СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОСТРЯКОВ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЙ И ПЕРЕСЕЧЕНИЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПУТИ
METHOD TO MANUFACTURE POINTS FOR JOINTS AND CROSSINGS OF RAILWAY RAILROAD TRACK

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и, в частности, к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к способу изготовления остряков для соединений и пересечений железнодорожного пути из составных деталей, ранее находившихся в эксплуатации.
Известно устройство конструкции стрелочного перевода, представленное в а.с. №120465 и состоящее из различных рельсов, остряков, криволинейных и прямолинейных отрезков пути [1].
Недостаток - малый срок службы рельсов в реальных условиях эксплуатации.
Наиболее близким аналогом является остряк для соединений и пересечений железнодорожного пути, описанный в авторском свидетельстве №1273424 [2].
Остряк состоит из подошвы, шейки и головки, прилегающей к головке рамного рельса.
В процессе производства данного остряка его изгибают в плане таким образом, что его изгиб совмещается с границей зоны его прилегания к рамному рельсу. При этом продольная ось остряка в зоне прилегания параллельна продольной оси рамного рельса. Боковую грань головки остряка выполняют с уклоном подстрожки головки рамного рельса.
Основным недостатком данного устройства и способа его изготовления является сравнительно низкая экономическая эффективность, поскольку составные элементы для соединений и пересечений железнодорожного пути производят из новых рельсов, не находившихся ранее в эксплуатации. В результате значительно увеличивается расход материалов при производстве стрелок стрелочных переводов.
Технической задачей заявляемого изобретения является изготовление остряков из рельсов, ранее находившихся в эксплуатации, что позволит в максимальной степени использовать ресурс работоспособности элементов стрелочных переводов путем восстановления их служебных свойств.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления остряков для соединений и пересечений железнодорожного пути, являющихся элементами стрелки стрелочного перевода, путем их механической обработки, при которой остряки изгибают и подвергают строжке, в качестве элементов стрелки стрелочного перевода используют прошедшие дефектоскопический контроль изношенные прямолинейные остряки, и/или изношенные криволинейные остряки обыкновенных стрелочных переводов, и/или изношенные криволинейные остряки симметричных стрелочных переводов, при этом изношенные прямолинейные остряки обыкновенных стрелочных переводов нагревают, изгибают и проводят их строжку на глубину, обеспечивающую прилегание к прямолинейным рамным рельсам, изношенные криволинейные остряки обыкновенных стрелочных переводов усекают до длины остряков симметричных стрелочных переводов марки 1/6 приемоотправочных или горочных путей и производят их строжку на глубину, обеспечивающую сопряжение с их криволинейными рамными рельсами, изношенные криволинейные остряки симметричных стрелочных переводов марки 1/6 приемоотправочных путей усекают до длины остряков симметричных стрелочных переводов марки 1/6 горочных путей и производят их строжку на глубину, обеспечивающую сопряжение с соответствующими криволинейными рамными рельсами.
Кроме того, изношенные прямолинейные остряки изгибают до радиуса кривизны, соответствующего марке стрелочного перевода.
А также длину остряков симметричных стрелочных переводов приемоотправочных и горочных путей устанавливают согласно проекту изготовителя.
Технический результат заключается в повышенном ресурсе работоспособности элементов стрелочных переводов за счет восстановления их служебных свойств, что обеспечивает существенную экономию материала, а именно специального проката, как правило, используемого для изготовления остряков.
Результат достигается путем повторного использования прямолинейных остряков обыкновенных стрелочных переводов благодаря их нагреванию, затем изгибу до радиуса кривизны, равному 297259 мм, и строжке на глубину, обеспечивающую прилегание к прямолинейному рамному рельсу, усечения криволинейных остряков обыкновенных стрелочных переводов марки 1/9, 1/11 до длины 5640 мм или соответственно 4340 мм с последующим применением их на симметричных стрелочных переводах марки 1/6 приемоотправочных или горочных путей соответственно.
