Цельнолитая подкладка с подушкой

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции верхнего строения железнодорожного пути с рельсами разных конфигураций, где вероятность схода подвижного состава увеличена, а именно, к цельнолитой подкладке с подушкой стрелочного перевода.
Уровень техники
Важнейшими элементами, определяющими стабильную работу стрелочных переводов, являются скрепления. В зоне стрелки такими элементами являются подкладки с подушкой. Повышение интенсивности эксплуатации, связанной с ростом осевых нагрузок подвижного состава, скоростей движения и грузонапряженности, диктует необходимость совершенствования конструкций, материалов и технологии изготовления этих ответственных за обеспечение безопасности элементов.
В конструкциях стрелочных переводов для российских железных дорог применяются подкладки с подушками, изготовленные с использованием различных технологий.
На протяжении длительного времени стрелочные башмаки с подушками на заклепках являлись единственной конструкцией, использовавшейся на стрелочных переводах всех типов и марок.
Отказы подкладок с подушками на заклепках происходят по причине ослабления заклепочных соединений, трещин и изломов подкладок, проходящих через отверстия под заклепки в зоне внутренней кромки подошвы рамных рельсов, смятия и износа подушек.
Используемая при их изготовлении технология не обеспечивает эксплуатационную стойкость скреплений, необходимую в современных эксплуатационных условиях.
По мере освоения новых технологий для изготовления подкладок с подушкой стали использовать сварку и штамповку.
При использовании технологии сварки подкладка с подушкой изготовляется из двух сваренных между собой элементов (подкладки и подушки) с использованием сварки через отверстия в подкладке.
В процессе эксплуатации под воздействием динамических сил, передаваемых на подкладки от рельсов, отказ подкладок с подушками, изготовленных с использованием технологии сварки через отверстие, происходит по причине трещин и изломов в зоне внутренней кромки подошвы рамных рельсов от сварных швов ближайшего к кромке рамного рельса отверстия, или в зоне термического влияния сварных швов.
При использовании технологии горячей штамповки подкладки с подушкой образуются за счет выштамповки подушки из пластины подкладки. Технология штамповки позволяет изготовить подкладку с подушкой из одной заготовки.
В процессе эксплуатации отказ подкладок с подушками, изготовленных методом горячей штамповки, происходит из-за трещин и изломов подкладок изломов по внутренней кромке рамных рельсов в зоне среза и выдавливания металла для формирования носовой части подушки башмака.
Известно устройство для крепления рамных рельсов в железнодорожных стрелочных переводах, содержащее опорную плиту рамного рельса с укрепленной на ней подушкой скольжения стрелочного остряка и пружинный элемент, причем подушка скольжения выполнена с полостью, внутренняя поверхность которой имеет выступ, взаимодействующий с пружинным элементом, опирающимся концами в приливы, выполненные в торце полости, а в месте их соприкосновения подушка снабжена отверстиями для отжатия дуг наружного элемента при демонтаже крепления (Патент СССР N 357754, 1972, кл. Е01В 7/22).
Известно устройство для крепления рамного рельса в стрелочных переводах железнодорожного пути, включающее клемму, установленную с внешней стороны этого рельса, и перекрывающую одним концом подошву рамного рельса с внутренней его стороны, подушку скольжения для остряка стрелки с выемкой на нижней стороне, в которой размещена пружинная скоба, контактирующая средней частью с подошвой рамного рельса, причем на втором конце подушки выполнены выступы с опорными плоскостями, размещенными выше плоскости подкладки рамного рельса, на которых расположены концы пружинной скобы (Патент СССР N 594896, 1978, кл. Е01В 7/22).
Известно устройство подушка подвижного рельса стрелочного перевода (Патент СССР №867989, кл. Е01В 7/00, 1981).
Известен способ крепления стрелочных и крестовинных подушек к прокладкам и лафетам посредством заклепок (заявка ФРГ N 2856850, кл. Е01В 7/02, 1983).
