Устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов

Полезная модель относится к устройствам верхнего строения железнодорожного пути, в частности к железнодорожному пути на криволинейных участках, железнодорожному пути в переездах и стрелочным переводам.
Известно устройство для предупреждения бокового износа рельсов в кривых, обеспечивающее равномерность распределения поперечных сил между внутренней и наружной нитями рельсовой колеи (RU №2114946, Е01В 5/18, 10.07.1998), содержащее контррельс, жестко соединенный с рельсами внутренней нити колеи и с помощью распорок соединенный с шейкой рельсов наружной нити колеи.
Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности регулировки ширины желоба между рабочими гранями рельса внутренней нити рельсовой колеи и контррельса, что ввиду износа контррельса в процессе эксплуатации ведет к неравномерному распределению поперечной нагрузки от подвижного состава между контррельсом и наружной рельсовой нитью, вследствие чего нарушается стабильность рельсовой колеи и снижается безопасность движения в кривых.
Другим существенным недостатком устройства является низкая прочность конструкции при поперечных нагрузках, обусловленная малой опорной поверхностью тумб, жестко закрепленных на внутренних концах рельсовых подкладок, на которых установлены контррельсы.
Также существенным недостатком данной конструкции является отсутствие возможности установки, ремонта и замены, вышедших из строя в процессе эксплуатации, элементов конструкции без демонтажа путевого рельса.
Известна конструкция устройства для предотвращения схода железнодорожного транспортного средства на криволинейном участке железнодорожного пути малого радиуса и бокового износа рельсов (RU №150332 U1, Е01В 5/18, 10.02.2015), содержащего рельс, контррельсовый уголок, установленный сбоку рельса и закрепленный вертикально через шейку на опорной стойке с ребрами жесткости контррельсовой подкладки при помощи разъемного соединения, которая установлена и крепится на шпале под рельсом и рельсовой подкладкой, а также средство крепления устройства, отличающееся тем, что в качестве контррельса применяется контррельсовый уголок, рельсовая и контррельсовая подкладки не сочленены между собой и выполнены отдельно, имея только общее средство крепления к железнодорожным шпалам.
Недостатком данного устройства является пониженная стабильность пути за счет перераспределения в процессе эксплуатации нагрузок от колес подвижного состава преимущественно на наружную рельсовую нить, вызванное изменением ширины желоба между рельсом внутренней рельсовой нити и контррельсом за счет смещения контррельсовой подкладки внутрь колеи под действием боковых сил передаваемых от колес подвижного состава на контррельс из-за того, что рельсовая и контррельсовая подкладки не сочленены между собой и выполнены отдельно, имея только общее средство крепления к железнодорожным шпалам.
Также недостатком данной конструкции является пониженная стабильность пути за счет изменения высотного положения внутренней рельсовой нити относительно наружной рельсовой нити за счет расположения контррельсовой подкладки под рельсом и рельсовой подкладкой, что приводит к перераспределению нагрузок от колес подвижного состава, таким образом, что возрастает нагружение наружной рельсовой нити.
Также существенным недостатком данной конструкции является отсутствие возможности установки, ремонта и замены вышедших из строя в процессе эксплуатации элементов конструкции без демонтажа путевого рельса.
Известно устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов в кривых (RU №165319 U1, 06.04.2016), содержащее контррельс и единую опорную поверхность - опорную плиту с ребордами для крепления рельса внутренней нити рельсовой колеи и упором для крепления контррельса, который соединен с опорной плитой посредством упорных косынок, причем контррельс соединен с упором через шайбу, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит изолирующую прокладку под опорную плиту, а также изолирующие втулки, расположенные в отверстиях опорной плиты между опорной плитой и узлами крепления, которые в своей конструкции содержат закладную деталь. Данная конструкция принята за прототип.
Недостатком данной конструкции является пониженная прочность конструкции при поперечных нагрузках, обусловленная малой поверхностью контакта опорной плиты и упора для крепления контррельса.
Также существенным недостатком данной конструкции является отсутствие возможности установки, ремонта и замены, вышедших из строя в процессе эксплуатации, элементов конструкции без демонтажа путевого рельса.
Задачами, на решение которых направлена заявляемая полезная модель, являются:
1. повышение безопасности движения путем увеличения стабильности пути за счет обеспечения постоянной величины желоба между путевым рельсом и контррельсом при полном исключении влияния устройства на высотное положение и уклон путевого рельса и, как следствие, на распределение нагрузок, возникающих в рельсовых нитях при прохождении колес подвижного состава;
2. обеспечение возможности установки, ремонта и замены, вышедших из строя в процессе эксплуатации, элементов конструкции без демонтажа иных путевых конструкций.
