УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ ЖЕСТКОСТИ РЕЛЬСОВОГО ПУТИ

Предлагаемое устройство относится к области железнодорожного транспорта, в частности к путевому хозяйству.
Продольная жесткость рельсового пути - это есть отношения силы, действующей вдоль рельса, к величине перемещения точки приложения этой силы и имеет размерность н/м.
Продольная жесткость рельсового пути зависит от трех основных составляющих:
- продольной жесткости самого рельса;
- жесткости креплений рельсов к шпалам;
- жесткости связи шпал и верхнего строения пути.
Таким образом, продольная жесткость является объективным показателем технического состояния рельсового пути.
Существует «Устройство для определения продольной жесткости рельсового пути», реализованное в патенте на полезную модель RU 100478 от 2010 года, при помощи которого можно определить продольную жесткость рельсового пути. Недостатками существующего устройства являются следующие:
- его можно использовать только для определения продольной жесткости одной рельсовой нити стыкового пути;
- для его применения необходимо разбирать рельсовый стык.
Цель разработки предлагаемого устройства заключается в том, чтобы при его помощи определить среднее значение продольной жесткости одновременно двух рельсовых нитей стыкового и бесстыкового рельсового пути в любом требуемом месте.
Указанная цель достигается тем, что испытательная нагрузка со стороны силового органа передается сразу на оба испытуемых рельса через опорные узлы, закрепленные на этих рельсах. Опорные узлы удерживают испытательную нагрузку за счет силы трения между ними и рельсами; они могут быть установлены в любом месте рельса. Под действием испытательной нагрузки опорные узлы вместе с рельсами смещаются вдоль их осей, при этом определяется величина их относительного смещения и вычисляется средняя продольная жесткость рельсового пути:
В формуле (1):
исп
P - испытательная нагрузка (в Ньютонах).
см
δ - смещение опорного узла вместе с рельсом вдоль оси рельса (в метрах).
Схема предлагаемого устройства показана на Фиг. 1. Опорный узел 1, состоящий из хомута 1 и клина 2, укрепляется на рельсе А; опорный узел 2, состоящий из хомута 3 и клина 4 укрепляется на рельсе Б.
Силовой орган представляет собой гидроцилиндр, состоящий из поршня со штоком 5 и цилиндра 6, который оснащен манометром 7 для измерения давления масла.
В гидроцилиндр подается под давлением масло через патрубок Н.
Фиксирование рельсов, во избежание их поперечного смещения, производится при помощи тяг 8 и 9 болтами 12 и 13, через скобы 10 и 11. Тяга 8 шарнирно соединяется с хомутом 3, тяга 9 шарнирно соединяется с хомутом 1.
a
a
На шток 5 крепится диск 14, с помощью которого измеряется изменение размера . Изменение размера  соответствует изменению расстояния между опорными узлами 1 и 2.
Порядок действий по определению продольной жесткости бесстыкового пути:
1. Закрепляется на рельсе хомут 1 при помощи клина 2.
2. Устанавливается тяга 9 со скобой 10 и натягивается при помощи болта 12.
3. Гидроцилиндр в собранном виде выставляется на подкладках в рабочее положение.
4. Устанавливается хомут 3 и закрепляется клином 4.
5. Устанавливается тяга 8 со скобой 11 и фиксируется при помощи болта 13.
4
6. Подается масло в цилиндр с целью выборки зазоров, пока манометр не будет показывать стабильно малое давление (около 10 Па). Это положение принимается как начальное.
a
0
7. Измеряется начальная величина зазора , например при помощи штангенциркуля с точностью до 0,1 мм.
1
8. Увеличивается давление масла до заданной величины q (в Па).
a
1
9. Измеряется величина зазора . (в метрах)
10. Измеряется угол α в градусах.
11. Производится разгрузка системы снижением давления.
12. Вычисляется изменение размера а (в метрах):
13. Вычисляется взаимное смещение опорных узлов вдоль оси рельсов:
14 Вычисляется величина испытательной нагрузки(в Ньютонах):
цил
D - диаметр цилиндра в метрах
15. Подставляя в формулу (1) полученные значения из (2), (3), (4) вычисляется средняя продольная жесткость двух рельсовых нитей.