Известно устройство для крепления рамного рельса в стрелочном переводе (РФ 2095511, Е01В 7/22, 1997).
Недостатками данных устройств являются ненадежность способов прикрепления подушки к подкладке. А также недостаточная эксплуатационная стойкость, так как в местах взаимодействия рамного рельса с подушкой возникают значительные контактные напряжения, что приводит к их быстрому излому и ослаблению усилия прижатия рельса.
Раскрытие полезной модели
С целью сокращения усилий при переводе остряка стрелочного перевода, а также прикрепление рамных рельсов к брусьям в пределах остряков выполняют с помощью подкладки с подушкой.
Задачей заявленной цельнолитной подкладки с подушкой является передача давления от подвижного состава на большую площадь переводного бруса, создания лучших условий скольжения подошвы остряков при переводе их из одного положения в другое, а при пониженных остряках специального профиля - для приведения к одному уровню поверхностей катания рамного рельса и остряка. Также задача изобретения заключается в сокращении усилий при переводе остряка стрелочного перевода за счет прикрепления рамных рельсов к брусьям в пределах остряков посредством подкладки с подушкой.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является уменьшение частоты возникновения изломов подкладки с подушкой в связи с возникновением дефекта в виде трещин, а также обеспечение большей устойчивости остряков, за счет увеличения площади самой подушки. Указанный технический результат достигается изменением геометрических параметров подушки, характеризуется тем, что подушка имеет соотношение 250а/b200, где а - длина подушки, b - ширина подушки, а также посредством изготовления цельнолитной методом цельного литья. Заявленная подкладка с подушкой в свою очередь лучше воспринимает высокочастотную и гигацикловую нагрузку от подвижного состава, которая ведет к излому подкладки. Полезная модель с измененной геометрией и новым способом изготовления позволит избежать концентрации напряжения в местах взаимодействия рамного рельса с подушкой.
Предложена цельнолитая подкладка с подушкой, которая выполнена методом цельного литья, при этом подушка имеет соотношение а/b, равное 250/200, где а - является длиной подушки, b - шириной подушки, также подушка является пропорциональной размеру самой подкладки.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 представлен вид сверху заявленной подкладки с подушкой.
На Фиг. 2 представлен вид сбоку заявленной подкладки с подушкой.
На Фиг. 3 приведен вариант исполнения цельнолитой подкладки с подушкой в фронтальной, горизонтальной и профильной проекции с размерами.
Осуществление полезной модели
Заявляемое решение конкретизировано на Фиг. 2, где показано, что считается в данном случае подкладкой, а что подушкой, а на Фиг. 3 приведен вариант исполнения цельнолитой подкладки с подушкой во фронтальной, горизонтальной и профильной проекции с размерами.
Как показали научные и экспериментальные исследования заявителя, соотношение ширины подушки должно быть пропорционально ширине подкладки. А способ изготовления подкладки с подушкой должен быть основан на технологии цельного литья, что позволит избежать концентрации напряжения в местах взаимодействия рамного рельса с подушкой.
В случае если указанное соотношение менее половины ширины подкладки, то не обеспечивается требуемая для надежной работы устройства прочность, а если более, то превышается допустимая величина граничного условия, которая влияет на безопасную работу других элементов стрелочного перевода. Также в случае изготовления подкладки с подушкой из двух отдельных элементов подкладки и подушки или методом горячей штамповки, в подкладке возникают концентраторы напряжений, которые ведут к появлению трещин и излому.
Работает цельнолитая подкладка с подушкой следующим образом, остряк стрелочного перевода при своем передвижении из одного положения в другое скользит по цельнолитой подкладке с подушкой. В свою очередь, цельнолитая подкладка с подушкой служит точкой опоры при прохождении подвижного состава по стрелки стрелочного перевода, а также лучше воспринимает высокочастотную и гигацикловую нагрузку от подвижного состава.