При этом повторно используют криволинейные остряки симметричных стрелочных переводов марки 1/6 приемоотправочных путей после усечения до длины 4340 мм и строжки на симметричных стрелочных переводах марки 1/6 горочных путей.
Техническим результатом данного изобретения является сохранение 50% старогодних элементов стрелочных переводов марки 1/9, 1/11 - криволинейного рамного рельса и прямолинейного остряка - с добавлением к ним вновь изготовленных элементов, в частности криволинейного остряка, выполненного из изношенных элементов стрелочных переводов.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется нижеследующим описанием и чертежами.
На фиг.1 представлена схема обыкновенного правостороннего стрелочного перевода; на фиг.2 - схема обыкновенного левостороннего стрелочного перевода; на фиг.3 - схема симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути; на фиг.4 - схема симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути; на фиг.5 - схема расположения левого колеса колесной пары на прямолинейном рамном рельсе и криволинейном остряке обыкновенного правостороннего стрелочного перевода, на фиг.6 - поперечный разрез по строганой части прямолинейного рамного рельса с износом головки правостороннего обыкновенного стрелочного перевода; на фиг.7 - поперечный разрез по строганой части прямолинейного рамного рельса с износом головки левостороннего обыкновенного стрелочного перевода; на фиг.8 - схема выполнения изгиба при изготовлении криволинейного остряка из прямолинейного; на фиг.9 - схема положения остряка относительно рамного рельса перед строжкой; на фиг.10 - вид сбоку схематичного изображения левых криволинейных остряков правосторонних стрелочных переводов, изготовленных по предлагаемому способу; на фиг.11 - поперечное сечение остряка, изображенного на фиг.10, используемого для криволинейного остряка симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути; на фиг.12 - поперечное сечение остряка, изображенного на фиг.10, используемого для криволинейного остряка симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути.
Стрелка обыкновенного правостороннего стрелочного перевода марки 1/9, 1/11 содержит левый криволинейный остряк 1, прямолинейный рамный рельс 2, правый прямолинейный остряк 3 и криволинейный рамный рельс 4 (фиг.1).
Стрелка обыкновенного левостороннего стрелочного перевода марки 1/9, 1/11 содержит правый криволинейный остряк 5, прямолинейный рамный рельс 6, левый прямолинейный остряк 7 и криволинейный рамный рельс 8 (фиг.2).
Стрелка симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути содержит левый криволинейный остряк 9, левый криволинейный рамный рельс 10, правый криволинейный остряк 11 и правый криволинейный рамный рельс 12 (фиг.3).
Стрелка симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути (фиг.4) содержит левый криволинейный остряк 13, левый криволинейный рамный рельс 14, правый криволинейный остряк 15 и правый криволинейный рамный рельс 16.
На фиг.5 схематично изображено взаимодействие левого колеса 17 колесной пары с остряком 1 и рамным рельсом 2 стрелки обыкновенного правостороннего стрелочного перевода, где 18 - точка контакта колеса 17 с остряком 1 и рельсом 2, 19 - рабочая грань прижатия остряка 1 к рельсу 2, а 20 - место бокового износа остряка 1.
Аналогичная картина наблюдается для правого колеса колесной пары на остряке 5 и рамном рельсе 6 обыкновенного левостороннего стрелочного перевода (на фиг. не изображено).
Прямолинейный рамный рельс 2 с вертикальной осью симметрии 21 (фиг.6) содержит головку 22 с выполненной строжкой 23, подвергающуюся боковому износу 24 рабочей грани.
Прямолинейный рамный рельс 6 с вертикальной осью симметрии 25 (фиг.7) содержит головку 26 с выполненной строжкой 27, подвергающуюся боковому износу 28 рабочей грани.
На фиг 8. указана точка изгиба 29 прямолинейного остряка (3 на фиг.1, 7 на фиг.2) для изготовления криволинейного остряка (1 на фиг.1, 5 на фиг.2).
На схеме положения остряка относительно рамного рельса перед строжкой (фиг.9) показан уровень 30 расположения остряка по фактическому износу, а позиции 31, 27, 33 - ширина головки остряка, равная 50 мм, 20 мм, 5 мм, соответственно, 34 - острие пера остряка шириной 3 мм.
