СОЕДИНИТЕЛЬ РЕЛЬСОВЫЙ СТЫКОВОЙ ПРУЖИННЫЙ (СРСП)

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам рельсовых цепей, и предназначена для пропуска по рельсам сигнального и тягового токов на участках железных дорог с электрической тягой.
Известен соединитель рельсовый шаберно-пружинный, содержащий тоководную пластину с шаберами в виде выступов сферической формы материала и пружину, а твердость шаберов выше, чем твердость остальной части тоководной пластины и/или шаберы снабжены твердыми частицами (патент на полезную модель РФ №72483).
Недостатком известного устройства является его недостаточная надежность. Указанный недостаток возникает за счет высокого переходного электросопротивления, что приводит к повышенным потерям электроэнергии, обусловленными межконтактным схватыванием (свариванием). При этом, наличие абразивных твердых частиц на контактной поверхности увеличивает эффект шабрения, но за счет высокой твердости локальный износ рельса в месте контакта его с шабером может достичь критической величины за короткое время.
Известно устройство соединитель рельсовый стыковой пружинный (СРСП), представляющий собой сборную конструкцию, состоящую из стальной тоководной пластины и пружины, которые имеют гальванические защитные покрытия. Пружина кинематически подвижно соединена с тоководной пластиной, обеспечивая точное позиционирование соединителя в рельсовом стыке и равномерное усилие прижатия электроконтактных площадок к шейке рельса. Электроконтактные площадки СРСП представляют собой выступы сферической формы на пластине тоководной, на которые нанесен износостойкий электропроводящий слой толщиной 0,015-0,025 мм. Износостойкое покрытие обеспечивает снятие с шейки рельса ржавчины и окалины, уменьшая тем самым сопротивление электрического стыка. В начальный период эксплуатации СРСП износостойкое покрытие истирается и последующий износ шейки рельса резко уменьшается. Электроконтактные элементы снабжены смазочным устройством, включающим: кольцо защитное из эластичного упругого материала, закрепленное на тоководной пластине, смазку электропроводящую, введенную в полость, ограниченную кольцом, клеящуюся пленку (ленту полипропиленовую), предотвращающую загрязнение и растекание смазки электропроводящей при транспортировании и хранении СРСП. Кольцо защитное предотвращает попадание в защищаемую зону атмосферной влаги и загрязнений, а также вытекание смазки. Отверстие в пленке, выполненное в центре уплотнительного кольца, обеспечивает готовность СРСП к монтажу в рельсовый стык без удаления пленки, гарантированный электрический контакт площадки СРСП с шейкой рельса, а также выполнение санитарно-гигиенических требований при его монтаже (http://www.htc-infotech.ru/razrabotki/elementy-relsovyh-tsepey-dlуа-tokoprovodyaschih-stykov/soedinitel-relsovij-stykovoj-pruzhinnyj.html).
Недостатком известного устройства является снижение усилия прижатия электроконтактных элементов к шейке рельса создаваемое пружинной в процессе эксплуатации СРСП, что приводит к ухудшению электрического контакта и увеличению значения электрического сопротивления, перегреву контактов при пропускании через соединитель тяговых токов, прерыванию контакта при ударах и вибрации возникающих при прохождении стыков подвижным составом. Снижение усилия прижатия, в процессе эксплуатации, вызвано изменением механических свойств пружины, при нанесении защитного покрытия гальваническим методом, в процессе изготовления СРСП. В процессе гальванического цинкования стальных изделий происходит их интенсивное наводороживание. Наводороживание стали приводит к появлению так называемой водородной хрупкости, выражающейся в аномальном снижении пластичности при уменьшении скорости деформирования, при повышенном содержания водорода снижается и прочность, что в целом негативно сказывается на механический свойствах изделий в эксплуатации.
Задачей заявляемого технического решения является повышение надежности работы токопроводящего стыка железнодорожного пути, оборудованного рельсовым стыковым соединителем пружинного типа.
В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в создании стабильного усилия прижатия электроконтактных элементов к шейке рельса, создаваемый пружинным элементом на протяжении всей эксплуатации СРСП.
Указанный технический результат достигается соединителем рельсовым стыковым пружинным (СРСП), содержащий корпус, устройство для удержания и подачи смазки и пружинный элемент, корпус выполнен из углеродистой конструкционной стали, имеет цинковое защитное покрытие, отверстие и «усик» для фиксации в рельсовом стыке стыковыми болтами, в центре выдавлено углубление для фиксации пружинного элемента и две контактные площадки сферической формы с нанесенным на них твердым сплавом, буртик, устройство для удержания и подачи смазки выполнено в виде кольца из самоклеющегося физически вспененного полиэтилена, закрепленного на корпусе, таким образом, что контактная площадка находится внутри кольца и полипропиленовой ленты с клеящим слоем и отверстием для подачи смазки, закрывающей кольцо, пространство ограниченное кольцом, контактной площадкой и лентой заполнено защитной электропроводящей смазкой, пружинный элемент выполнен из стали конструкционной рессорно-пружинной, имеет дугообразную форму, цинковое термодиффузионное защитное покрытие, в центре выдавлено углубление для центрирования на корпусе и фиксации положения, закреплен на корпусе путем обжима буртика. Кроме этого, корпус выполнен из материала сталь 35 конструкционная углеродистая качественная методом холодной штамповки из ленты 35-С-ОП-2*56, корпус выполнен в габаритных размерах 245*42*11 мм, корпус и пружинный элемент имеет защитное покрытие толщиной не менее 9 мкм, на контактные площадки нанесен твердый сплав методом электроискрового легирования, материал электрода ВК6-ВК8 толщиной 10-25 мкм, пружинный элемент выполнен из материала сталь 50ХФА конструкционная рессорно-пружинная методом холодной штамповки из ленты 50ХФА-С-2,5*35, кольцо из самоклеющегося физически вспененного полиэтилена выполнено из материала Isolontape 500 VB, полипропиленовая лента с клеящим слоем шириной 38-40 мм, в полипропиленовой ленте выполнено отверстие для подачи смазки диаметром 6-8 мм, пространство ограниченное кольцом, контактной площадкой и лентой заполнено защитной электропроводящей смазкой «КРЭЦ», расстояние между контактными площадками 60 мм, высота контактных площадок 4 мм, радиус сферы контактной площадки по наружной поверхности 20 мм.
