СОЕДИНИТЕЛЬ РЕЛЬСОВЫЙ ШАБЕРНЫЙ РЕМОНТНЫЙ, ШАБЛОН ДЛЯ ОЦЕНКИ ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ПОВТОРНОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Заявленное решение относится к элементам электрических рельсовых цепей, является временным ремонтным средством для восстановления электропроводности рельсового стыка посредством обеспечения электрического контакта между рельсовой накладкой и шейками рельсов.
Уровень развития техники в указанной области известен из патента СССР №1794706, где соединитель рельсовый устанавливается в пазухе между рельсовой накладкой и шейкой рельса, содержит токопроводящий и распорные элементы, подвижно сочлененные между собой и фиксируемые в осевом направлении резьбовым соединением, причем оба элемента ориентированы своими ветвями от торца рельсовой накладки.
Недостатком решения является низкая надежность и высокая трудоемкость монтажа соединителя. Низкая надежность связана с тем, что при наличии ржавчины на рельсовой накладке и шейке рельса проблематично образовать электрический контакт. Высокая трудоемкость монтажа связана с применением резьбового соединения и сложностью визуального наблюдения зон контакта токопроводящего элемента с накладкой и рельсом.
Техническим результатом заявляемого объекта является повышение надежности электрической рельсовой цепи и снижение трудоемкости монтажа (и демонтажа) объекта.
Это достигается тем, что токопроводная пластина (в прототипе - токопроводный элемент) снабжена шаберами, твердость которых превышает твердость материалов рельса и рельсовой накладки, расстояние между шаберами превышает ширину пазухи. В частности, соединитель может быть снабжен элементом регулирования (в прототипе - распорный элемент) усилия взаимодействия шаберов с рельсом и рельсовой накладкой.
В заявляемом решении предложен еще один объект - шаблон для оценки возможности повторного применения соединителя. Этот объект служит указанному
выше техническому результату. Оба объекта объединены одним замыслом. Шаблон (охватывающего или охватываемого типа) содержит измерительные поверхности контроля номинала расстояния между шаберами.
На фиг.1 и 2 представлены схемы монтажа соединителя, на фиг.3, 4, 5, 6 - варианты исполнения соединителя, на фиг. 7 и 8 - принципиальное устройство шаблона.
Соединитель устроен следующим образом. Токопроводная пластина 1 снабжена шаберами 2, которые, при эксплуатации соединителя, предназначены для взаимодействия с шейкой рельса 3 и рельсовой накладкой 4. Пластина 1 выполнена преимущественно изогнутой формы, ее материал должен быть упругодеформируемым (например, сталь пружинная) и должен обладать необходимым удельным электрическим сопротивлением. Упругодеформируемость и геометрия пластины должны обеспечивать такое усилие Р воздействия шаберов на рельсе и рельсовую накладку, которого было бы достаточно для удаления ржавчины 5. Шаберы выполнены из электропроводного материала, твердость которого выше твердости материалов рельса и накладки (например, твердый сплав). Расстояние b между шаберами превышает ширину а пазухи (пазуха - зазор между шейкой рельса и внутренней поверхностью рельсовой накладки).
Соединитель монтируют в пазуху рельсового стыка следующим образом. Его с помощью специального инструмента 6 ударами молотка забивают в пазуху. При этом шаберы удаляют (срезают, скалывают) ржавчину и внедряются на некоторую глубину в материал рельса и накладки.
Работа соединителя состоит в следующем: электрический (сигнальный или тяговый) ток от рельса 3 через шабер 2, токопроводную пластину 1, шабер 2 протекает в рельсовую накладку 4 и далее (с противоположного торца рельсовой накладки установлен аналогичный соединитель) от рельсовой накладки через шабер, токопроводную пластину другого соединителя, шабер протекает в другой стыкуемый рельс.
Монтаж соединителей (по одному со стороны торцов рельсовой накладки) производят в тех случаях, когда обнаружен сбой или отказ рельсовой электрической
(сигнальной или тяговой) цепи, а произвести регламентное обслуживание (например, удалить ржавчину с контактных площадок рельса и рельсовой накладки) или ремонт рельсового стыка в данный момент произвести нельзя (малое время "окна" между прохождением поездов и т.д.). Таким образом, заявляемый объект, по сути, является ремонтным и предназначен работать лишь некоторый интервал времени (до ближайшей возможности произвести обслуживание или ремонт стыка).
