ШТЕПСЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДРОССЕЛЬНОЙ ПЕРЕМЫЧКИ И ЭЛЕКТРОТЯГОВОГО СОЕДИНИТЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам штепсельных узлов электрической рельсовой цепи (РЦ) для соединения дроссельных перемычек и электротяговых соединителей с рельсом в цилиндрических отверстиях шейки рельса.
Уровень техники известен из устройства штепсельного узла в виде стального наконечника (Сороко В.И., Фотькина Ж.В. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики. Справочник. Кн. 1, 2013). Наконечник для скрепления с рельсами представляет собой специальный болт-штепсель с рабочей конической поверхностью между резьбовой частью и оголовком. Конец провода запрессован и обварен в оголовке. При установке болт-штепсель забивается в отверстие в шейке рельса так, чтобы конусная часть несколько деформировалась и до упора вошла в отверстие в рельсе, после чего закрепляется одной-двумя шестигранными гайками.
Данный штепсельный узел имеет недостатки. Болт-штепсель забивается конической частью в цилиндрическое отверстие в рельсе, вследствие чего имеет с рельсом лишь одно небольшое кольцевое сопряжение по месту примыкания конуса к кромке отверстия «сталь-сталь». При прохождении подвижного состава возникают вибрации, которые приводят к ослаблению затяжки гаек, штепсель качается в отверстии, контактная поверхность быстро разбивается о кромку отверстия, амплитуда колебаний еще более увеличивается, и контакт ухудшается лавинообразно. Ухудшение контакта приводит к резкому росту переходного сопротивления. Прекращение или значительное ухудшения контакта с рельсом соединителя или перемычки приводит к сбоям в работе рельсовых цепей СЦБ, что может стать прямой угрозой безопасности движения поездов. Для поддержания состояния стыка в приемлемых параметрах необходимо постоянно контролировать состояние всех соединителей и перемычек, подбивать штепселя и подтягивать гайки.
2
Известен штепсельный узел электрической рельсовой цепи универсальным, включающий в себя рельс, имеющий отверстие, выполненное в шейке рельса, фланцевую втулку, установленную в отверстие шейки рельса, штепсель, установленный в коническое отверстие фланцевой втулки, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части, упорный стакан установленный на резьбовую часть штепселя, провод многожильный электрической рельсовой цепи закрепленный в цилиндрической части штепселя, при этом коническая часть штепселя имеет конусность равную конусности отверстия фланцевой втулки, фланцевая втулка состоит из двух полувтулок и выполнена из материала с низким удельным электрическим сопротивлением, а диаметр цилиндрической поверхности фланцевых полувтулок равен номинальному диаметру отверстия в шейке рельса. Кроме этого, в цилиндрической части штепселя выполнено отверстие, в котором закреплен обжатием и последующей сваркой провод, провод многожильный электрической рельсовой цепи выполнен из меди МГ и находится в трубе термоусадочной с коэффициентом усадки не менее 2:1, длина провода относится к его диаметру в пределах 30:1÷190:1, при площади сечения провода 50-120 мм, электрическом сопротивлении постоянному току (0,92-0,340) Ом/км, разрушающей нагрузке при растяжении от 20 до 40 кН, на цилиндрической части штепселя с двух сторон параллельно друг другу выполнены лыски, под гаечный ключ, фланцевая втулка выполнена из бронзы, штепсель и стакан выполнены из стали, на конической части штепселя и цилиндрической поверхности фланцевых полувтулок имеется слой электропроводной смазки, внутреннее отверстие фланцевой втулки имеет конусность (1:8)-(1:12), равную конусности конической части штепселя, высота конусной части штепселя на 10-15 мм больше высоты фланцевой втулки, упорный стакан установлен на резьбовой части штепселя и зафиксирован крепежным элементом (RU 204624, 2021 г.).
