РЕЛЬСОВЫЙ СТЫКОВОЙ СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Настоящая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности, к системам ж. д. автоматики, и может быть использована в рельсовых цепях, оборудованных электрическими стыковыми соединителями.
Рассматривается усовершенствование конструкции стального стыкового соединителя /I/, который в настоящее время ввиду низкой эксплуатационной надежности требует значительных экономических расходов на восстановление в эксплуатации и особенно при востребовании "окон".
.
Известны рельсовые стыковые соединители, содержащие медный многожиль-ный токопровод, концы которого обжаты стальными цилиндрическими обоймами, привариваемые к боковым поверхностям головок рельсов стыка /2/. Снижение высокой повреждаемости такого типа соединителя путевыми маши-нами и особенно, тележками (модеронами) предполагалось достичь применением на его не обжимаемых обоймах тангенциальной стенки (фартука), привариваемого к наружной поверхности головок рельсов стыка. Такое усовершенствование 'оказалось недостаточным и не привело к существенному повышению надежности этого изделия /3/
Наиболее близким аналогом технического решения к заявленной полезной модели является соединитель типа СРС-6 /4/. Эксплуатационная надежность этих соединителей очень низка и влечет за собой большие эксплуатационные издержки. Основными недостатками, вызывающими такие затраты, является непрочное обжатие токопровода сравнительно тонкими и нежесткими, сталь-ными манжетами, а форма изгиба токопровода в пространстве одной из произвольных, не оптимальной по вибропрочности.
Как показал анализ результатов обследования отказов СРС-6 одной из основных причин повреждаемости, указанных элементов являлась недостаточная толщина стенки манжет. Приварка таких манжет к поверхности головок рельсов стыка оказалась ненадежной по причине воздействия резких смен температур от зимы к лету (от -50° до +60 °С), вследствие относительных перемещений рельсов в зоне стыка до 20 мм и более. При таких перемещениях токопровод подвергается значительным изменениям своей формы с местными деформациями токопровода и выпучиваниями отдельных жил. В результате указанных изменений формы и объема, токопровод особенно, в средней своей части, подвергается воздействию прутьев щеток снегоочистительных машин и другой путевой техники. Специ-фической причиной выхода такого соединителя из строя явилась очень низкая прочность сварного шва, приваривающего тонкую стенку манжеты к головке
рельса. В конечном счете происходило разрушение сварного шва в этих местах и отказ изделия.
Целью полезной модели является повышение надежности соединителя типа СРС-6 эмпирическим подбором толщины стенки манжеты с тагенциальной стенкой (фартуком), условий обжатия его токопровода и применение наиболее рациональной формы токопроводящего троса. В результате проведенного анализа
151,
и эмпирического подбора так же была выявлена целесообразность выполнения формы токопровода в виде кривой с плавными переходами концов его в манжеты при достаточно устойчивой форме округления средней части. Форма токопровода оказалась наиболее близкой к трансцендентной кривой Гаусса  приведенной на фиг.1.
Известно многообразие и динамическая устойчивость таких форм, выполненных из однородной стали, благодаря возможности подбора переменных значений степеней правой части уравнения. Последнее может достаточно хорошо сочетаться с гиперболическими функциями, определяющих прочностные харак-теристики для заданного семейства кривых. Установлено, что такая форма мно-гожильного токопровода 1 позволяет при плотной заделке его концов в манжете 2, закрепленной на головке рельсов 3 стыка (фиг.2) плавно изменять форму перегибов провода в заданной плоскости при продольных встречных и расходящихся перемещениях торцов рельсов, относительно накладки 4.
Для предотвращения разрушения сварных швов манжет 2 (обойм) в местах приварки их к боковой грани головки рельсов (показано на фиг.3) была эмпирически подобрана наиболее целесообразная толщина стенки «в», длина и упруго-пластическое обжатие исходного наружного диаметра манжеты равного сумме двух толщин ее стенки и диаметра троса, а так же применение специального тангенциального выступа на манжете в виде фартука.
Разработанная полезная модель может быть использована на участках железных дорог магистрального и промышленного транспорта, оборудованного рельсовыми цепями с устройствами железнодорожной автоматики.
Указанная цель достигается повышением как прочности заделки токопровода в манжете, так и надежности приварки верхнего торца фартука манжеты к боковой поверхности головки рельса.
Другим преимуществом соединителя является форма токопровода модели /5/, позволяющая исключить возможность выпучивания многожильного сталь-ного токопровода. В результате указанных усовершенствований значительно снижается вероятность обрыва токопроводящего троса снегоочистительной и другой техникой. Кроме того, эти усовершенствования позволяют повысить вибропрочность соединителя типа СРС-6 при воздействии на него виброударных нагружений стыка. В конечном результате значительно повышается надежность и долговечность стыкового соединителя типа СРС-6 при резком снижении эксплуатационных расходов на его содержание.
Таким образом, указанная цель достигается не только увеличением прочности обжимающей токопровод манжеты и повышением надежности ее приваркой продольного фартука к головке рельсов стыка, но и исключением возможности выпучивания многожильного токопровода в горизонтальных плоскостях, приводящих к механическим повреждениям и обрыву. Такое техническое решение позволяет значительно снизить вероятность повреждения токопровода снегоочистителями и другой техникой и увеличить очень низкую вибропрочность приварной манжеты от воздействия виброударных нагружений на стык.
В результате описанного усовершенствования значительно повышается надежность и долговечность стыкового рельсового соединителя типа СРС-6 или аналогичного ему.
На фиг.1 показана кривая, описываемая уравнением Гаусса в виде:
********
Из уравнения следует, что его кривая симметрична относительно оси ординат, а ось абцисс является ее асимптотой. При этом п/^/я~= ОМ (по модулю) в выбранном масштабе.
Характерные точки
При этом корнем кривой первой производной является х=0 и так, как при этом
*****
*** , то в точке    кривая имеет максимум. Корни второй
производной **** определяют обе точки перегиба
***********
На фиг.2 изображена полезная модель стыкового рельсового соединителя с указанными усовершенствованиями, повышающими его надежность.
Соединитель содержит многожильный токопровод 1 диаметром "d" (напри-мер, 6 мм), выполненный например из стального провода, типа ТК по ГОСТ 3067-88, со стальными унифицированными манжетами 2 со специальными выступами в виде фартуков для приварки к рельсам по концам. Продольная ось токопровода проходит по кривой Гаусса 1 в плоскости параллельной поверхнос-ти наружных боковых граней головок рельсов 3 стыка. Эта кривая симметрична относительно оси ординат и повернута относительно оси абцисс на 180 °.
На фиг.3 показан вид полезной модели (разрез) усовершенствованного соединителя по "А-А", где зоны наибольших вероятностей его повреждений над накладкой 4 в эксплуатации снегоочистителями и другой техники удалось зна-чительно уменьшить, повысив этим надежность изделия.