КЛЕММА АНКЕРНОГО РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, в частности к устройству для крепления рельса к железобетонному подрельсовому основанию (шпале).
Известна клемма рельсового скрепления, выполненная из прутка с петлеобразной средней частью, двумя промежуточными участками, расположенными по обе стороны от средней части, двумя петлями, опирающимися на анкер, и концевыми участками, опирающимися на верхнюю часть подошвы рельса (патент RU 2189417 С2, опубликованный 20.09.2002). В описании данной клеммы отсутствует точная информация о материале ее изготовления. Указано только, что используется сталь.
Недостатком этой клеммы является высокая трудоемкость монтажа, а также отсутствие возможности ее установления в рабочее положение в случае производственных вертикальных сдвигов рельс, а также невозможность создания необходимого усилия прижатия при регулировке колеи в случае производственных вертикальных сдвигов рельсов. Кроме того, клемма имеет сложную пространственную форму и высокую трудоемкость изготовления.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой является клемма железнодорожного рельсового крепления, выполненная из прутка рессорно пружинной стали, изогнутого так, чтобы в плоскости иметь форму, примерно соответствующую форме буквы М, причем клемма имеет исходящую из одного конца прутка к другому, по существу, прямолинейную первую часть, изогнутую вторую часть, третью часть, изогнутую четвертую часть, пятую часть, изогнутую шестую часть и, по существу, прямолинейную седьмую часть, при этом первая и седьмая части образованы, соответственно, внешними ветвями буквы М, третья и пятая части образованы, соответственно, внутренними ветвями буквы М, вторая и шестая части соединяют внешние ветви с внутренними ветвями, а четвертая часть соединяет вместе внутренние ветви, причем продольная ось четвертой части лежит в плоскости, которая наклонена по отношению к плоскости, содержащей продольные оси первой и седьмой частей, но находится от нее на некотором расстоянии, причем длинна третьей и пятой части больше длинны первой и седьмой части (патент RU 2125626 С1, опубликованный 27.01.1999; см. фиг. 3 и фиг. 6F источника).
Недостатком этой клеммы является выскоке напряжения в критических областях завитков клеммы, близкое к пределу текучести, недостаточный запас прочности и невысокий предел усталости (выносливости) за счет конструктивных особенностей, а именно в связи с тем, что в месте наибольшего напряжения пружинный завиток данной клеммы имеет уменьшенный радиус и незначительный угол положения завитых частей клеммы (петель) относительно горизонтальной поверхности. При высоких температурах воздуха в летнее время 25-30°С деформация рельсовых прокладок увеличивается, так же при износе прокладок (допускаемый 20% на толщину) соответственно увеличивается амплитуда колебания клеммы в конструкции. Меньший предел усталости приводит к росту трещин в напряженных зонах клеммы с последующим их изломом.
Известно, что существующие прототипы клеммы обычно изготавливают из марок стали 42С2ПВ, 56SiCr7, 55С2А.
Желаемым техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, является создание клеммы анкерного рельсового скрепления, в которой новая форма выполнения позволила бы обеспечить снижение напряженно-деформированного состояния, повышенный предел усталости и повышенную прочность клеммы и за счет этого повышение надежности работы рельсового скрепления и стабильности усилия прижатия рельса на всем сроке службы.
Техническое решение создавалось с учетом того, что при работе клемм, а именно, при прохождении по рельсам подвижного состава, происходит динамическое сгибание со скручиванием и разгибание с раскручиванием прутка клеммы, а именно - изменение угла между плоскостью прижимной части клеммы (часть, соприкасающаяся с рельсом) и плоскостью концов клеммы (первая и последняя ее части), которые предназначены для вхождение в зацепление с пазами анкера. Соответственно, в месте сочленения частей клеммы возникают критические области, которые при увеличенной амплитуде деформации могут привести к росту трещин и излому клемм.
