СТРЕЛОЧНАЯ УПОРКА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и предназначается для использования в конструкциях безостряковых стрелочных переводов.
При внедрении таких переводов на отечественном промышленном транспорте разработчики столкнулись с тем, что упорки существующих стрелочных переводов с остряками не полностью удовлетворяют конструктивным требованиям, которые предъявляются к упоркам безостряковых переводов.
Известна стрелочная упорка (С.В.Амелин. Соединения и пересечения рельсовых путей. М., Трансжелдориздат, 1957 г., стр.14, рис.23), содержащая основание с отверстиями под болты, соединяющие ее со стрелочной подкладкой, и вертикальную стенку, предназначенную для взаимодействия с фиксируемым рельсом.
Стенка не соприкасается с шейкой рельса, а входит в его пазуху в виде клина, взаимодействуя с низом его головки и верхом подошвы по двум контактным площадкам, выполненным с уклонами, соответствующими уклонам головки и шейки рельса в его пазухе. Болт, соединяющий вертикальную стенку с шейкой рельса, создает усилие, необходимое для надежного заклинивания. Стрелочная упорка надежно работает только с неподвижными рельсами, какими являются, например, рамные рельсы существующих стрелок. Но в безостряковых переводах необходимо фиксировать положение не стационарных, а подвижных рельсов, которые то прижимаются к упорке, то занимают положение на некотором расстоянии от нее, т.е. горизонтальный болт здесь не нужен. Но, если его убрать, то невозможно гарантировать точное попадание клина в пазуху рельса при каждом переводе стрелки с одного направления на другое, поскольку любой даже незначительный камешек, попавший под подошву переводного рельса не
позволит клину углубиться в пазуху и произойдет отказ в работе стрелки, не говоря уже о том, что трудозатраты на подгонку двух площадок взаимодействия упорки с подвижным рельсом теряют всякий смысл.
Таким образом, недостатком данной конструкции являются ее сравнительно невысокая надежность в эксплуатации и наличие неоправданных затрат, связанных с обработкой и подгонкой двух поверхностей взаимодействия упорки с фиксируемым рельсом.
Известна стрелочная упорка (С.В.Амелин. Соединения и пересечение рельсовых путей. М., Трансжелдориздат, 1957 г., стр.14, рис.24 и 22), предназначенная для фиксации положений не только неподвижного рамного рельса, но и подвижного острякового рельса и потому наиболее близкая к заявляемому техническому решению.
Конструкция прототипа представляет собой стрелочную упорку, содержащую основание с отверстиями под болты, соединяющие ее со стрелочной подкладкой и вертикальную стенку, снабженную горизонтальным штырем с опорной площадкой в ее конце, предназначенной для взаимодействия с фиксируемым рельсом.
Взаимодействие не по двум, а по одной площадке контакта упорки с подвижным рельсом, является существенным преимуществом прототипа по сравнению с аналогом. Мелкие предметы, попадающие под подшву переводного рельса не приводят к отказу работы стрелки, меняется только положение площадки контакта. Однако, положение этой площадки по высоте влияет на величину горизонтальной силы, которая передается от рельса на торец штыря упорки. Подвижный (в данном случае остряковый) рельс работает на опрокидывание вокруг кромки подошвы под действием боковой силы, передаваемой на головку рельса. И по закону рычага, чем ниже располагается опора, удерживающая рельс от опрокидывания, тем больше горизонтальное усилие она воспринимает. Это усилие передается на вертикальные болты основания, которые в данном случае работают на срез. Но известно, что болт представляет собой конструкцию, которая должна работать на растяжение. При
прочих равных условиях на срез он имеет значительно меньшую несущую способность, а значит и менее надежен. Следовательно, подняв опорный штырь упорки с середины высоты рельса на уровень его головки и сняв срезающее усилие с болтов в основании, мы могли бы повысить надежность работы упорки по предотвращению боковых перемещений рельсов наружу колеи.
В этом отношении недостаток прототипа заключается в том, что в нем не полностью реализован резерв надежности конструкции. Вторым недостатком его, с точки зрения использования упорки в безостряковых стрелках, является наличие лишних конструктивных элементов, неоправданно завышающих стоимость изделия: затраты на механическую обработку и подгонку по превращению вертикальной стенки упорки в клин, наличие в конструкции рамного рельса и болта, соединяющего вертикальную стрелку со штырем.