Максимальное электрическое сопротивление в соединителях рельсовых стыковых пружинных возникает в месте контакта соединителя и шейки рельса, чтобы уменьшить электрическое сопротивление соединения и повысить стабильность электрического сопротивления нужно, что бы на протяжении всей эксплуатации постоянно сохранялось стабильное усилие прижатия электроконтактных элементов к шейке рельса.
Стабильное оптимальное усилие прижатия электроконтактных элементов к шейке рельса создаваемое пружинным элементом на протяжении всего срока эксплуатации СРСП достигается за счет следующих существенных признаков. Пружинный элемент выполнен из материала сталь 50ХФА конструкционная рессорно-пружинная методом холодной штамповки из ленты 50ХФА-С-2,5*35 ГОСТ 2284-79, т.е. применяемого для изготовления нагруженных ответственных пружин, к которым предъявляются требования высокой усталостной прочности, имеет дугообразную форму и цинковое термодиффузионное защитное покрытие. Нанесение защитного покрытия без участия электролита, методом термодиффузионного цинкования исключает наводороживание защитного покрытия и основы (материала пружинного элемента). Метод защиты металлических изделий термодиффузионное цинкование, основан на явлении диффузии молекул металла, протекающей при относительно высокой температуре, позволяет нанесения защитного покрытия на предварительно термообработанные детали, так как температура нагрева на отпуск после закалки выше температуры процесса нанесения цинкового покрытия. Наличие защитного покрытия нанесенного методом термодиффузионного цинкования позволяет защитить от атмосферного влияния и действия агрессивных сред, поверхность пружинного элемента, без изменения механических свойств материала пружинного элемента. Кроме этого цинковое термодиффузионное защитное покрытие обладает повышенной твердостью, износостойкостью, высокой коррозионной стойкостью, 3-5 раза выше, чем гальваническое и в 1,5-2 раза выше горячего цинкового покрытия.
На фиг. 1 и фиг. 2 показана конструкция заявляемого соединителя. Устройство соединителя следующее. Корпус 1, устройство для удержания и подачи смазки 2, пружинный элемент 3. Корпус 1 выполненный из стали 35, своими опорными поверхностями отверстие 1.1 и «усик» 1.2, базируется на рельсовых болтах (не показаны) и располагается между рельсовой накладкой (не показана) и шейкой рельса (не показана), имеет цинковое защитное покрытие не менее 9 мкм и буртик 1.3. В центре корпуса 1 выдавлено углубление 1.4 для фиксации пружинного элемента 3 и две контактные площадки сферической формы 1.5 на расстоянии 60 мм друг от друга. Контактные площадки 1.5 высотой 4 мм. с радиусом сферы по наружной поверхности 20 мм. с нанесенным на них методом электроискрового легирования твердым сплавом позволяют минимизировать износ шейки рельса в местах контакта,. Устройство для удержания и подачи смазки 2 выполнено в виде кольца 2.1 из самоклеющегося физически вспененного полиэтилена, закрепленного на корпусе 1, таким образом, что контактная площадка 1.5 находится внутри кольца 2.1 и полипропиленовой ленты 2.2 с клеящим слоем и отверстием 2.3 для подачи смазки, закрывающей кольцо 2.1, пространство ограниченное кольцом, контактной площадкой и лентой заполнено защитной электропроводящей смазкой 2.4 «КРЭЦ». Пружинный элемент 3 выполнен из стали 50ХФА, имеет цинковое термодиффузионное защитное покрытие, в центре выдавлено углубление 3.1 для центрирования на корпусе 1 по углублению 1.4, закреплен на корпусе 1 путем обжима буртика 1.3. на позиции 1.6.
Соединитель СРСП работает следующим образом. После его монтажа в рельсовый стык контактные элементы взаимодействуют с шейками соседних стыкуемых рельсов. Вибрации в рельсовом стыке от подвижного состава и тепловые деформации рельсов достаточны для удаления контактные элементами с шейки рельса ржавчины и образующихся окислов. Устройство для удержания и подачи смазки защищает контактирующие поверхности от коррозии, внешних загрязнений и атмосферной влаги и снижает эксплуатационный износ контактных элементов и шейки рельса. Электрическая рельсовая цепь с одного рельса на другой замыкается через корпус и контактные элементы, прижимаемые к шейке рельса пружинным элементом со стабильным усилием на протяжении всего срока эксплуатации СРСП.
Соединитель рельсовым стыковой пружинный может быть изготовлен на машиностроительном предприятии. В настоящее время разработана техническая документация. Изготавливается опытная партия соединителей рельсовых стыковых пружинных усиленных.