ПРУТКОВАЯ РЕЛЬСОВАЯ КЛЕММА

Область техники
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к рельсовым клеммам, которые являются деталью промежуточного раздельного рельсового скрепления и предназначены для прижатия рельса к опоре (например к шпале) или к подкладке. Прутковая рельсовая клемма представляет собой пружинную рельсовую клемму, изготовленную из стального прутка (см. ГОСТ Р 50542-93 «Изделия из черных металлов для верхнего строения рельсовых путей. Термины и определения»).
Уровень техники
Из уровня техники (патент РФ №2153548 на изобретение, опубликованный 27.07.2000) известна прутковая рельсовая клемма, содержащая петлю и две отогнутые в разные стороны от нее ветви, при этом каждая ветвь имеет U-образный участок по существу перпендикулярный плоскости петли, который переходит в боковой участок, переходящий в концевой участок, который изогнут таким образом, чтобы его часть была заключена внутри проекции петли на подошву рельса с возможностью контактирования с петлей в положении окончательного монтажа.
Недостаток вышеуказанной клеммы заключаются в том, что в ней не предусмотрены средства, препятствующие смещению клеммного болта внутри петли, что снижает надежность рельсового скрепления. Еще один недостаток вышеуказанной клеммы состоит в том, что для ее изготовления необходимо подвергнуть пруток сильному изгибу в поперечном направлении, что приводит к повышенной концентрации напряжений сжатия и растяжения в клемме и снижает ее устойчивость к прилагаемым нагрузкам, что повышает вероятность появления трещин и прочих дефектов и снижает надежность рельсового скрепления. Для такой конструкции клеммы необходимо выбирать материал повышенной прочности, при этом расход такого материала будет увеличенным из-за сильного изгиба ветвей клеммы.
Также из уровня техники (патент РФ №2592184 на изобретение, опубликованный 20.07.2016) известна прутковая рельсовая клемма, содержащая петлю и две отогнутые в разные стороны от нее ветви. При этом петля имеет сужающийся участок, концы которого соединены с двумя ветвями С-образной формы. Внешние концы ветвей направлены друг к другу и находятся на одной линии с изгибом петли. При этом расстояние между внешними концами ветвей превышает ширину петли, что исключает их взаимодействие.
Недостаток вышеуказанной клеммы заключается в том, что в ней из-за большого расстояния между внешними концами ветвей при подъеме рельса внешние концы ветвей не будут упираться в петлю, поэтому их ничего не будет удерживать от дальнейшего перемещения вверх. Соответственно, на петлю будет приходиться основная нагрузка по предотвращению излишнего изгиба рельса, что приведет к ее быстрому износу и снижению надежности рельсового скрепления.
Раскрытие сущности полезной модели
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Технический результат, достигаемый при использовании вышеуказанной полезной модели, заключается в повышении надежности рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Вышеуказанная задача решается, а технический результат достигаются при использовании прутковой рельсовой клеммы, изготовленной из стального прутка, имеющего по существу постоянный диаметр, содержащей
две ветви и петлю,
ветви имеют по существу С-образную форму в проекции на горизонтальную плоскость,
петля имеет дугообразный участок, центральный участок, сужающийся участок и переходный участок, который соединен с одним из концов каждой ветви,
при этом концы ветвей, которые не соединены с петлей, расположены под проекцией петли на горизонтальную плоскость,
расстояние С между концами ветвей, которые не соединены с петлей, меньше, чем ширина D участка петли, под проекцией на горизонтальную плоскость которого они расположены,
а отношение высоты А ветвей к высоте В прутковой рельсовой клеммы составляет не более чем 2/3.
Далее в тексте описания для упрощения изложения концы ветвей, которые не соединены с петлей, называются свободные концы.
За счет того, что свободные концы расположены под проекцией петли на горизонтальную плоскость, а расстояние между свободными концами меньше, чем ширина участка петли, под проекцией на горизонтальную плоскость которого они расположены, при подъеме рельса свободные концы ветвей будут упираться в петлю, таким образом, нагрузка на петлю будет распределяться по поверхности свободных концов ветвей, снижая нагрузку на петлю и предотвращая излишний прогиб рельса, что увеличит срок службы клеммы и повысит надежность рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Дугообразный участок петли служит как для придания дополнительной устойчивости и надежности конструкции клеммы, так и для создания упора для свободных концов клеммы, что позволяет повысить надежность рельсового скрепления. Кроме того, дугообразный участок петли препятствует перемещению клеммного болта внутри петли в направлении к рельсу, когда рельсовое скрепление находится в сборе.
Благодаря тому, что отношение высоты А ветвей к высоте В прутковой рельсовой клеммы составляет не более, чем 2/3, в процессе изготовления клемма не будет подвергаться сильному изгибу в поперечном направлении, что позволит уменьшить концентрацию напряжений сжатия и растяжения в клемме и повысит ее устойчивость к прилагаемым нагрузкам, снизит вероятность появления трещин и прочих дефектов и повысит надежность рельсового скрепления при минимальном расходе материалов на изготовление прутковой рельсовой клеммы.
Предпочтительно, расстояние Е между противоположными участками прутка центрального участка петли больше расстояния С между концами ветвей, которые не соединены с петлей.
За счет того, что расстояние Е между противоположными участками прутка центрального участка петли больше расстояния С между концами ветвей, которые не соединены с петлей, увеличивается площадь контакта свободных концов и петли при изгибе рельса и дополнительно повышается надежность рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Предпочтительно, расстояние Е между противоположными участками прутка центрального участка петли больше расстояния F между противоположными участками прутка сужающегося участка петли в месте его максимального сужения.