Сущность полезной модели состоит в том, что клемма анкерного рельсового скрепления выполнена из стального прутка, изогнутого так, чтобы в плоскости иметь М-образную форму, причем клемма имеет исходящую из одного конца прутка прямолинейную первую часть, изогнутую вторую часть, третью часть, прямую четвертую часть, изогнутую центральную пятую часть, прямую шестую часть, седьмую часть, изогнутую восьмую часть и прямолинейную девятую часть, при этом первая и девятая части симметричны друг другу и являются внешними ветвями изделия, четвертая и шестая части симметричны друг другу и при смыкании через пятую часть образуют прижимную часть изделия, третья и седьмая части симметричны друг другу и образуют подъем изделия, вторая и восьмая части симметричны друг другу и соединяют внешние ветви с подъемной частью изделия, сочленение первой, второй и третьей части с одной стороны и сочленение седьмой, восьмой и девятой частей с другой стороны образуют петли (завитки), причем внутренний радиус каждой петли (каждого завитка) составляет от 21 до 22 миллиметров, а угол наклона второй и восьмой частей относительно ровной поверхности составляет от 34 до 35 градусов.
Достигнутый такой конструкцией технический результат заключаетсяв уменьшении напряжения в критических областях клеммы, а также в увеличении предела усталости, увеличении износостойкости клеммы при ее многократном монтаже/демонтаже из узла скрепления.
Для оптимальной работы клемма анкерного рельсового скрепления имеет следующие конструктивные особенности: клемма выполнена из прутка диаметром 16 мм, радиус каждого из вышеуказанных завитков составляет 21,24 мм, а угол наклона второй и восьмой частей относительно ровной поверхности составляет 34,51°.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых показано:
- на фиг. 1 - вид сверху на клемму анкерного рельсового скрепления;
- на фиг. 2 - вид сбоку;
- на фиг. 3 - вид сзади.
На фигурах 1 и 2 видно, что клемма состоит из прутка упругого материала, изогнутого так, чтобы в плоскости иметь форму, примерно соответствующую форме буквы М, причем клемма имеет исходящую из одного конца прутка к другому, по существу, прямолинейную первую часть (1), изогнутую вторую часть (2), третью часть (3), прямую четвертую часть (4), изогнутую центральную пятую часть (5), прямую шестую часть (6), седьмую часть (7), изогнутую восьмую часть (8) и прямолинейную девятую часть (9), сочленение первой, второй и третьей части с одной стороны и сочленение седьмой, восьмой и девятой частей с другой стороны образуют завитки (10) и (11). Четвертая и шестая части симметричны друг другу и при смыкании через пятую часть образуют прижимную часть изделия (12).
На фигуре три видно, что при горизонтальном положении клеммы на ровной поверхности имеется угол наклона второй (и восьмой) части относительно ровной поверхности.
Клемма рельсового скрепления работает следующим образом.
Клемма служит для закрепления рельса на шпале, снаряженной анкером. При помещении клеммы в рабочее положение она механически задвигается в закрепленный в шпале анкер, зацепляя его свободными концами (первой и девятой частями), и касается рельса прижимной частью, прижимая рельс к шпале. Нередко при этом на прижимную часть надеты прижимные изоляторы типа насадки и колпачка (в настоящей заявке не рассматриваются и не отражены на чертежах). Монтаж и демонтаж клеммы в анкере может быть многократным. При закреплении и демонтаже рельса в процессе механической установки клеммы в анкер или снятии клеммы из анкера подвергается изгибу и скручиванию вторая и восьмая части клеммы. Они же подвергаются динамическим нагрузкам при движении поезда, вагона или иного транспорта, поскольку в таких случаях имеет место смещение рельса вертикально (вверх-вниз) и колебания рельса. Возникающее сопротивление изгиба и скручивания создает необходимое усилие прижатия рельса прижимной частью, расположенной над верхней частью подошвы рельса.
Проведенные испытания образца предложенного изделия, выполненного из стали с содержанием углерода 0,39-0,44% при условии закалки в воде или водополимерной среде, и рессорно-пружинной стали с содержанием углерода 0,53-0,63% при условии закалки в масле показали следующие результаты: напряжение в критических точках составило 2,024-2,362 (е+09 H/m^2), минимальный коэффициент прочности составил 0,051. Указанные результаты превышают результаты испытаний аналогичных изделий из того же материала при той же степени деформации.
Таким образом, заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу, изделие способно к несению повышенных нагрузок в установленном положении, а также при регулярных снятиях и установках.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию новизны.