НАКЛАДКА СТЫКОВАЯ И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
BUTT STRAP AND METHOD OF ITS USE

Изобретение относится к железнодорожному пути, а именно к накладкам стыковым и способам их применения при укладке рельсовой колеи, и может быть применено при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, а также аттракционов с использованием элементов железной дороги.
Известна накладка стыковая, содержащая расположенные на продольной оси отверстия (патент RU 2037597 E 01В 11/00, опубл. 19.06.95, бюл. №17). Однако она не может быть применена для укладки рельсов, торцы которых в тепловом зазоре смещены относительно друг друга в вертикальном направлении. В результате этого происходит быстрый износ рельсов и колес транспортных средств, связанный с большими ударными нагрузками, испытываемыми торцами рельсов и колесами при их перескакивании с одного рельса на другой. Возникает характерный стук колес проходящего поезда, создающий дополнительные звуковые ударные нагрузки на пассажиров и окружающую среду. К тому же на разрушение железнодорожного пути и колес транспортных средств, вредное шумовое воздействие на окружающую среду и пассажиров расходуется дополнительная энергия, снижающая эффективность затрат на перевозки по железной дороге.
Указанная накладка стыковая является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения.
Технический результат изобретения заключается в увеличении безопасности движения по железной дороге, снижении энергозатрат на перевозку по железной дороге пассажиров и грузов, уменьшении угона рельсов, ударных нагрузок и вредного шумового воздействия на окружающую среду и пассажиров, увеличении сроков службы железной дороги, подвижного состава. Кроме того, с указанными накладками можно применять рельсы с круглыми отверстия для болтов, что упрощает конструкцию и снижает затраты на их производство.
Технический результат достигается за счет того, что накладка стыковая, содержащая отверстия для крепления к шейкам выполненных с зазором отдающего и принимающего рельсов рельсовой колеи с преимущественно односторонним движением транспортных средств, у которой торец отдающего рельса выполнен с превышением над торцом принимающего рельса, имеет, по меньшей мере, одно отверстие, у которого продольная ось его поперечного сечения выполнена с уклоном.
На фиг.1 показана накладка стыковая с отверстиями для крепления к шейке отдающего рельса, продольная ось поперечного сечения которых выполнена с уклоном, вид сбоку; на фиг.2 - накладка стыковая с отверстиями для крепления к шейке принимающего рельса, продольная ось поперечного сечения которых выполнена с уклоном, вид сбоку.
Накладка стыковая 1 (далее накладка) для соединения отдающего рельса 2 и принимающего рельса 3 содержит отверстия 4, продольные оси 5 поперечного сечения которых выполнены с уклоном в сторону зазора 6, а также круглые (площадь поперечного сечения выполнена в виде круга) отверстия 7. Отверстия 4 предназначены для соединения накладки 1 с отдающим рельсом 2, а круглые отверстия 7 служат для соединения накладки 1 с принимающим рельсом 3.
Торцы рельсов 2 и 3, находящиеся в зазоре 6, смещены относительно друг друга в вертикальном направлении на величину m (превышение торца отдающего рельса 2 над торцом принимающего рельса 3). Стрелка показывает направление движения транспортных средств.
Очевидно, что при нулевом зазоре 6 превышение m торца отдающего рельса над торцом принимающего рельса равно нулю, а при наибольшем зазоре 6 является максимальным.
Применяют накладки следующим образом.
При помощи крепежных элементов (не показаны) и отверстий 4 и 7 накладки крепят с обеих сторон к шейкам отдающего 2 и принимающего 3 рельсов. При этом отверстия 4 используют для крепления к шейке отдающего рельса 2, а отверстия 7 - к шейке принимающего рельса 3.
При прохождении транспортного средства по рельсам через зазор 6 происходит наезд колеса транспортного средства на торец принимающего рельса 3, при этом наезд вследствие превышения торца отдающего рельса 2 над торцом принимающего рельса 3 на величину m характеризуется более плавным и мягким переходом колес с отдающего рельса 2 на принимающий рельс 3. Это происходит потому, что колесо транспортного средства не ударяется о верхнюю кромку торца принимающего рельса, а «садится» на поверхность катания сверху, что полностью исключает удар колеса о кромку торца принимающего рельса 3.
При изменении длины рельсов 2 и 3 стержни болтов в отверстиях 4 будут перемещаться вдоль продольных осей 5 и воздействовать на стенки отверстий 4, приподнимая торец отдающего рельса 2 или опуская его.
При увеличении длины рельсов вследствие повышения температуры окружающей среды (уменьшении величины теплового зазора) наличие уклона продольной оси 5 поперечного сечения отверстий 4 будет приводить к уменьшению величины смещения рельсов m и, наоборот, при уменьшении длины рельсов вследствие снижения температуры окружающей среды - к ее увеличению.
Отверстия 6 в накладке 1 для крепления к шейке принимающего рельса 3 и соосные отверстия для болтов на шейке принимающего рельса 3 имеют поперечное сечение в виде круга. Это обеспечивает неподвижное относительно друг друга соединение накладки и принимающего рельса 3. Указанная накладка при изменении длины рельсов перемещается вместе с принимающим рельсом 3, относительно которого она закреплена неподвижно.
Возможны другие варианты накладок:
1. На фиг.2 показана накладка 8, в которой отверстия 10 для ее крепления к шейке принимающего рельса 3 выполнены таким образом, что продольные оси 9 их поперечных сечений имеют уклон в противоположную от зазора 6 сторону. При этом отверстия 11 для соединения накладки 8 с отдающим рельсом 2 выполнены круглыми (поперечное сечение отверстий 11 имеет форму круга).
При изменении длины рельсов 2 и 3 стержни болтов в отверстиях 10 будут воздействовать на стенки отверстий 10, приподнимая торец рельса 3 или опуская его.
При увеличении длины рельсов вследствие повышения температуры окружающей среды (уменьшении величины теплового зазора) это приведет к уменьшению величины вертикального смещения m торца отдающего рельса 2 по отношению к торцу принимающего рельса 3 и, наоборот, при уменьшении длины рельсов вследствие уменьшения температуры окружающей среды (увеличении теплового зазора) - к увеличению смещения m.
Указанная накладка при изменении длины рельсов перемещается вместе с отдающим рельсом 2, относительно которого она закреплена неподвижно.
2. Накладка, у которой, по меньшей мере, одно отверстие для крепления к шейке отдающего рельса и как минимум одно отверстие для крепления к шейке принимающего рельса выполнены таким образом, что продольные оси их поперечных сечений имеют уклон.
При этом усилия, действующие на накладку со стороны болтовых соединений при изменении длины рельсов вследствие изменения температуры окружающей среды распределяются по накладке более равномерно.
Стержни болтов действуют на стенки отверстий, выполненных в накладке для крепления к шейке отдающего рельса, и на стенки отверстий для крепления к шейке принимающего рельса.
Кроме этого, необходимая длина продольных осей поперечных сечений отверстий, выполненных на накладке, становится меньше, что позволяет уменьшить размеры отверстий и увеличить сопротивляемость накладки разрушению под действием внешних сил.