Технический результат - повышение стабильности пути, что приводит к повышению безопасности движения.
Технический результат достигается тем, что устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов, содержащее контррельс и упоры для крепления контррельса, причем контррельс соединен с упорами через шайбы, согласно заявленному решению упоры имеют общие с промежуточными рельсовыми скреплениями узлы крепления к подрельсовому основанию, причем упоры имеют общую плоскость соприкосновения с подошвой путевого рельса и соединены непосредственно с путевым рельсом.
Соединение упоров с путевым рельсом исключает возможность смещения упоров под воздействием нагрузки от колес подвижного состава, за счет чего обеспечивается постоянство величины контррельсового желоба, как следствие повышается стабильность пути, уменьшается боковой износ путевых рельсов, что приводит к повышению безопасности движения.
Конструкция устройства исключает его воздействие на высотное положение и уклон путевого рельса, в результате обеспечиваются заданные параметры пути, что приводит к повышению безопасности движения.
Общая плоскость соприкосновения с подошвой путевого рельса полностью исключает возможность опрокидывания устройства под воздействием горизонтальных сил передаваемых от колес подвижного состава.
На фиг. 1 показано устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов (вид сбоку); на фиг. 2 - вид устройства сверху; на фиг. 3 - вариант крепления устройства к подрельсовому основанию; на фиг. 4 - вариант соединения устройства с путевым рельсом в паз; на фиг. 5 - вариант соединения устройства с путевым рельсом при помощи разъемного соединения.
Устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов содержит контррельс 1 и упоры 2 для крепления контррельса. Контррельс 1 может крепиться к упорам 2 при помощи разъемных соединений: болты 3, шайбы 4, гайки 5. Контррельс 1 может крепиться к упорам 2 при помощи других видов разъемных соединений (на чертеже не показано). Между контррельсом 1 и упорами 2 установлены шайбы 6, позволяющие регулировать зазор между боковой гранью путевого рельса 7 и рабочей поверхностью контррельса 1. В качестве контррельса 1 может быть использован контррельсовый уголок, например СП-850. В качестве контррельса 1 может быть использован контррельсовый рельс (на чертеже не показано). В качестве контррельса 1 могут быть использованы другие виды рельсов (на чертеже не показано). Упоры 2 и промежуточные рельсовые скрепления 8 прикрепляются к подрельсовому основанию 9 при помощи общих узлов крепления. В качестве общих узлов крепления могут быть использованы разъемные соединения: закладные болты 10, гайки 11, шайбы 12. В качестве общих узлов крепления могут быть использованы другие виды разъемных соединений (на чертеже не показано). Упоры 2 имеют общую плоскость соприкосновения с подошвой путевого рельса 7. Упоры 2 соединены непосредственно с путевым рельсом 7. Упоры 2 могут быть соединены с путевым рельсом 7 в паз. Упоры 2 могут быть соединены с путевым рельсом 7 при помощи разъемных соединений: болтов 13, прижимных пластин 14, шайб 15, гаек 16. Упоры 2 могут быть соединены с путевым рельсом 7 при помощи других видов разъемных соединений (на чертеже не показано).
Устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов работает следующим образом: при движении подъездного состава в кривых участках пути под действием центробежных сил, а при движении в прямых участках под действием виляния подвижного состава колесные пары внутренней поверхностью колеса упираются в рабочую поверхность контррельса, за счет чего происходит снижение боковой нагрузки передаваемой от колес подвижного состава на путевые рельсы. Соединение упоров с путевым рельсом полностью исключает возможность смещения устройства в процессе эксплуатации, а, следовательно, обеспечивает постоянство величины желоба между путевым рельсом и контррельсом, что в свою очередь повышает стабильность рельсовой колеи и приводит к повышению безопасности движения. Прикрепление устройства к подрельсовому основанию при помощи общих с промежуточными рельсовыми скреплениями узлов крепления обеспечивает постоянство положения конструкции в процессе эксплуатации, что повышает стабильность рельсовой колеи, а также позволяет обеспечить электроизоляцию устройства от подрельсового основания. Общая плоскость соприкосновения с подошвой путевого рельса полностью исключает возможность опрокидывания устройства под воздействием горизонтальных сил передаваемых от колес подвижного состава. Устройство выполнено таким образом, что полностью исключает влияние устройства на высотное положение и уклон путевого рельса, вследствие чего обеспечиваются эксплуатационные параметры заданные исходной конструкцией пути, что исключает эксцентричность передачи вертикальной силы от конических колес подвижного состава на путевые рельсы и способствует увеличению сопротивления их горизонтальным поперечным силам, что повышает стабильность рельсовой колеи, а, следовательно, повышает безопасность движения.