ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ
INTERMEDIATE JOINT OF RAILS

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к конструкциям прикрепления рельсов к железобетонным шпалам.
На сегодня актуальной проблемой представляется создание надежной конструкции рельсового скрепления на железобетонном основании, обеспечивающей возможность регулировки ширины колеи и устройства уширения колеи в кривых.
Известна конструкция промежуточного рельсового скрепления (ЕР №01081286, Е01В 21/02, опубл. 07.03.2001 г.), содержащая прижимной держатель с клеммами и опорную подкладку, закрепленную на железобетонной шпале на некотором удалении от клемм, присоединяющих концы двух швеллеров к подошве рельса. Варьируя длиной этих швеллеров, можно менять положение рельса относительно опорной подкладки. Однако само по себе удаление мест крепления швеллеров на шпале от клемм не позволяет обеспечивать надежное прижатие подошвы рельса к основанию. Расчет устойчивости рельса в кривых под воздействием горизонтальных сил на его головку показал, что при опрокидывании рельса вокруг кромки его подошвы напряжения изгиба в металлических полосах под рельсом и швеллерах прижимного держателя достигают предела текучести при нагрузках от колеса, не превышающих и половины их максимально вероятных значений.
Таким образом, недостатком конструкции рассматриваемого промежуточного рельсового скрепления является то, что оно не обеспечивает надежной устойчивости рельса в кривых участках пути.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является промежуточное рельсовое скрепление (DЕ №19607339, Е01В 9/00, 27.02.1996 г.), содержащее с каждой стороны фиксируемого рельса упорную направляющую колодку, клемму и клеммный болт. Практика показала, что при прочих равных условиях, любой конструктивный элемент при работе на растяжение имеет более высокую несущую способность, чем при работе на изгиб. Поэтому конструкция прототипа более надежна по сравнению с аналогом.
Недостаток конструкции заключается в том, что она не в состоянии обеспечить уширения колеи в кривых участках пути.
При работе над изобретением решалась задача создания конструкции промежуточного рельсового скрепления, обеспечивающего регулировку ширины колеи и ее уширение в кривых участках пути, уложенного на железобетонное основание.
Технический результат достигается тем, что в промежуточном рельсовом скреплении, содержащем с каждой стороны фиксируемого рельса упорную направляющую колодку, клемму и клеммный болт, содержится еще металлическая подкладка с двумя параллельными ребордами, расположенными по разные стороны рельса под углом к кромкам его подошвы, каждая упорная направляющая колодка выполнена в форме горизонтального клина, установленного внутри угла с упором одной его рабочей поверхности в реборду подкладки, другой - в боковую грань подошвы рельса, и в месте опирания клеммы на направляющую колодку снабжена участком, выполненным в виде вертикального клина с упором одной его рабочей поверхности в саму клемму, другой - в подошву рельса, а рабочие поверхности горизонтального и вертикального клиньев попарно сходятся в направлениях взаимно противоположных концов упорной направляющей колодки.
Суть предлагаемого технического решения раскрывается с помощью чертежей:
Фиг.1. Общий вид промежуточного рельсового скрепления.
Фиг.2. Работа предлагаемого устройства.
Фиг.3. Вид упорной направляющей колодки в аксиометрии.
Промежуточное рельсовое скрепление содержит с каждой стороны фиксируемого рельса 1 (фиг.1) упорную направляющую колодку 2, клемму 3, клеммный болт 4 и металлическую подкладку 5 с двумя параллельными ребордами 6, расположенными по разные стороны рельса 1 под углом α к боковой грани 7 подошвы 8 рельса 1. Каждая упорная направляющая колодка 2 выполнена в форме горизонтального клина, установленного внутри этого угла α с упором одной своей рабочей поверхностью в реборду 6 подкладки 5, другой - в боковую грань 7 подошвы 8 рельса 1, и сверху прижата клеммой 3 к подошве 8 фиксируемого рельса 1 на участке колодки 3, выполненном в виде вертикального клина под углом β.