При разработке предлагаемой полезной модели решалась задача обеспечения надежности и экономичности конструкции стрелочной упорки с учетом применения ее в безостряковых переводах.
Решение задачи обеспечено тем, что в стрелочной упорке, содержащей основание с отверстиями под болты, соединяющие ее со стрелочной подкладкой, и вертикальную стенку, снабженную горизонтальным штырем с опорной площадкой в его конце, предназначенной для взаимодействия с фиксируемым рельсом, согласно данного предложения, основание снабжено вертикальным зубом, входящим в отверстие стрелочной подкладки, повторяющее по форме поперечное сечение зуба, штырь выполнен в виде общей отливки с остальной частью упорки так, что верх опорной площадки в его конце совпадает с уровнем бокового рабочего канта головки фиксируемого рельса.
Суть предлагаемого технического решения поясняется с помощью иллюстраций:
Фиг.1 - Предлагаемая конструкция стрелочной упорки..
Фиг.2 - Схема расстановки упорок в безостряковой стрелке.
Стрелочная упорка 1 содержит основание 2 с отверстиями под болты 3, соединяющие ее со стрелочной подкладкой 4, вертикальную стенку 5, снабженную горизонтальным штырем 6 с опорной площадкой 7 в его конце для взаимодействия с фиксируемым рельсом 8. Основание 2 снабжено вертикальным зубом 9, входящим в отверстие стрелочной подкладки 4, повторяющее по форме сечение этого зуба.
р
у
р
у
р
у
б
б
Для того, что свести к минимуму горизонтальную силу, действующую на упорку со стороны рельса, опорная площадка 7 поднята на максимально возможную высоту. Ее верхний край 10 совпадает с боковым рабочим кантом А головки рельса 8. Как известно, выше бокового рабочего канта начинается округление головки рельса радиусом R. Таким образом, штырь упирается в верхнюю точку А плоской поверхности головки рельса, а линии действия боковых сил, передаваемых от колеса 11 на рельс 8 (Р) и от рельса 8 на упорку 1 (Р) почти совпадают, т.е. сила Р передается на упорку 1 практически без увеличения (Р≈Р). При этом учитывалось, что с увеличением плеча h силы Р относительно точки В увеличивается и опрокидывающий момент, действующий на упорку 1, а вместе с ним и сила Р растяжения болтов 3, которая обеспечивает необходимый момент Р·с, удерживающий упорку 1 от опрокидывания. Однако вертикальный зуб 9, входящий в тело стрелочной подкладки 4 снимает с болтов 3 срезающие напряжения и заставляет работать эти болты только на растяжение. Расчеты показывают, что даже при некотором увеличении опрокидывающего момента, передаваемого на упорку 1, переход к наиболее рациональной схеме работы болтов 3 позволяет даже несколько уменьшить их сечения по сравнению с болтами прототипа и повысить надежность работы всей конструкции. А замена многодетальной упорки общей отливкой снижает затраты на ее изготовление и установку.
Нам не известны устройства, стабилизирующие положение рельсовых ниток за счет упора непосредственно в головку рельса.
Предлагаемая стрелочная упорка работает следующим образом.
На рис.2 показана схема расстановки упорок 2 в безостряковой стрелке 12, у которой переводные рельсы 13 попарно соединены через вкладыши 14, а сами эти пары 15 и 16 связаны между собой рабочими тягами 17, обеспечивающими необходимую ширину колеи. Таким образом, рельсовые упорки в данном случае обеспечивают не ширину колеи в пределах стрелки, а точное взаимное положение торцов переводных и прилегающих к ним рельсов (соответственно 13 и 18) в стыке 19.
Для этого упорки 2 установлены за пределами колеи. Когда стрелка 12 установлена на боковое направление перевода, как это показано на рис.2, точное положение пар рельсов 15 и 16 обеспечивается в результате взаимодействия переводных рельсов с упорками, установленными в позициях 20, 21 и 22. После перевода стрелки на прямое направление вместо них в работу включаются упорки, установленные в позициях 23, 24 и 25. Перевод стрелки с одного направления на другое осуществляется с помощью электропривода 26, связанного с переводными рельсами рабочей тягой 27 и контрольной тягой (на рис.не показана). Когда переводные рельсы вступают во взаимодействие со стрелочными упорками, привод отключается. Таким образом, стрелочные упорки в безостряковой стрелке берут на себя те же функции, которые выполняют рамные рельсы с упорками в остряковом стрелочном переводе.