РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ
RAIL JOINT

Изобретение относится к устройству верхнего строения железнодорожного пути, в частности к устройству прикрепления рельса к его основанию или шпале.
Известно рельсовое скрепление, содержащее закрепленную на подрельсовом основании подкладку, взаимодействующую с рельсом пружинную прутковую клемму, на которой установлена скоба, поджатая гайкой анкера, смонтированного в подрельсовом основании (см. DE 1149038 B, 22.05.1963).
Недостатком этого рельсового скрепления является малый упругий ход под воздействием рабочих нагрузок и быстрый износ гайки и скобы.
Наиболее близким к заявленному является рельсовое скрепление для пути, содержащее подрельсовую прокладку, анкер с шайбой и гайкой, пружинную клемму и скобу (см. RU 2185471 C2, 20.07.2002).
Недостатком известного рельсового скрепления является большой износ скобы и шайбы, вследствие чего ослабляется крепление рельса.
Техническим результатом заявленного изобретения является уменьшение износа и сохранение нормативного значения усилия поджатия рельса к основанию или шпале за счет уменьшения площади касания взаимодействующих поверхностей элементов крепления.
Предлагаемое рельсовое скрепление содержит установленную на шпале или подрельсовом основании и взаимодействующую с подошвой рельса пружинную клемму, на которую установлена скоба с отверстием и прижимная шайба, и гайку, навинченную на анкер, установленный в шпале или рельсовом основании, причем отверстие скобы выполнено с фаской, а поверхность прижимной шайбы со стороны скобы выполнена сферической для взаимодействия с конической поверхностью фаски скобы.
Образующая конической поверхности фаски наклонена к оси отверстия под углом от 30° до 60°.
Твердость материала шайбы выше, чем твердость материала скобы.
На чертеже изображено рельсовое скрепление.
Рельсовое скрепление для рельса, установленного на подкладке шпалы или подрельсового основания, содержит анкер 1, установленный в отверстии шпалы или рельсового основания и пружинную клемму 2, взаимодействующую с подошвой рельса и подкладкой. На пружинной клемме 2 установлена скоба 3, выполненная с пазами на нижней поверхности под ветви пружинной клеммы 2 и отверстием под анкер, и прижимная шайба 5, поджатые гайкой 4, навинченной на анкер 1, пропущенный через отверстие скобы 3. Отверстие скобы выполнено с фаской. Нижняя поверхность прижимной шайбы 5 со стороны скобы выполнена сферической для взаимодействия с конической поверхностью фаски скобы 3. Отверстие скобы и/или фаска в горизонтальной плоскости может иметь форму окружности. Наиболее оптимально, если диаметр отверстия в скобе в 1,5 раза больше, чем диаметр шурупа. Наружный диаметр шайбы 5 должен быть больше, чем диаметр отверстия в скобе 3, таким образом, чтобы сферическая поверхность шайбы 5 соприкасалась с фаской, при этом соприкосновение сферической поверхности шайбы с фаской должно проходить по линии окружности внутри фаски, ниже ее верхней кромки. Предпочтительнее соприкосновение сферической поверхность шайбы 5 с фаской отверстия на глубине, равной половине высоты фаски или в середине фаски. Таким образом, поперечная сила будет погашена за счет того, что контакт между шайбой и анкером происходит по линии окружности шайбы и фаски.
Фаска выполнена конической с углом наклона образующей к оси от 30° до 60°.
Крепление рельса осуществляют следующим образом. На шпалу или железобетонное подрельсовое основание укладывают подкладки, в отверстия которых вводят анкеры 1, выполненные в виде болтов или шпилек, с размещенными на них пружинными клеммами 2, скобами 3, прижимными шайбами 5 и гайками 4. На прокладки устанавливают рельс, пружинные клеммы 2 располагают на верхних гранях подошвы рельса и гайками 4 закрепляют клеммы на подкладке, закрепляя таким образом рельс на шпале или подрельсовом основании.
Пружинная клемма 2 обеспечивает большой упругий ход рельса за счет деформаций изгиба и кручения пруткового материала, из которого изготовлена пружинная клемма 2. При движении поезда на верхнее строение пути действуют вертикальные и поперечные силы. В частности анкер путевого скрепления подвержен осевой нагрузке в основном от вертикальных сил и поперечной нагрузки, действующей на его срез. От действия этих нагрузок происходит износ прокладок, скобы и шайбы, причем форма износа, как показывает опыт эксплуатации скреплений, - в виде паза, направленного поперек оси пути. От действия поперечной нагрузки также происходит трение поверхностей скобы и анкера и их истончение, что приводит к ослаблению крепления рельса к шпале.
В процессе эксплуатации скрепления будет происходить износ скобы таким образом, что на фаске образуется сферическая поверхность, копирующая сферическую поверхность шайбы. По мере износа поверхность контакта увеличивается и износ стабилизируется, а напряжения в скреплении уменьшаются. Для того чтобы приработка поверхностей проходила быстрее, твердость материала шайбы должна быть выше, чем твердость материала скобы. Можно изготовить соприкасающиеся поверхности скобы и шайбы сферическими с одинаковым радиусом. Однако на практике изготовить две сферические поверхности с одинаковым радиусом сложно и дорого. При этом практически поверхности будут соприкасаться по линии, в идеальном варианте по окружности. Только в процессе приработки место контакта станет сферической поверхностью, причем приработка будет проходить труднее, чем в случае, когда одна из поверхностей будет плоской. Таким образом, технологичнее в части изготовления и последующей приработки поверхностей все же одну из поверхностей отверстия изготавливать сферической, а вторую конической.