СТЫКОВАЯ НАКЛАДКА К РЕЛЬСАМ С ОПОРОЙ ДЛЯ ГРЕБНЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО КОЛЕСА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к усовершенствованию конструкции накладок для рельсовых стыков, и может быть использована в устройствах с направляющими качения.
Известна накладка к железнодорожным рельсам, содержащая верхнюю и нижнюю головки и шейку между ними с отверстиями для болтовых соединений, верхняя головка выполнена с опорной поверхностью для гребня колеса, параллельной поверхности катания головки рельса, длиной, равной максимальному раскрытию стыка между рельсами, и наклонными поверхностями к торцовым поверхностям накладки. При этом под опорной поверхностью между болтовыми отверстиями выполнена сообщенная с ними сквозная прорезь (патент РФ №2098535, МКИ Е 01 В 11/04, 1996 г. «Стыковая накладка к железнодорожным рельсам»). При подходе и прохождении стыковой впадины консольная часть рельсов изгибается, и гребень колеса входит в контакт сначала с наклонной, а затем с опорной поверхностью накладки. Давление от колеса в месте стыка распределяется между рельсами и накладкой, что снижает интенсивность дефектов рельсовых стыков при высоких скоростях движения железнодорожного транспорта.
Недостатком известной конструкции является то, что выполнение подвижной части за одно целое с накладкой и разделение подвижной части накладки от неподвижной только прорезью ограничивает поворотные и изгибные перемещения опорных поверхностей накладки. Поэтому в сечениях
опорной части накладки при прохождении гребня колеса от быстроменяющейся нагрузки возникают пульсирующие напряжения большой величины, которые еще более возрастают при износе поверхности катания колеса. Это приводит к потере прочности накладки над прорезью у болтовых отверстий, что снижает срок службы накладки.
Известна стыковая накладка к рельсам с опорой для гребня железнодорожного колеса, содержащая верхнюю и нижнюю головки и шейку с отверстиями для болтовых соединений, опорные поверхности для гребня колеса, верхнюю головку с уступом с наклонной поверхностью, двумя осевыми упорами и двумя углублениями на опорной поверхности уступа, в углублениях размещены пяты, а между осевыми упорами размещен стержень (балка) с опорными поверхностями для гребня колеса и опорными поверхностями, контактирующими с криволинейными поверхностями пят (патент РФ №2245953, МКИ Е 01 В 11/04, 2003 г. «Стыковая накладка к рельсам с опорой для гребня железнодорожного колеса»). При подходе и прохождении стыковой впадины консольная часть рельсов изгибается, и гребень колеса входит в контакт с опорными поверхностями балки. Балка прогибается, при этом ее опорная поверхность контактирует с криволинейными поверхностями пят. Отсутствие связей в опорах балки, ограничивающих горизонтальные и поворотные от изгиба перемещения, снижает напряжения, возникающие в сечениях балки под нагрузкой. Такое устройство накладки способствует повышению эксплуатационной надежности железнодорожного пути. Однако доработка верхней головки накладки, введение дополнительных элементов для размещения балки в верхней головке накладки, усложняет ее конструкцию, а выполнение уступа, углублений на его опорной поверхности снижает нагрузочную способность накладки из-за ослабления полезного сечения накладки и появления концентраторов напряжений. Это приводит к снижению срока службы стыковой накладки.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции и увеличении срока службы стыковой накладки с опорой для гребня железнодорожного колеса.
Указанный технический результат достигается тем, что стыковая накладка к рельсам с опорой для гребня железнодорожного колеса, содержащая верхнюю и нижнюю головки и шейку с отверстиями для болтовых соединений, балку с опорными поверхностями для гребня колеса, снабжена кривой балкой, выполненной за одно целое с бобышками, опирающимися о верхнюю головку накладки, и контактирующую с шейкой накладки, при этом опорная поверхность балки для гребня колеса выполнена наклонной в направлении от рельса, а внутренняя поверхность криволинейной части балки отображает поверхность верхней головки накладки и образует с ней эквидистантный зазор, достаточный для перемещения опорной части под нагрузкой.
На фиг.1 изображен поперечный разрез предлагаемой накладки (сечение А-А); на фиг.2 - расположение балки с бобышками на накладке.
Стыковая накладка содержит головки 1 и 2, шейку 3 с отверстиями 4 под болтовые соединения и снабжена кривой балкой 5, выполненной за одно целое с бобышками 6 для крепления балки к накладке. Бобышки сопрягаются с кривой частью балки 5 криволинейными поверхностями 7. Опорные поверхности 8 и 9 балки для гребня выполнены наклонными в направлении от рельса, внутренняя поверхность 10 кривой части балки отображает поверхность верхней головки 1 накладки и образует с ней эквидистантный зазор.
При установке кривой балки 5 в пазухе накладки и затяжке стыковых болтов криволинейные поверхности 7 опираются о верхнюю головку 1 накладки, при этом торцовые поверхности бобышек 6 прижимаются к шейке 3 накладки.
При подходе к стыковой впадине и ее прохождении консольная часть рельсов изгибается, и гребень 11 колеса 12 входит в контакт с опорными поверхностями 8 и 9 балки 5. Балка изгибается и одновременно скручивается от действия составляющей нагрузки, перпендикулярной наклонным поверхностям
8 и 9 кривой части балки. Деформации кривой балки от изгиба и кручения обеспечивают большую податливость балки и снижение напряжений при воздействии на нее гребня колеса. Введение балки исключает конструктивную доработку верхней головки накладки и обусловленное этим снижение нагрузочной способности накладки. Это способствует повышению срока службы стыковой накладки и эксплуатационной надежности железнодорожного пути в целом.