СТРЕЛКА БЕЗОСТРЯКОВОГО СТРЕЛОЧНОГО ПЕРЕВОДА

Полезная модель относится к области транспортного строительства, а именно к устройствам соединений железнодорожных путей.
Известна конструкция стрелки безострякового стрелочного перевода (RU №2150544, Е01В 7/00, 10.06.2000 г.), содержащая две пары переводных рельсов, установленных с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости обеих пар рельсов вокруг их корневых стыков на угол, необходимый для перевода стрелки с одного направления на другое, стрелочные подкладки и электропривод. Современные электроприводы, предназначенные для стрелок традиционных конструкций, рассчитаны на перевод из одного положения в другое только двух тонких остряков, а в рассматриваемой конструкции выполнение той же операции связано с поворотом четырех переводных рельсов полного стандартного профиля, вес которых вчетверо превышает вес остряков. Больший вес перемещаемых тел приводит к увеличению сил их трения-скольжения о стрелочные подкладки, оказывающих дополнительное сопротивление переводу стрелок. Опыт эксплуатации показал, что существующие электроприводы не всегда справляются с переводом безостряковых стрелок. При попадании на поверхности подкладок засорителей мелких фракций возникают отказы в работе электроприводов.
Недостатком конструкции по сравнению с существующими стрелками является ее невысокая надежность в работе на этапе переключения с одного направления на другое.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является конструкция стрелки безострякового стрелочного перевода (RU №86193, Е01В 7/00, 27.0.2009 г.), содержащая две пары переводных рельсов, установленные на роликах с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости обеих пар вокруг их корневых стыков на угол, необходимый для перевода стрелки с одного направления на другое, 1 стрелочные подкладки и электрический привод. В данной конструкции трение-скольжение переводных рельсов о стрелочные подкладки заменено на трение - качение их по роликам, что существенно снижает силы сопротивления движению пар рельсов при переводе стрелки. Однако известно, что чем меньше силы трения рельсов о подрельсовое основание, тем менее надежно рельсы сопротивляются боковому сдвигу под колесами проходящих поездов. Проблема устойчивости рельсов на боковой сдвиг особенно остро стоит для безостряковых стрелок, у которых рельсы при входе на перевод состыкованы без стыковых накладок, и не исключена возможность нарушения плавности движения из-за образования горизонтальных ступенек в этих стыках. При определенной величине этих ступенек даже создаются благоприятные условия для набегания гребня колеса на головку рельса и схода с рельсов подвижного состава.
Недостаток конструкции заключается в том, что наличие в ней роликовых опор, ослабляя силы взаимодействия рельсов с подрельсовым основанием, способствуют образованию горизонтальных стыковых ступенек, которые могут стать причиной отказов и даже транспортных аварий.
При разработке полезной модели решалась задача повышения безопасности движения и надежности в работе самой стрелки при проходе по ней подвижного состава за счет большей сопротивляемости переводных рельсов боковому сдвигу.
Технический результат достигается тем, что в стрелке безострякового стрелочного перевода, содержащей две пары переводных рельсов, установленные на роликах с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости обеих пар вокруг их корневых стыков на угол, необходимый для перевода стрелки с одного направления на другое, стрелочные подкладки и электрический привод, цапфы роликов подпружинены относительно стрелочных подкладок, причем коэффициент жесткости пружин обеспечивает в момент перевода стрелки возвышение точки взаимодействия роликов с подошвами рельсов над стрелочными подкладками на величину, равную нормативному допуску на износ роликов.
Сущность технического решения поясняется с помощью чертежей:
Фиг.1 Общий вид стрелки безострякового стрелочного перевода в плане.
Фиг.2. Схема опирания переводных рельсов на подрельсовое основание в момент перевода стрелки.
Фиг.3. Схема опирания переводных рельсов на подрельсовое основание в момент прохода по ней колес подвижного состава.
1
2
Стрелка безострякового стрелочного перевода содержит две пары 1 и 2 переводных рельсов 3, установленные на роликах 4, опирающихся цапфами 5 на плоские стрелочные подкладки 6, с возможностью синхронного поворота в горизонтальной плоскости обеих пар 1 и 2 вокруг их корневых стыков 7 на угол, необходимый для перевода стрелки с одного направления на другое, и электропривод 8 для выполнения этого поворота. Опирание цапф 5 на подкладки 6 выполнено через пружины 9, которые нужны для того, чтобы во время перевода стрелки рельсы 3 перекатывались по роликам 4, не касаясь стрелочных подкладок 6, как это показано на фиг.2. Коэффициент жесткости пружин 9 вычислен из условия равновесия сил, с одной стороны, веса G пары 1 переводных рельсов 3 в сборе, с другой - реакций R и R пружин 9 с учетом их деформации, при которой обеспечивается зазор h, предотвращающий трение подошв 10 рельсов 3 о поверхности 11 стрелочных подкладок 6 за счет возвышения 12 роликов 4 над уровнем этих поверхностей 1.
С точки зрения снижения сил сопротивления при набегани подошвы 10 рельса 3 на ролик 4, возвышение 12 должно быть как можно меньше, но, чем меньше возвышаются поверхности катания роликов 4 над поверхностями 11 стрелочных подкладок 6 в начальный период эксплуатации, тем быстрее в результате износа роликов 4 эти поверхности оказываются в одном уровне, и трение-качение заменяется трением-скольжением. Если возвышение 12 принять меньше допуска на вертикальный износ роликов 4, то этот переход от качения к скольжению будет происходить уже тогда, когда износ роликов 4 еще не достигнет допустимого предела. Поэтому оптимальным решением, удовлетворяющим требованиям, с одной стороны, минимизации сил сопротивления переводу стрелки, с другой - наиболее полного использования эксплуатационного ресурса роликов 4, представляется назначение возвышения 12 роликов 4 над подкладками 6 равным нормативном допуску на износ ролика 4.
Устройство работает следующим образом. При переводе стрелки с одного направления на другое, как и в конструкции прототипа, наличие роликов 4 сводит к минимуму затраты сил и энергии на выполнение данной операции. При проходе по стрелке колес 13 подвижного состава (на фиг. не показан), от рельса 3 через ролики 4 на пружины 9 передается поездная нагрузка Р. Она несоизмеримо больше веса G переводных рельсов 3, на который рассчитана жесткость пружин 9. Под суммарным действием обеих указанных сил Р и G пружины 9 сжимаются на столько, что ролики 4 полностью погружаются в углубления 14, выполненные в подкладках 6 для этих целей. Элементарный расчет показывает, что на преодоление упругих сил сжатия пружин 9 затрачивается не более 5-10% от суммарной силы, а более 90% реализуется в виде нормального давления, которое передается от подошв рельсов 3 на поверхность 11 стрелочной подкладки 6 и вызывает силы трения по плоскостям их взаимодействия. Известно, что трение-скольжение рельсов 3 о подкладки 6 является одним из главных силовых факторов, обеспечивающих сопротивление рельсов 3 боковому сдвигу. А в безостряковой стрелке повышение устойчивости переводных рельсов 3 на боковой сдвиг снижает вероятность образования горизонтальных ступенек в переднем стыке 15 стрелки, которые могут привести к сходу с рельсов 3 подвижного состава.
Таким образом, применение в безостряковых стрелках роликов, подпружиненных в соответствии с предлагаемым техническим решением, позволит повысить надежность конструкций в работе и обеспечить повышение безопасности прохода подвижного состава по этим стрелкам.