Клемма рельсового скрепления

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к клеммам рельсового скрепления, предназначенным для использования в устройствах промежуточного крепления рельсов к шпалам.
В уровне техники известна клемма железнодорожная [Патент РФ № 109143, МПК E01B 9/48, опубл. 10.10.2011], состоящая из сопряженных между собой в горизонтальной плоскости по радиусам прямолинейного участка опирания на рельс, переходных участков, участков опирания на упорный элемент рельсового скрепления и направленных в сторону участка опирания на рельс, прямолинейных в плане, радиально выпуклых в вертикальной плоскости свободных концов для приложения усилия затяжки, где переходные участки, соединяющие участок опирания на рельс с участками опирания на упорный элемент рельсового скрепления выполнены по однорадиусной кривой, а радиус участков опирания на упорный элемент равен радиусу переходных участков.
У клеммы такой формы длина (в направлении по оси опорного участка) намного больше ширины, что с учетом ограниченной ширины рельса ведет к сложностям в монтаже на существующую шпалу, т.к. ширина шпалы ограничена. Участок описания на подошву рельса прямолинейный и не имеет прогиба, соответственно не выполняет функцию пружины (рессора). Кроме того, участки опирания на упорный элемент рельсового скрепления не имеет прямых участков. Соответственно, у представленного аналога напряжение нагруженных участков клеммы выше, что приводит к снижению ресурса клеммы.
Также известна пружинная прутковая клемма рельсового скрепления, принятая авторами заявляемой полезной модели за прототип, содержащая сопряженные между собой в плане по радиусам прямолинейный участок опирания на рельс, расположенные под прямым углом к нему прямолинейные в плане и радиально выпуклые в профиле промежуточные участки, радиусные в плане и радиально выпуклые в профиле участки опирания на упорный элемент рельсового скрепления и направленные в сторону участка опирания на рельс прямолинейные в плане и радиально выпуклые в профиле концевые участки [Патент РФ № 174600, МПК E01B 9/48, 2012].
Недостатком предложенной конструкции также является то, что участок описания на рельс имеет прямолинейную форму, поэтому всю изгибающую нагрузку несут криволинейные участки опирания на упорный элемент рельсового скрепления. Основная нагрузка не распределяется, а приходится на сечение прутка, что приводит к повышенным напряжениям в металле и как следствие к разрушению клеммы на этом участке.
Таким образом, в уровне технике существует проблема, связанная с ресурсом пружинной клеммы.
В настоящей полезной модели предложена клемма рельсового скрепления, состоящая из сопряженных между собой в горизонтальной плоскости по радиусам участка опирания на рельс и расположенных под прямым углом к нему прямолинейных в плане и радиально выпуклых в вертикальной плоскости переходных участков, участков опирания на упорный элемент рельсового скрепления и направленных в сторону участка опирания на рельс, прямолинейных в плане, радиально выпуклых в вертикальной плоскости свободных концов, отличающаяся тем, что каждый участок опирания на упорный элемент рельсового скрепления содержит прямолинейный участок, параллельный зоне опирания на рельс, а участок опирания на рельс имеет прогиб в сторону рельса.
Клемма может быть выполнена из прутка пружинной стали.
Также клемма может быть выполнена таким образом, что участок опирания на рельс имеет прогиб радиусом не менее 10 диаметров прутка.
Предлагаемой полезной моделью решается техническая задача повышения рабочего ресурса клеммы за счет изменения формы опорной ветви с плоской на радиусную в вертикальной плоскости, при этом опорная ветвь клеммы будет работать не только в качестве элемента фиксирующего рельс, но и в качестве рессорной пружины, гасящей низкоамплитудные колебания, передающиеся от рельса, а также выполнения прямолинейных участков на опорной поверхности, прилегающих к опорному элементу, которые снижают концентрацию напряжений, что приводит к снижению нагрузок в сечениях, т.е. данные участки работают как торсионы.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в увеличении ресурса пружинной клеммы, который достигается совокупностью существенных признаков формулы заявляемой полезной модели.
Сущность настоящей полезной модели дополнительно проиллюстрирована следующими графическими материалами.
Фиг. 1 - клемма вид сверху.
Фиг. 2 - клемма вид спереди.
Фиг. 3 - клемма вид в изометрии.
Клемма имеет участок опирания на рельс (1) отличающуюся тем, что участок опирания на рельс имеет прогиб в сторону рельса (R), расположенные под прямым углом к нему прямолинейных в плане и радиально выпуклых в вертикальной плоскости переходных участков (2), радиально выпуклых в вертикальной плоскости свободных концов для приложения усилия затяжки (4), участки опирания на упорный элемент рельсового скрепления (3) содержащих прямолинейные участки (5), параллельные зоне опирания на рельс.
Клемма изготавливается из пружинной марки стали, термообработана, может поставляться с защитным покрытием или без него.
Клемма может быть выполнена из прутка диаметром 17 мм, при этом радиус прогиба у одного из реализованных изделий составляет 170 мм, у другого 900 мм, длина опорных участков 9 мм.
Клемма устанавливается в качестве упругого прижимающего элемента в верхнем строении ж/д пути, осуществляя прижим рельса к шпале, крепится с помощью крепежного элемента, например закладного болта с шайбой и гайкой или шурупа с шайбой или скобой. Участками (5) опирается на опорный элемент верхнего скрепления, а участком (1) опирается на подошву рельса.
Гарантийная наработка составляет в прямых и кривых участках пути радиусом более 650 м – более 700 млн т брутто пропущенного груза; в кривых участках пути радиусом 650 м и менее – более 500 млн т брутто пропущенного груза. Ресурс составляет в прямых и кривых участках пути радиусом более 650 м – более 1500 млн т брутто пропущенного груза; в кривых участках пути радиусом 650 м до 350 м – более 1000 млн т брутто пропущенного груза.