Основным существенным отличием предлагаемого рельсового скрепления от скреплений традиционных конструкций является наличие в нем упорной направляющей колодки 2, выполненной в виде двойного клина. Ниже приводится описание средств и методов, с помощью которых можно осуществить работоспособную конструкцию заявляемого технического решения. Как показано на фиг.3 штрихпунктирными линиями, сама колодка 2 изготавливается из отрезка стального уголка. Общеизвестными методами обработки металла горизонтальная полка 11 выполняется в форме клина 12 (далее по тексту - горизонтальный клин) с углом α, у которого рабочая поверхность 13 предназначается для взаимодействия с боковой гранью 7 подошвы 8 рельса 1, а поверхность 14 - для взаимодействия с ребордой 6 подкладки 5. Вертикальной полке 15 также придается форма клина 16 (далее вертикальный клин), у которого нижняя рабочая поверхность 17 предназначена для контакта с подошвой 8 рельса 1, а верхняя 18 наклонена к горизонту под углом β и снабжена участком длиной L, выполненным в форме паза 19 для взаимодействия с клеммой 3, как это показано на фиг.2. Длина участка L зависит от размера клеммы 3 и диапазона изменения ширины колеи, на который рассчитано данное скрепление. В частном случае (см. фиг.2), паз может распространяться на всю длину направляющей колодки 2. Рабочие поверхности горизонтального 12 и вертикального 16 клиньев сходятся в направлениях взаимно противоположных концов упорной направляющей колодки 2: расстояния между рабочими поверхностями 13 и 14 горизонтального клина 12 уменьшаются по мере передвижения от правого конца 20 упорной направляющей колодки 2 к левому 21, а у вертикального клина 16 - наоборот - уменьшение расстояний между рабочими поверхностями 17 и 18 происходит в направлении от левого конца 21 колодки 2 к правому 20. Такое расположение рабочих поверхностей клиньев 12 и 16 позволяет использовать принцип взаимного противодействия двух клиновых соединений для обеспечения неподвижного положения колодки 2 в конструктивном узле скрепления. Для реализации данного принципа сборка узла должна выполняться в следующем порядке. Для обеспечения проектной ширины колеи при зашивке пути сначала рельс 1 с помощью лома сдвигается по шаблону в нужное положение на подкладке 5 и удерживается в этой позиции, пока с двух сторон его подошвы 8 не будут вдвинуты до отказа направляющие колодки 2, которые должны заклинить подошву 8 между ребордами 6 подкладки 5. Чтобы зафиксировать каждую колодку 2 в этом положении, в работу включается вертикальный клин 16. Именно через этот вертикальный клин 16 предается вертикальная сила от клеммы 3, прижимающей подошву 8 рельса 1 к основанию. После закрепления клеммы 3 закладным болтом 4 на наклонной поверхности ее контакта с вертикальным клином 16 возникает горизонтальная составляющая сила затяжки закладного болта 4, предотвращающая ослабление горизонтального клина 12, от которого зависит стабильность ширины колеи.
Нам не известны конструкции промежуточного рельсового скрепления, обеспечивающие плавное изменение и закрепление колеи на железобетонном основании посредством элемента, выполненного в форме двойного клина, каким является направляющая колодка 2.
Место, занимаемое упоркой направляющей колодкой 2 и ее горизонтального клина 12 между ребордой 6 и подошвой 8 рельса 1, однозначно определяет положение этого рельса 1 и, в конечном счете, ширину колеи. Меняя место упорной направляющей колодки в клине 12, мы можем менять ширину колеи. А действие вертикального клина под углом β направлено на предотвращение «выдавливания» горизонтального клина и фиксации его положения. Для этого рабочие поверхности горизонтального клина 12 и вертикального клина 16 попарно сходятся в направлениях взаимно противоположных концов упорной направляющей колодки 2.
Устройство работает следующим образом.
На прямых участках пути, не требующих уширения колеи, упорные направляющие колодки 2 располагаются по серединам подкладок, как это показано на схеме фиг.2а. На участках, укладываемых с уширением колеи (например, в кривых малых радиусов), направляющие упорные колодки устанавливаются по схеме фиг.2б,а для уменьшения колеи по схеме 2в. При этом подкладка 5, ее реборды 6 и закладные болты 4 по обе стороны рельса 1 остаются на своих местах. Клемма 3 при сдвижке направляющей колодки 3 вдоль рельса 1 перемещается относительно закладного болта 4 по перпендикуляру к оси рельса. Поэтому отверстие 9 в клемме 3 под болт 4 выполнено не круглым, а вытянутым в направлении этих перемещений. Таким образом, меняя взаимное положение направляющих колодок, мы обеспечиваем плавную регулировку ширины колеи на железобетонных шпалах практически в любых необходимых пределах. А затяжка клеммного болта 4 не только надежно прижимает подошву рельса к подкладке, но и предотвращает ослабление горизонтального клинового крепления, от которого зависит стабильность положения рельсовых ниток в плане и сохранение ширины колеи в нормативных пределах.