Благодаря тому, что расстояние Е между противоположными участками прутка центрального участка петли больше расстояния F между противоположными участками прутка сужающегося участка петли в месте его максимального сужения, сужающийся участок будет препятствовать смещению клеммного болта внутри петли, в направлении от рельса, когда рельсовое скрепление находится в сборе. Это позволит повысить надежность рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Предпочтительно, отношение расстояния Е между противоположными участками прутка центрального участка петли к расстоянию F между противоположными участками прутка сужающегося участка петли в месте его максимального сужения, составляет не менее 3.
Вышеуказанное отношение D/E позволяет гарантированно удерживать клеммный болт от перемещений внутри петли.
Предпочтительно, дугообразный участок петли имеет изгибы как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях.
Изгиб дугообразного участка петли в вертикальной плоскости позволяет увеличить прочностные характеристики петли в вертикальном направлении, что позволит дополнительно повысить надежность рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Предпочтительно, на верхней поверхности центрального участка петли выполнены углубления. Наиболее предпочтительно, если на верхней поверхности центрального участка и сужающегося участка петли выполнены углубления.
Наличие на верхней поверхности центрального участка и сужающегося участка углублений позволит удерживать клеммный болт в этих углублениях и повысить сопротивление смещению клеммного болта внутри петли, что позволит дополнительно повысить надежность рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы.
Краткое описание чертежей
Чертежи представлены для лучшего понимания сущности полезной модели, однако специалисту в данной области техники очевидно, что раскрытая полезная модель не ограничивается вариантом, представленным на них.
На фиг. 1 показана изометрическая проекция прутковой рельсовой клеммы.
На фиг. 2 показан вид спереди прутковой рельсовой клеммы.
На фиг. 3 показан вид сверху прутковой рельсовой клеммы.
На фиг. 4 показан вид в разрезе по линии А-А прутковой рельсовой клеммы.
На фиг. 5 показан вид сверху рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы в сборе с клеммным болтом и подрельсовой подкладкой.
На фиг. 6 показана изометрическая проекция рельсового скрепления с использованием прутковой рельсовой клеммы в сборе с клеммным болтом и подрельсовой подкладкой.
Осуществление полезной модели
Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи более подробно раскрыт предпочтительный вариант осуществления полезной модели. Предпочтительный вариант осуществления полезной модели представлен для лучшего понимания полезной модели, однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытая полезная модель не ограничивается вариантом, представленным на нем.
На фиг. 1-6 показана прутковая рельсовая клемма 1, содержащая петлю 2 и ветви 3 и 4. Ветви 3 и 4 имеют по существу С-образную форму в проекции на горизонтальную плоскость.
Петля 2 имеет дугообразный участок 5, центральный участок 6, сужающийся участок 7 и переходный участок 8, который соединен с одним из концов каждой ветви 3 и 4.
Дугообразный участок 5 имеет изгибы как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Указанные изгибы хорошо видны на фиг. 2 и 3.
На верхней поверхности центрального участка 6 и сужающегося участка 7 петли выполнены углубления 9. Углубления 9 создают дополнительные препятствия для смещения болта, что показано на фиг. 5.
Ветви 3 и 4 имеют концы, которые не соединены с петлей, далее также называемые свободные концы 10 и 11.
Высота ветвей 3 и 4 обозначена буквой А и составляет 35 мм.
Высота прутковой рельсовой клеммы 1 обозначена буквой В и составляет 60 мм.
Расстояние между концами ветвей 3 и 4 обозначено буквой С и составляет 24 мм.
Ширина D участка петли, под проекцией на горизонтальную плоскость которого расположены свободные концы ветвей 10 и 11 обозначена буквой D и составляет 56 мм.
Расстояние между противоположными участками прутка центрального участка петли обозначено буквой Е и составляет 26 мм.
Расстояние между противоположными участками прутка сужающегося участка петли в месте его максимального сужения обозначено буквой F и составляет 6,6 мм.
Высота вертикального изгиба дугообразного участка 5 обозначена буквой Н и составляет 5 мм.
Расстояние между петлей 2 и свободными концами 10 и 11 ветвей прутковой рельсовой клеммы 1 до ее закрепления на рельсе обозначено буквой K и составляет 25 мм.
Длина прутковой рельсовой клеммы 1 обозначена буквой G и составляет 162 мм.
Ширина прутковой рельсовой клеммы 1 обозначена буквой L и составляет 114 мм.
Как показано на фиг. 1-6, концы ветвей, которые не соединены с петлей, расположены под дугообразным участком петли, а расстояние С между концами ветвей, которые не соединены с петлей, меньше, чем ширина D дугообразного участка петли.
В собранном состоянии, показанном на фиг. 5 и 6, клемма опирается на подрельсовую подкладку, а свободные концы 10 и 11 ветвей опираются на верхнюю поверхность подошвы рельса 12. Через центральный участок 6 петли проходит клеммный болт 13, который закреплен в шпале. Гайка клеммного болта 13 расположена в углублениях 9 петли, а стержень клеммного болта 13 упирается в сужающийся участок 7 петли, что препятствует его перемещению внутри петли 2. Расстояние между петлей 2 и свободными концами 10 и 11 ветвей в собранном состоянии равно расстоянию допустимого изгиба рельса.
При выгибании под нагрузкой рельс преодолевает давление свободных концов 10 и 11 ветвей и поднимается вместе с ними до их упора о поверхность петли 2. Перемещение петли 2 вверх ограничивается клеммным болтом 13, который зафиксирован в шпале. Когда нагрузка снимается, рельс под давлением свободных концов 10 и 11 ветвей возвращается в свое исходное положение. Петля 2, таким образом, выполняет функцию защиты рельса от изгиба свыше расстояния допустимого изгиба рельса.