ШТЕПСЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ ДЛЯ УСТАНОВКИ В ОТВЕРСТИЯ С ПОВЫШЕННЫМ ПОЛЕМ ДОПУСКА

Полезная модель относится к элементам аппаратуры железнодорожной автоматики, а именно к устройствам штепсельных узлов соединения электрической рельсовой цепи (РЦ), которые крепятся в цилиндрических отверстиях шейки рельса, предназначена для постановки штепсельного узла в отверстия с повышенным полем допуска.
Уровень техники известен из технического решения, содержащее штепсель, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части и отверстие, выполненное в цилиндрической части штепселя для закрепления провода элемента электрической рельсовой цепи, медную фланцевую втулку, установленную на конической части штепселя, штепсель выполнен длиной 105-110 мм с резьбой М20, диаметр конусной части штепселя составляет 20-23,5 мм, диаметр внутреннего конуса фланцевой втулки составляет 20-21,35 мм, на конической части штепселя за фланцевой втулкой установлена упорная шайба диаметром 20 мм, зафиксированная крепежным элементом. (Патент на полезную модель RU 162466, заявка №2015116314 от 29.04.2015, «Штепсельный узел элементов электрической рельсовой цепи»).
Недостатком этого решения является низкая надежность электрического соединения при установке штепсельного узла в отверстие в шейке рельса, диаметр которого больше номинального. Обусловлено это тем, что такая конструкция узла не позволяет получить достаточно эффективную поверхность механического контакта между фланцевой втулкой и конусной частью штепселя при установке узла в отверстие больше номинального или при установке фланцевой втулки в отверстие меньше номинального, когда происходит ее разрушение.
Известен штепсельный узел элементов электрической цепи, содержащий штепсель, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части с отверстием в цилиндрической части для закрепления провода, втулку, установленную на конической части штепселя, имеющей меньший диаметр, и зафиксированный крепежным элементом, слой электропроводной смазки в отверстии шейки рельса на фланцевой втулке, при этом поверхность цилиндрической части штепселя сопряжена с поверхностью отверстия фаской. (Патент на полезную модель RU 83363, заявка №2008130672 от 25.07.2008, «Штепсельный узел элементов электрической рельсовой цепи»).
Недостатком этого решения в том, что при монтаже узла соединения снижается надежность электрического соединения, происходит увеличение переходного электрического соединения. Это обусловлено тем, что уменьшается эффективная площадь механического контакта в соединениях между фланцевой втулкой и конусной частью штепселя с одной стороны и наружной поверхностью фланцевой втулки и поверхностью отверстия в шейке рельса, с другой стороны. Это происходит в соединениях, в которых увеличен диаметр отверстия в шейке рельса выше номинального, или произошло разрушение фланцевой втулки при ее установке.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности работы штепсельного узла соединения электрической рельсовой цепи.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в увеличении контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи при его установке в цилиндрическое отверстие, выполненное в шейке рельса и имеющее увеличенное поле допуска по сравнению с номинальным, или при установке в цилиндрическое отверстие, выполненное в шейке рельса, когда произошло разрушение фланцевой втулки.
Данный технический результат достигается штепсельным узлом электрической рельсовой цепи для установки в отверстие с повышенным полем допуска, характеризующимся тем, что включает рельс, имеющий отверстие, выполненное в шейке рельса, фланцевую втулку, установленную в отверстие шейки рельса, имеющее внутреннее конусное отверстие, при этом втулка имеет продольную прорезь шириной не более 5 мм, штепсель, установленный в коническое отверстие фланцевой втулки, имеющий резьбовую, коническую и цилиндрическую части и отверстие, выполненное в цилиндрической части штепселя, причем коническая часть имеет конусность, равную конусности отверстия фланцевой втулки ((1:8)-(1:12)), провод электрической рельсовой цепи, упорный стакан, установленный на штепсель со стороны резьбового соединения и зафиксированный крепежным элементом, слой электропроводной смазки в отверстии шейки рельса и на фланцевой втулке. Кроме этого, фланцевая втулка на фланцах имеет 1-3 паза шириной 0,5-1,5 мм, провод электрической рельсовой цепи выполнен из сталемедного эластичного провода марки ПБСМЭ и отпрессован в отверстии в цилиндрической части штепселя, диаметр провода равен диаметру отверстия в цилиндрической части штепселя, выходящий конец провода соединен со штуцером сваркой, фланцевая втулка выполнена из стали, фланцевая втулка выполнена из бронзы, фланцевая втулка выполнена из латуни, фланцевая втулка выполнена из меди, на цилиндрической части штепселя с двух сторон параллельно проводу выполнены лыски под гаечный ключ, на коническую часть штепселя перед монтажом штепсельного узла наносят слой электропроводной смазки, штепсель выполнен из стали.
