КЛЕММА РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, в частности к устройству прикрепления рельса к его основанию.
Известно промежуточное рельсовое скрепление, содержащее закрепленную на подрельсовом основании подкладку с ребортами, в каждой из которых образован паз, боковые грани которого выполнены под острым углом к плоскости подкладки, пружинную прутковую клемму П-образной в плане формы, имеющую отогнутые концы, взаимодействующие с рельсом, среднюю часть, воспринимающую монтажную нагрузку, и петлю, отогнутую под углом к средней части и взаимодействующую с подкладкой, упругие прокладки, размещенные под рельсом и подкладкой, при этом средняя часть пружинной клеммы размещена в указанном пазу и поджата с его боковыми гранями [1, А.с. №1193199, кл. Е 01 В 9/48, опубл. в бюл. №43, 23.11.1985]
Недостатком этого рельсового скрепления является малый ход под воздействием рабочих нагрузок.
Известно рельсовое скрепление с упругой клеммой W- образной формы. Средняя часть клеммы охватывает шейку болта, а свободные концы давят на подошву рельса [2, А.с. №643575, Кл. Е 01 В 9/30, опубл. в бюл. №3, 1979].
Недостатком этого скрепления является то, что оно не обеспечивает необходимую упругость и усилие прижатия рельса к подкладке при изменении положения рельса по высоте в условиях высоких осевых нагрузок на рельс.
Известно рельсовое скрепление, содержащее подкладку, болт и пружинную клемму W-образной формы. Средняя часть клеммы схватывает шейку болта, причем средняя часть клеммы, обращенная к рельсу, в напряженном состоянии располагается на незначительном расстоянии от подошвы рельса [3, А.с. №1401095, Кл. Е 01 В 9/ 00, опубл. в бюл. №21, 07.06.1988].
Недостатком этого скрепления является низкое значение усилия прижима рельса к подкладке (около 13 кН) до которого клемма сохраняет приемлемые упругие свойства с упругостью около 1 мм/кН. При дальнейшей затяжке клеммного болта упругость клеммы резко
падает, что не позволяет использовать ее для крепления рельсов в пути с высокими осевыми нагрузками.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является клемма рельсового скрепления, выполненная в виде отрезка гнутого профиля с основанием, имеющим центральное отверстие, и двумя разновысокими полками с поверхностями прилегания, которые имеют вогнутость, причем вогнутость имеет длину не менее ширины основания клеммы. Кроме того каждая вогнутость или выемка имеет глубину 0,5-2,0 мм [4, пол. модель №47012, Кл. Е 01 В 9/48, бюл. №22, 10.08.2005]. Недостатком данного скрепления является то, что оно не обеспечивает необходимую упругость и усилие прижатия рельса к подкладке.
Для описанных аналогов и прототипа общей причиной, препятствующей получению требуемой технической задачи, является ограничение ресурса упругости клеммы за данной ее формой, обусловленной геометрическими параметрами рельсового скрепления.
Существующая технология производства обеспечивала выпуск клемм ПК отвечающих требованиям ГОСТ 22343-90, но не отвечала установленным нормам безопасности технического регламента PC ФЖТ, в части утяжки металла на опорных поверхностях ножек клемм, которая получается в процессе рубки клеммной полосы на прессах. В ГОСТ 22343-90 значение величины утяжки на опорных поверхностях установлено 3,0 мм, а в техническом регламенте PC ФЖТ нормативное значение величины утяжки, как сертификационного показателя, должно составлять не более 2,0 мм.
Технической задачей полезной модели является создание клеммы рельсового скрепления, в которой новая форма выполнения позволила бы обеспечить повышенную упругость клеммы и за счет этого повысить надежность работы рельсового скрепления и стабильность прижатия рельса к подкладке при изменении положения рельса под осевой нагрузкой подвижного состава.
Техническая задача достигается тем, что при рубке полосы на расстоянии 180 мм от ножей на ножках клеммы наносят концентраторы глубиной 2-4 мм. Данная операция позволяет получить утяжку металла на опорных поверхностях ножек клеммы менее 2,0 мм и увеличить площадь контакта ножек с подошвой рельса и подкладкой в положении окончательного монтажа клеммы.
