СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РЕЛЬСОВ ВНАХЛЕСТКУ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности, к совершенствованию конструкции стыкового соединения рельсов, и может быть использована в устройствах с направляющими качения.
Известны стыковые соединения рельсов двухголовыми накладками с торцами рельсов, перпендикулярно срезанными в отношении продольной оси рельса. Накладки размещаются в пазухах рельсов. Шейки накладок стягиваются болтовыми соединениями, при этом усилия от затяжки стыковых болтов передаются головкам рельсов, 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).
Известно стыковое соединение рельсов внахлестку, включающее стыковые накладки, болтовые соединения накладок с рельсами, уступы в концевых частях рельсов с плоскими продольными поверхностями, расположенными в плоскости симметрии осей головок, шеек и подошв рельсов, и
плоскими поперечными поверхностями, перпендикулярными продольным поверхностям (см. Шахунянц Г.М. Железнодорожный путь: учебник / Г.М.Шахунянц. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Транспорт, 1969. С.220-223). При прохождении стыковой впадины поверхность катания колеса взаимодействует одновременно с головками в концевых частях принимающего и отдающего рельсов. Это способствует снижению ударного воздействия колеса по рельсам.
Однако, при подходе поверхности катания колеса к уступу принимающего рельса, прогибе рельса колесо взаимодействует с уступом отдающего рельса, при этом возникают поперечные силы, которые стремятся раздвинуть рельсы в зоне стыка. Такое воздействие особенно опасно при ослаблении усилий болтовых соединений рельсов с накладками. Происходит поперечный сдвиг продольных поверхностей уступов и их смятие. Это снижает несущую способность стыкового соединения внахлестку, повышает ударно-динамическое воздействие колеса и рельса.
Технический результат, на достижение которого направлено полезной модели, заключается в повышении несущей способности стыкового соединения рельсов внахлестку в условиях увеличения нагрузки на ось грузового вагона и роста скорости движения подвижного состава.
Указанный технический результат достигается тем, что стыковое соединение рельсов внахлестку, включающее стыковые накладки, болтовые соединения накладок с рельсами, уступы в концевых частях рельсов с плоскими продольными поверхностями, расположенными в плоскости симметрии осей головок, шеек и подошв рельсов, и плоскими поперечными поверхностями, перпендикулярными продольным поверхностям, содержит упругие элементы, размещенные в пазухах рельсов и накладок между стержнями болтов болтовых соединений и контактирующие с шейками рельсов в области продольных поверхностей уступов, а в зонах болтовых соединений - с поверхностями пазух накладок.
На фиг.1 изображен вид сверху на стыковое соединение рельсов внахлестку с местным разрезом, вскрывающим упругий элемент в зоне болтового скрепления рельсов. На фиг.2 изображено поперечное сечение соединения рельсов внахлестку - сечение А-А на фиг.1, повернутое на 90°.
Стыковое соединение рельсов включает концевые части 1 и 2 рельсов с уступами 3 и 4, выполненными в виде плоских продольных поверхностей 5 в плоскости симметрии головок рельсов и поперечных поверхностей 6 и 7, перпендикулярных плоским поверхностям, болтовые скрепления 8 и 9 рельсов 1 и 2 с накладками 10 и 11. В пазухах рельсов и накладок между стержнями болтов размещены упругие элементы 12 и 13.
При установке накладок пазухи накладок фиксируют симметричное положение упругих элементов относительно осей болтов болтовых соединений, а стержни болтов определяют положение упругих элементов вдоль концевых частей рельсов. При скреплении рельсов с накладками болтовыми соединениями накладки деформируют упругие элементы, сжимают продольные поверхности уступов концевых частей рельсов. Зазоры между поперечными поверхностями уступов выполняются достаточными для температурных изменений длин концов рельсов.
При подходе железнодорожного колеса к уступам и проходе стыкового соединения внахлестку силы трения в контактирующих продольных поверхностях уступов при воздействии упругих элементов уменьшают величину относительных вертикальных смещений продольных поверхностей уступов. Это снижает действие поперечных сил, стремящихся раздвинуть рельсы в зоне стыкового соединения.
Такое конструктивное устройство стыкового соединения рельсов внахлестку обеспечивает снижение интенсивности изнашивания продольных поверхностей уступов в стыке рельсов, а также уменьшение силового ударно-динамического воздействия колеса и рельса.