Недостатком данного решения является увеличение комплектности изделия, сложность установки двух полувтулок в отверстие. Так же как и в предыдущем техническом решении колебания штепселя из-за вибраций от проходящего по рельсам подвижного состава приводят к пластической деформация втулки, увеличивается зазор между поверхностью отверстия в рельсе и конической частью штепселя, что приводит к уменьшению площади контакта и ослаблению затяжки штепселя шестигранными гайками.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы штепсельного узла соединения электрической рельсовой цепи и обеспечение надежности крепления штепсельного узла.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в штепсельнем узле дроссельной перемычки и электротягового соединителя, содержащим штепсель, имеющим резьбовую, коническую и цилиндрическую части, отверстие, выполненное в цилиндрической части штепселя для закрепления провода элемента электрической рельсовой цепи, на конусной части штепселя установлена втулка из материала с низкой электропроводностью, на резьбовой части штепселя установлена упорная шайба, зафиксированная самостопорящейся гайкой, диаметр отверстия упорной шайбы составляет 0,93-0,98 номинального диаметра отверстия в рельсе, часть упорной шайбы, обращенная в сторону рельса, выполнена в виде усеченного конуса с конусностью 1:3-1:9. Кроме того, в резьбовой части штепселя выполнено поперечное отверстие диаметром 3-6 мм, в отверстии установлен блокирующий проволочный стержень с загнутыми концами.
Известно, что стандартные шестигранные гайки, должным образом не законтренные, откручиваются от вибраций. Поэтому предлагается использовать самостопорящуюся гайку, представляющую собой шестигранную гайку, внутри которой стоит стопорное кольцо. В случае, если стопорное кольцо сломается или ослабится и чтобы гайка не открутилась, дополнительно в резьбовой части штепселя выполнено поперечное отверстие, в которое вставляется шплинт или проволока-скрутка.
Увеличение контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи предлагаемым техническим решением достигается следующим образом. Номинально диаметр отверстия в шейке рельса равен 22 мм с полем допуска плюс-минус 0,3 мм. Чтобы упорная шайба обеспечивала контакт между рельсом и конусной частью штепселя, ее сторона, обращенная к рельсу, выполнена усеченным конусом, что позволяет получить ленточный контакт по всей площади фаски отверстия в рельсе. Резьбовая часть штепсельного узла имеет размер М20, что определяет размер отверстия упорной шайбы.
На фиг. 1 показан штепсельный узел электрической рельсовой цепи.
Штепсельный узел включает рельс, имеющий отверстие, выполненное в шейке рельса 1, штепсель 2 установленный в отверстие рельса, имеющий резьбовую 2.1, коническую 2.2 и цилиндрическую части 2.3, упорную шайбу 3, имеющую конус 3.1, провод 4, втулку 5, самостопоряшуюся гайку 6 и поперечное отверстие 7.
Монтаж штепсельного узла осуществляют следующим образом. Очищают отверстие в шейке рельса 1 от пыли и ржавчины, устанавливают в него втулку 5 и штепсель 2. На выступающую резьбовую часть штепселя 2.1, устанавливают упорную шайбу 3, навинчивают на резьбовую часть самостопорящуюся гайку 6 и подтягивают ее до упора до получения максимального механического контакта между контактирующими поверхностями «коническая часть 2.2 штепселя 2 -отверстие в шейке рельса 1» и «коническая часть 2.2 штепселя 2 - упорная шайба 3 - отверстие в шейке рельса 1». За счет того, что сторона упорной шайбы 3, обращенной в сторону рельса 1, выполнена в виде усеченного конуса 3.1, упорная шайба конической стороной вклинивается между кромкой отверстия рельса и конической частью 2.1 штепселя 2, одновременно деформирует втулку 5. Таким образом штепсель 2 жестко фиксируется в отверстии рельса. Для лучшего контакта «упорная шайба 3 - отверстие в шейке рельса 1» угол конуса конусной части 3.1 (конусность (1:3)-(1:9)) упорной шайбы выполнен равным углу фаски на кромке отверстия с учетом допуска. Чтобы упорная шайба частично входила в отверстие рельса и одновременно создавался контакт «коническая часть 2.2 штепселя 2 - упорная шайба 3» диаметр отверстия упорной шайбы составляет 0,93-0,98 номинального диаметра отверстия в рельсе. Для дополнительной надежности крепления в резьбовой части 2.1 штепселя 2 выполнено отверстие 7, в которое вставляется шплинт или проволока-скрутка.
Для снижения переходного электрического сопротивления в штепсельный узел может добавляться электропроводная смазка. Упорная шайба изготавливается из стали или из любого другого твердого металла или сплава.
Благодаря фиксирующей посадке штепселя и применения самостопорящейся гайки амплитуда колебаний штепселя и разбалтывания будет минимальной, что замедлит процесс ухудшения контакта, улучшит эксплуатационные параметры и заметно сократит необходимость в обслуживании узла.
Таким образом, применение штепсельного узла по предлагаемому техническому решению позволяет сократить затраты на содержание и текущее обслуживание соединителей, увеличить срок службы штепсельного узла.