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. Под такой номинальный размер изготавливается фланцевая втулка и определяется конусность отверстия фланцевой втулки и конусность поверхности штепселя. Но реально, как показывает практика, установка штепсельных узлов происходит в отверстия с диаметром от 21 до 23 мм, установить в такое отверстие штепсельный узел, подготовленный под номинальные размеры, порой невозможно. Такая «нестыковка» приводит к разрушению фланцевой втулки при ее установке или получению соединительного узла, имеющего малую контактную поверхность электрического соединения штепселя, фланцевой втулки и поверхности отверстия в шейке рельса. Под контактной поверхностью электрического соединения здесь понимается совокупность точек (площадок), через которые передается давление, эта же поверхность является и контактной поверхностью электрического соединения. Чем больше контактная поверхность, тем ниже удельное электрическое сопротивление штепсельного узла. Увеличение контактной поверхности электрического соединения в штепсельном узле электрической рельсовой цепи, в случае увеличения диаметра отверстия в шейке рельса относительно номинального, будет обеспечиваться тем, что фланцевая втулка, устанавливаемая в отверстие шейки рельса, при затягивании штепселя в конусное отверстие втулки будет не деформироваться с нарушением конусности и уменьшением контактной поверхности электрического соединения, а за счет продольной прорези произойдет увеличение наружного диаметра втулки с сохранением конусности и сохранением максимальной контактной поверхности. В случае уменьшения диаметра отверстия в шейке рельса относительно номинального, продольная прорезь шириной не более 5 мм на всю высоту втулки позволит установить ее в отверстие за счет сжатия и уменьшения ширины прорези без деформации и разрушения, при этом сохранится конусность и максимальная контактная поверхность электрического соединения. В обоих случаях штепсельное соединение обеспечит необходимое удельное сопротивление.
На фиг. 1 показан штепсельный узел электрической рельсовой цепи для установки в отверстие с повышенным полем допуска, на фиг. 2 показана фланцевая втулка вид по сечению А-А, на фиг. 3 показана фланцевая втулка вид сверху.
Штепсельный узел электрической рельсовой цепи для установки в отверстие с повышенным полем допуска содержит провод 1 элемента электрической рельсовой цепи, штепсель 2 с конической 3, резьбовой 4, цилиндрической 5 частями и отверстием 6 для закрепления провода 1 элемента электрической рельсовой цепи, фланцевую втулку 7 с ответным коническим отверстием, упорный стакан 8 со стороны меньшего диаметра конической поверхности 3 штепселя 2, слой консервационной электропроводной смазки в отверстии шейки рельса 9 на фланцевой втулке 7. Провод 1 запрессовывается в отверстие 6 для снижения переходного электрического сопротивление между проводом 1 и штепселем 2, а также для увеличения надежности крепления диаметр отверстия 6 равен диаметру провода 1, чтобы увеличить площадь привариваемых деталей, поверхность 10 цилиндрической части 5 штепселя 2 сопряжена с поверхностью отверстия 6 фаской 11, следствием этого повышается надежность соединения при проведении сварки или пайки.
Для улучшения электрических характеристик рельсовой цепи и исключения обрыва проводов вследствие периодических перегибов провод 1 элемента электрической рельсовой цепи выполнен из сталемедного эластичного провода марки ПБСМЭ (по ТУ 3510-001-78858250-2005).
На цилиндрической части штепселя 3 выполнены лыски под гаечный ключ M16. Такое исполнение облегчает монтаж узла соединения элементов электрической цепи, т.е. штепсель 3 с помощью гаечного ключа фиксируется в нужном положении (исключается возможность проворота штепселя 3 вокруг своей оси), после чего производится затяжка гаек 13.
Монтаж штепсельного узла осуществляют следующим образом. Очищают отверстие в шейке рельса от пыли и ржавчины, устанавливают в нее фланцевую втулку 7, затем в коническое отверстие фланцевой втулки вводят до упора коническую часть штепселя 3, на выступающую резьбовую часть штепселя 3 устанавливают упорный стакан 8, навинчивают на резьбовую часть гайки 7 и подтягивают их до упора до получения между контактирующими поверхностями максимального механического контакта.