Левые криволинейные остряки правосторонних стрелочных переводов, представленные на фиг.10, изготовлены из соответствующего изношенного остряка 1 обыкновенного стрелочного перевода, при этом поз.35 определяет начало строжки, поз.36 соответствует точке усечения остряка 1 для изготовления криволинейного остряка 13 симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути, поз.37 соответствует точке усечения остряка 1 для изготовления криволинейного остряка 9 симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути, а поз.38 соответствует длине остряка 1. Отсчет длины до точки усечения для изготовления остряков 9 и 13 начинается от корня 39 остряка.
Поперечное сечение остряка 1 в соответствии с поз.36 фиг.10 показано на фиг.12. Поперечное сечение остряка 1 в соответствии с поз.37 фиг.10 показано на фиг.11.
Предлагаемый способ изготовления стрелки стрелочного перевода осуществляется следующим образом.
Изменение направления движения поезда, перестановка подвижного состава с одного пути на другой, а также роспуск вагонов с горки на разные пути осуществляется при помощи стрелочных переводов (Фиг.1, 2, 3, 4). В зависимости от того, какое положение занимают стрелочные переводы, т.е. в зависимости от прижатия криволинейного остряка 1 правостороннего обыкновенного стрелочного перевода к прямолинейному рамному рельсу 2 (Фиг.1) или криволинейного остряка 5 левостороннего обыкновенного стрелочного перевода к прямолинейному рамному рельсу 6 (Фиг.2), подвижной состав, следуя по ним, вызывает постепенный боковой износ как криволинейных остряков 1 и 5, так и прямолинейных рамных рельсов 2 и 6.
На примере движения левого колеса 17 колесной пары (фиг.5) по прямолинейному рамному рельсу 2 и прижатому к нему по грани 19 остряку 1 правостороннего стрелочного перевода показано возникновение в точке контакта 18 износа 20. При этом на головке 22 рельса 2 (фиг.6) боковой износ рабочей грани 24 возникает справа от оси 21.
При движения правого колеса колесной пары по прямолинейному рамному рельсу 6 и прижатому к нему остряку 5 левостороннего стрелочного перевода аналогичным образом в точке контакта возникает их износ. При этом на головке 26 рельса 6 (фиг.7) боковой износ рабочей грани 28 возникает слева от оси 25.
Многолетний опыт измерений показывает, что боковой износ опережает вертикальный износ головки рельса в несколько раз.
Износ этих элементов регламентируется нормативом [3], согласно которому до достижения браковочных параметров их должны перемещать на менее ответственные участки пути, имеющие по технологическому процессу работы станции ограничение скорости движения по ним подвижного состава [4]. Изношенные элементы стрелки стрелочного перевода извлекают из пути, в частности, в процессе капитального или среднего ремонта, подвергают неразрушающему контролю, например, путем ультразвуковой дефектоскопии и направляют на дальнейшую обработку.
Боковое направление движения поезда (или другого подвижного состава) по стрелочным переводам достигается за счет прижатия криволинейного остряка 1 (фиг.1) к прямолинейному рамному рельсу 2 правостороннего обыкновенного стрелочного перевода или криволинейного остряка 5 (фиг.2) к прямолинейному рамному рельсу 6 левостороннего стрелочного перевода. Колесная пара подвижного состава, в этом случае, следуя одним левым колесом 17 (фиг.5) по прямолинейному рамному рельсу 2 правостороннего стрелочного перевода, постепенно перемещается на криволинейный остряк 1 (Фиг.1, 5) или одним правым колесом по прямолинейному рамному рельсу 6 левостороннего стрелочного перевода (фиг.2) постепенно перемещается на криволинейный остряк 5.