Указанный технический результат достигается следующим образом. Повышение надежности электрической рельсовой цепи (ее возврат в работоспособное состояние) достигнуто тем, что обеспечено протекание электрического тока без разборки, обслуживания или ремонта отказавшего рельсового стыка. Снижение трудоемкости монтажа достигнуто за счет того, что монтаж производится за 2-4 удара молотка. Демонтаж соединителя возможен при разборке стыка, либо за счет выдергивания в сторону торца накладки. Для фиксированного положения соединителя в пазухе соединитель может быть снабжен упором 7. Для удобства нанесения ударов молотком соединитель может быть снабжен площадками 8.
В частности, соединитель можно монтировать с обратной ориентацией в пазухе, фиг.2, т.е. ветвями вглубь пазухи.
Необходимое усилие Р взаимодействия шаберов с рельсом и накладкой обеспечивается правильным выбором свойств материала токопроводной пластины и ее размерами. Опыты показывают, что это усилие может быть значительным (>100 ктс), следовательно, даже при применении пружинных марок сталей толщина пластины 1 может быть значительной. Толщину (а также ширину) пластины 1 можно уменьшить, если на пластине выполнить ребра 8 жесткости и /или формованную полость 9 (сечения А-А и Б-Б фиг.4).
Уменьшить величину электрического сопротивления соединителя (следовательно - повысить надежность и уменьшить сопротивление электрической рельсовой цепи) можно, если токопроводную пластину снабдить дополнительным тоководом (позиция 10 на фиг.3 или поз.11 на фиг.4). Материал такого
токовода должен обладать меньшим удельным электрическим сопротивлением, чем материал пластины 1. Например, если токопроводная пластина выполнена из стали 65С2ВА, то дополнительный токовод может быть выполнен из меди, бронзы, латуни и т.д.
Если по каким-либо соображениям (большая толщина ржавчины 5, высокий уровень вибраций в стыке и т.д.) есть опасения, что величина электрического сопротивления стыка не будет стабильной из-за недостаточно надежного электрического контакта шаберов с рельсом и накладкой, то соединитель может быть снабжен средством регулирования усилия взаимодействия шаберов с рельсом и накладкой. Варианты исполнения такого средства показаны на фиг. 5 и 6. Так, например, это может быть отогнутый лепесток 12 или клин 13. Соединитель с лепестком 12 монтируют следующим образом. Его, как и изображенный на фиг.1, забивают в пазуху молотком. При этом шаберы срезают (частично или полностью) ржавчину 5, электрическая цепь "накладка-пластина-рельс" замыкается. Затем воздействуют (молотком с помощью инструмента 6) на лепесток так, чтобы он распирал ветви соединителя и тем самым увеличивал усилие Р взаимодействия. При этом шаберы еще глубже входят в материал рельса и накладки, надежность рельсовой цепи возрастает. В случае применения клина 13 либо выбирают угол & для обеспечения самоторможения клина в токопроводной пластине, либо на токопроводной пластине и клине выполняют стопоры (фиксаторы) 14. После забивания соединителя (в этом случае - токопроводной пластины) в пазуху между ветвей токопроводной пластины вставляют клин 13 и забивают его внутрь до обеспечения необходимого усилия Р взаимодействия.
После первого применения (использования) соединитель извлекают из пазухи рельсового стыка. При этом расстояние b между его шаберами может оказаться меньше первоначального. Повторно использовать такой соединитель нельзя, т.к. он не обеспечит необходимого усилия Р взаимодействия. Расстояние b можно восстановить разными методами, например, отогнуть ветви, надавить на них лепестком 12, клином 13 и т.д. При этом важно знать:
а) требуется ли восстанавливать расстояние L;
б) если требуется, то на ту ли величину оно произведено.
1
1
Контроль можно выполнять измерительным универсальным инструментом, например, штангенциркулем. Технологичнее и проще иметь шаблон 15. В случае исполнения его охватывающего типа шаблон содержит измерительные поверхности 16, 17 и 18 контроля номинала (величины Ы) расстояния между шаберами. Для оценки возможности повторного применения соединителя шаблон 15 прикладывают к одному из шаберов одной из измерительных поверхностей и проверяют (по наличию зазора Δ=|b-b|соответствие действительного (номинального) расстояния Ы требуемому расстоянию Ь. Целесообразно, чтобы b≤b<[b]. При использовании шаблона 19 охватываемого типа на нем выполняют контрольные метки 20 и 21, являющиеся измерительными поверхностями. При этом расстояния b и [b] в перерасчете от угла & являются, по сути, размерами b и [b]. При введении шаблона 19 внутрь токопроводной пластины 1 по положению контрольной риски 22 относительно меток 20 и 21 определяют возможность повторного применения соединителя. Целесообразно, чтобы контрольная риска 22 находилась в интервале между метками 20 и 21 либо совпадала с меткой 20.