СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЛЬСОВ С Т-ОБРАЗНОЙ ВСТАВКОЙ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к усовершенствованию конструкции стыкового соединения рельсов, и может быть использована в устройствах с направляющими качения.
Известны стыковые соединения рельсов двухголовыми накладками к железнодорожным рельсам. Накладка размещается в пазухе рельсов. Шейки накладок стягиваются болтовыми соединениями, при этом усилия от затяжки стыковых болтов передаются головкам, которые создают вертикальное растяжение шеек рельсов. При прохождении колесом рельсового стыка эти усилия складываются с ударными нагрузками, что приводит к усталостному разрыву шеек рельсов около болтовых отверстий у стыка (см. «Путь и безопасность движения поездов» / В.И.Болотин и др. Под ред. В.Я.Шульги. М.: Транспорт, 1994. С.67-68). Недостатком известных конструкций стыковых соединений рельсов накладками является то, что их устройство не обеспечивает прямолинейности в допустимых пределах концов рельсов при нагрузках в условиях эксплуатации железнодорожного пути. Прогнутость концов рельсов приводит к разрушению головок рельсов в месте стыка, к усталостному разрыву шеек рельсов (см. «Железнодорожный путь и подвижной состав для высоких скоростей движения» / А.Ф.Золотарский и др. Под ред. М.А.Чернышева. М.: Транспорт, 1964. С.96-101).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является стыковое соединение рельсов, которое включает концевые части рельсов с пазами в головках рельсов, стыковые накладки, болтовые соединения
накладок с рельсами, вставку с трапецеидальным поперечным сечением, упоры с пружинящими язычками, контактирующими с торцовыми поверхностями вставки (см. патент РФ №2265099, МКИ Е01В 11/32, 2005 г. «Стыковое соединение рельсов»). При установке вставки и упоров в пазы рельсов, поперечные сечения которых отображают поперечное сечение вставки, наружная поверхность вставки совпадает с плоскими поверхностями головок рельсов, а пружинящие язычки упоров фиксируют осевое положение вставки после закрепления стыковых накладок с рельсами болтовыми соединениями. При прохождении стыковой впадины поверхность катания колеса контактирует с наружной поверхностью вставки, давление от колеса распределяется между вставкой, рельсами и стыковыми накладками. Это позволяет уменьшить величину прогиба рельсов у стыка, снизить ударное воздействие колес по рельсам.
Вместе с вышеизложенным следует отметить, что из-за малой площади поперечного сечения вставки, ограниченной габаритами головки рельса, во вставке возникают напряжения, близкие к допускаемым. Тенденция на транспорте к увеличению нагрузки на ось грузового вагона, росту скорости его движения может привести к превышению допускаемой величины изгибного напряжения на вставку. Кроме этого, опасными становятся концентраторы напряжений в головке рельса у основания вставки. Это особенно может сказываться при поперечных смещениях поверхности катания колеса в кривых рельсов малого радиуса.
Указанные выше причины ограничивают несущую способность вставки, снижают эксплуатационную надежность стыкового соединения.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении несущей способности вставки стыкового соединения в условиях увеличения нагрузки на ось грузового вагона и роста скорости движения подвижного состава.
Указанный технический результат достигается тем, что в стыковом соединении рельсов, включающим стыковые накладки, болтовые соединения
накладок с рельсами и вставку в концевых частях рельсов с осевыми упорами в виде упругих элементов, в головках концевых частей рельсов выполнены уступы с опорными поверхностями, в которых установлена вставка Т-образного продольного сечения с поперечным сечением, отображающим поперечный разрез рельсов, состоящая из головки и ножки и включающая опорные поверхности в головке вставки и выточки на торцовых поверхностях ножки вставки, при этом опорные поверхности головки вставки контактируют с опорными поверхностями уступов в рельсах, а в выточках ножки вставки размещены упругие элементы, например, тарельчатые пружины, фиксирующие симметричное расположение головки вставки относительно торцовых поверхностей уступов в рельсах.
На фиг.1 изображено стыковое соединение рельсов с Т-образной вставкой и упругими элементами в вытачках ножки вставки (продольное сечение ножки вставки и рельсов).
На фиг.2 изображено поперечное сечение головки вставки и накладок соединения (сечение А-А).
Стыковое соединение рельсов включает концевые части рельсов 1 и 2, стыковые накладки 3 в пазухах рельсов, болтовые соединения 4 и 5 накладок с рельсами, вставку Т-образного продольного сечения с поперечным сечением, отображающим поперечный разрез рельсов, с головкой 6 и ножкой 7. В ножке 7 вставки в выточках размещены упругие элементы 8 (упоры), например, тарельчатые пружины.
При установке вставки в уступы головок рельсов опорные поверхности головки 6 вставки контактируют с опорными поверхностями уступов в рельсах 1 и 2, а упругие элементы 8 в областях головок накладок взаимодействуют с торцовыми поверхностями рельсов и тем самым определяют симметричное расположение головки вставки относительно торцовых поверхностей 9 и 10 уступов рельсов после закрепления стыковых накладок с рельсами болтовыми соединениями. Это обеспечивает уменьшение стыкового зазора в
соединении вставка-рельс до величины, не превышающей половины его максимального значения.
При подходе железнодорожного колеса 11 к вставке и контакте поверхности катания колеса с наружной поверхностью вставки опорные поверхности головки вставки взаимодействуют с опорными поверхностями уступов по ширине головок рельсов 1 и 2, при этом упругие элементы 8 (упоры) удерживают симметричное расположение вставки.
Такое конструктивное устройство стыкового соединения снижает величину удельного давления в контактирующих поверхностях вставки и рельсов, обеспечивает возможность увеличения нагрузки на ось грузового вагона и эксплуатацию соединения при значительном увеличении скорости движения подвижного состава.