Для обеспечения плавного, без удара в торец остряка, перехода левого колеса 17 с прямолинейного рамного рельса 2 (Фиг.1, 5) на криволинейный остряк 1 правостороннего обыкновенного стрелочного перевода или правого колеса с прямолинейного рамного рельса 6 на криволинейный остряк 5 левостороннего обыкновенного стрелочного перевода (Фиг.2) криволинейные остряки 1, 5 укрываются соответственно под головку 22 (Фиг.6) и 26 (Фиг.7), плотно прилегая к прямолинейным рамным рельсам 2 и 6. Плотное прилегание обеспечивается за счет выполнения строжки 23 (Фиг.6) и 27 (Фиг.7) боковых рабочих граней головок 22 и 26 прямолинейных рамных рельсов 2 и 6 и рабочих граней криволинейных остряков (фиг.11, 12) с наклоном 1:3 к вертикальным осям рамных рельсов 21 и 25, соответственно. В зависимости от места укладки стрелочного перевода согласно требованию заказчика строжка может выполняться в диапазоне от 20° до 60° по отношению к вертикальным осям 21 и 25.
При достижении нормативного бокового износа прямолинейные рамные рельсы обыкновенных стрелочных переводов и криволинейные остряки правостороннего или левостороннего стрелочных переводов бракуют и производят замену на новые.
При достижении криволинейными остряками 1 и 5 обыкновенных стрелочных переводов браковочных параметров по боковому износу прямолинейные остряки обыкновенных стрелочных переводов еще не достигают браковочных параметров. Однако из-за отсутствия подходящих по вертикальному износу рамных рельсов и криволинейных остряков обыкновенных стрелочных переводов прямолинейные остряки также изымают из пути, поскольку изготовители поставляют остряки и рамные рельсы только в комплекте: два рамных рельса (прямолинейный, криволинейный) и два остряка (прямолинейный, криволинейный) [5].
Согласно заявленному способу для продления срока службы прямолинейных остряков 3 и 7 обыкновенных стрелочных переводов их подвергают изгибу в точке 29 (Фиг.8).
В частности, для правостороннего стрелочного перевода (Фиг.1) изгиб производят до радиуса R=297259 мм, а строжку - начиная от поз.35 (Фиг.10), в сторону острия пера остряка 38 для обеспечения прижатия остряка к рамному рельсу по строганной части, например, грани 19 (Фиг.5). Затем подбирают к ним прямолинейные рамные рельсы из рельсов, извлеченных из пути в результате проведенных капитального или среднего ремонтов, с равнозначным вертикальным износом по отношению к уровню 30 остряка.
Собирают часть комплекта обыкновенного стрелочного перевода марки 1/9 в составе: прямолинейный рамный рельс и изготовленный криволинейный остряк 1. Устанавливают собранную часть комплекта на место прямолинейного рамного рельса 2 и криволинейного остряка 1 (фиг.1) с сохранением в стрелочном переводе криволинейного рамного рельса 4 (Фиг.1) и прямолинейного остряка 3.
Достигшие бокового износа (по браковочным параметрам) криволинейный остряк 1 правостороннего и остряк 5 левостороннего обыкновенных стрелочных переводов марки 1/9 (1/11) имеют длину не менее 6513 мм (в зависимости от проекта длина может достигать до 8000 мм) [5]. Их используют в качестве заготовки для изготовления, соответственно, левого криволинейного остряка 9 и правого криволинейного остряка 12 симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути (фиг.3), имеющих длину 5640 мм [5].
Следует отметить, что в качестве криволинейных рамных рельсов 10, 11, 14, 16 для симметричных стрелочных переводов (фиг.3, 4) могут быть использованы после их обработки, например, ранее находившиеся в эксплуатации рельсы.
Размеры поперечного сечения остряков 1 и 5 на длине 5640 мм (поз.37 фиг.10), например левого (фиг.11), остаются пригодным для выполнения строжки. Строжку криволинейного остряка выполняют от поз.35 фиг.10 с постепенным понижением острия пера 34 (Фиг.9) в зависимости от поперечной ширины головки остряка (поз.31-34 на фиг.9).
Размеры поперечного сечения этих же остряков 1 и 5 в точке 36 (Фиг.10), представленного на фиг.11, позволяют их использовать для изготовления криволинейных остряков симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути, имеющих длину 4340 мм.
