен из кольца, выполненного из эластичного материала, имеющего закрытую пористость, с крышкой из полипропиленовой пленки с клеящим слоем, твердость материала контактного элемента по Бринеллю ровна 100-550МПа, предел прочности материала контактного элемента на изгиб равен 550-1700 ПМа, объемная пористость материала контактного элемента не более 0,25%.
Повышение сопротивления ударным и изгибающим нагрузкам токопроводящей пластины достигается за счет следующих отличительных признаков. Токопроводящая пластина выполнена из углеродистой качественной стали с пределом прочности на растяжение не менее 270 МПа, т.е. сталь для изготовления пластины принята более пластичная. Увеличена толщина листа, из которого изготавливается токопроводящая пластина до 2,0-3,0 мм. Это повысило сопротивление ударным и изгибающим нагрузкам и снизило электрическое сопротивление. Снижение электрического сопротивления и исключение перегрева контактных элементов при пропускания высоких тяговых токов достигается за счет увеличения сечения перемычки, углубление для перемычки в токопроводящей пластине увеличено до 3 мм, а имеющиеся сегментообразные разрывы позволяют электроконтактному элементу непосредственно контактировать перемычкой. Электроконтактный элемент выполнен в виде цилиндра диаметром 22-26 мм, с плоской посадочной поверхности, на которой выполнен конический выступ, высотой до 3,0 мм. Такое исполнение электроконтактного элемента и наличие плоской посадочной площадки диаметром 22-26 мм, в центре которой отформовано посадочный конус глубиной до 3,0 мм, отформованной на 0,5-0,8 мм, снизило электрическое сопротивление, между электроконтактным элементом и токопроводящей пластиной.
Наличие смазки, содержащей Литол 24, медь, графит на электроконтактных элементах, полученных методом порошковой металлургии, имеющих твердость по Бринеллю в пределах 100-550 МПа, предел прочности на изгиб в пределах 550-1700 ПМа, объемную пористость не более 0,25%, и защищенных колпачком из эластичного материала, позволяет сохранять высокие эксплуатационные качества длительное время, защищая смазку от термической окислительной деструкции и загрязнения, позволяя сохранять ее свойства длительное время.
На фиг. 2, фиг. 3 показано устройство соединителя, на и фиг. 4 показано установка электроконтактного элемента, на фиг. 5 показана токопроводящая пластина, вид сверху, на фиг. 6, на фиг. 7 на фиг. 8, показаны сечения токопроводной пластины А-А, Б-Б и В-В соответственно.
Соединитель рельсовый стыковой пружинный усиленный содержит токопроводящую пластину 1 коробчатой формы, в которой выполнено углубление 1.1 для перемычки 2, перемычка 2 соединена с пластиной 1 в месте углубления 1.1, например, пайкой. На токопроводящей пластине 1 отформованы элементы, имеющие сегментообразные разрывы 1.2 и конусообразные углубления 1.3, в которые установлены электроконтактные элементы 3. Перемычка 2 расположена между электроконтактными элементами 3 и выполнена из материала, имеющего электросопротивление меньше, чем материал токопроводящей пластины 1. Выпукло-вогнутый пружинный элемент 4 расположен выпуклостью к шейкам стыкуемых рельсов, в центре пружинного элемента выполнена вогнутость 4.1, посредством которой пружинный элемент контактирует с ответным выступом 1.4 на токопроводящей пластине 1. Электроконтактные элементы 3, выполненные из композиционного материала высотой 3,0-4,0 мм, имеют контактную часть в форме сферы 3.1 радиуса 40-50 мм, и посадочную часть в форме конуса 3.2, равного конусности углубления 1.3 в токопроводящей пластине 1, поверхность электроконтактного элемента 3 покрыта смазкой. Токопроводящая пластина 1 выполнена из углеродистой качественной стали с пределом прочности на растяжение не менее 270МПа толщиной 2,0-3,0 мм. Углубление 1.1 для перемычки 2 в токопроводящей пластине 1 отформовано глубиной до 3 мм. Отформованные элементы, имеющие сегментообразные разрывы, отформованы на глубину 0,5-0,8 мм, имеют плоскую посадочную площадку диаметром 22-26 мм, в центре которой отформовано посадочный конус 1.3 глубиной до 3,0 мм. Электроконтактный элемент 3 выполнен в виде цилиндра диаметром 22-26 мм, на плоской посадочной поверхности которого выполнен конический выступ 3.2 высотой до 3,0 мм. Электроконтактный элемент 3 закрыт защитным колпачком 5, внутренний объем колпачка заполнен электропроводящей смазкой, состоящей из Литола 24, порошка меди и углерода.
Соединитель рельсовый стыковой пружинный усиленный устанавливается в рельсовый стык под рельсовую накладку 3. При затяжке гаек рельсовых болтов пружинный элемент 4 сжимается и вдавливает контактные элементы 3 в шейки смежных рельсов, обеспечивая тем самым прохождение электрического тока по рельсовой цепи.
Соединитель рельсовым стыковой пружинный усиленный может быть изготовлен на машиностроительном предприятии. В настоящее время разработана техническая документация. Изготавливается опытная партия соединителей рельсовых стыковых пружинных усиленных.