На этих длинах криволинейные остряки 1 и 5 (Фиг.2) от обыкновенных стрелочных переводов, а также криволинейные остряки 9 и 12 от симметричного стрелочного перевода приемоотправочного пути удовлетворяют требованиям, предъявляемым к заготовкам для симметричных стрелочных переводов марки 1/6 горочного пути [5].
В результате выполнения технологических операций по металлообработке (усечению до необходимой длины от корня остряка, выполнению изгиба и строжки) криволинейных остряков 1 и 5 обыкновенных стрелочных переводов марки 1/9, 1/11 получают два остряка - левый 9 и правый 12 (фиг.3) или левый 13 и правый 15 (фиг.4) для симметричных стрелочных переводов марки 1/6 приемоотправочного или горочного пути.
В результате выполнения технологических операций по металлообработке (усечению и строжке) криволинейных остряков 9 и 12 (фиг.3) получаем два остряка - левый 13 и правый 15 для симметричных стрелочных переводов марки 1/6 горочного пути.
Примеры конкретной реализации.
Пример 1
Для экспериментальных исследований результатов реализации предложенного способа был изготовлен образец стрелки симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути.
В процессе изготовления изношенные левый криволинейный остряк обыкновенного правостороннего стрелочного перевода и правый криволинейный остряк обыкновенного левостороннего стрелочного перевода усекали от корня до длины 5640 мм. Далее производили их строжку на глубину до 25 мм.
В качестве левого и правого криволинейных рамных рельсов были использованы стандартные рамные рельсы, пригодные для стрелки симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути.
Изготовленные остряки и рамные рельсы собрали в комплект и установили в качестве стрелки симметричного стрелочного перевода марки 1/6 приемоотправочного пути.
Пример 2
Был изготовлен образец стрелки симметричного стрелочного переводов марки 1/6 горочного пути.
В процессе изготовления изношенные левый криволинейный остряк обыкновенного правостороннего стрелочного перевода и правый криволинейный остряк обыкновенного левостороннего стрелочного перевода усекали от корня до длины 4340 мм. Далее производили их строжку на глубину до 25 мм.
Как и в примере 1 в качестве левого и правого криволинейных рамных рельсов были использованы стандартные рамные рельсы, пригодные для стрелки симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути.
Изготовленные остряки и рамные рельсы собрали в комплект и установили в качестве стрелки симметричного стрелочного перевода марки 1/6 горочного пути.
Пример 3
Был изготовлен образец стрелки обыкновенного левостороннего стрелочного перевода.
В процессе изготовления изношенный прямолинейный остряк обыкновенного правостороннего стрелочного перевода был изогнут до радиуса 297259 мм с выполнением последующей строжки под углом 30-35° под прямолинейный рамный рельс обыкновенного левостороннего стрелочного перевода.
Из изготовленного криволинейного остряка и стандартного прямолинейного рамного рельса была сформирована часть комплекта стрелки и уложена вместо изношенной в комплект стрелки обыкновенного левостороннего стрелочного перевода.
Проведенные в течение шести месяцев испытания созданных стрелок на путях Государственного предприятия «Железная дорога Молдовы» показали надежность и устойчивую работоспособность проверяемых образцов. На основании выполненного анализа было установлено, что износ остряков стрелок стрелочного перевода, изготовленных согласно заявляемому способу, оказался меньше, чем износ одновременно испытывавшихся остряков, поступивших от производителя со стрелочного завода.
Источники информации
1. А.с. 1204654, 15.01.1986.
2. А.с. 1273424, 30.11.1986.
3. «Инструкция по текущему содержанию железнодорожного пути» ЦП-2913, Таблица 17, стр.77, Москва, Транспорт, 1972 г.
4. «Стрелочные переводы железных дорог Украины» Технология производства эксплуатации в пути, расчеты и проектирование. Киев, 2001 г., стр.257.
5. «Каталог для работников путевого хозяйства» Новосибирского стрелочного завода, 2000.