Изложенные признаки полезной модели обеспечивают получение технического результата, заключающегося в повышении упругости при заданной длине клеммы и заданном расстоянии между опорными ножками. За счет этого повышается надежность работы рельсового скрепления и стабильность прижатия рельса к подкладке при колебании положения рельса под осевой нагрузкой подвижного состава.
Постоянство усилия затягивания клеммных болтов обеспечивается за счет того, что в требуемом рабочем диапазоне усилий затяжки 15-20 кН упругие свойства используемой пружинной клеммы должны допускать колебания вертикального положения рельса до 6 мм. Упругость клеммы в этом случае должна составлять 6:(20-15)=1,2 мм/кН, что не обеспечивается существующими скреплениями. Причем, чем больше величина упругости клеммы, тем больше допускаемое изменение положения рельса по высоте при требуемом усилии его прижатия, тем выше стабильность затяжки клеммных болтов и надежнее будет работать скрепление. Указанная упругость клеммы должна быть обеспечена при таких габаритных размерах клеммы, которые вписывались бы в пространство между подошвой рельса и закладным болтом существующих шпалах и подкладках и обеспечивали минимальную металлоемкость клеммы.
Полезная модель направлена на предотвращение сползания клеммы по подошве рельса в сторону закладного болта скрепления, так как при значительном сползании клеммы может снизиться усилие затяжки клеммного болта.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых показано:
- на фиг.1 - общий вид клеммы рельсового скрепления;
- на фиг.2 - схема нанесения концентраторов на полосе
Клемма состоит из 2-х ножек разной высоты 1 и 2, которые выполнены с уширением поверхностей прилегания к подошве рельса и подкладке, полки 3, в которой выполнено отверстие для клеммного болта (см. фиг.1). На поверхностях прилегания ножек к подошве рельса и подкладке имеется утяжка металла 5 менее 2,0 мм, которая получается за счет нанесения концентраторов 4 глубиной 2-4 мм. Концентраторы выполняют на ножках клеммы при рубке полосы швеллерного профиля на расстоянии 180 мм от режущих ножей (см. фиг.2).
Клемма рельсового скрепления работает следующим образом.
На железнодорожную шпалу крепится подкладка раздельного скрепления. На подкладку укладывается рельс и с помощью клеммы и клеммного болта прижимается к подкладке. Для уменьшения утяжки металла, при рубке полосы швеллерного профиля на расстоянии 180 мм от ножей на ножках клеммы 1 и 2 наносят концентраторы 4 глубиной 2-4 мм. Благодаря нанесенным концентраторам 4 получается утяжка металла 5 на ножках клеммы менее 2,0 мм.
В процессе работы клемма рельсового скрепления находится в напряженном состоянии и обеспечивает постоянное прижатие рельса к подкладке усилием около 20 кН, а возникающие при этом на ножках клеммы в местах контакта с подошвой рельса усилия трения компенсируют продольные усилия в рельсе от температурных колебаний. При прохождении по рельсам состава рельс опускается и усилие затяжки клеммного болта ослабевает, при этом происходит разгрузка изогнутых участков клеммы, но благодаря утяжке металла менее 2-х мм обеспечивается необходимая упругость клеммы около 1,2 мм/кН.
Изложенные признаки полезной модели обеспечивают получение технического результата, заключающегося в повышении упругости при заданной формы клеммы. Нанесение концентраторов глубиной 2-4 мм позволяет уменьшить утяжку металла на опорных поверхностях ножек и увеличить площадь контакта ножек с подошвой рельса и подкладкой. За счет этого повышается надежность работы рельсового скрепления и стабильность прижатия рельса к подкладке при колебании положения рельса под осевой нагрузкой подвижного состава.
Глубина концентраторов 2-4 мм была получена опытно-экспериментальными проработками предложенного технического решения. Именно при таких значениях концентраторов были достигнуты наилучшие показатели по упругим свойствам клеммы.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков полезной модели и достигаемым техническим результатом состоит в надежном прижатии рельса к подкладке в бесстыковом пути при возможности изменения положения рельса по высоте до нескольких миллиметров, что увеличивает продольную устойчивость пути при температурных колебаниях и на торцевых участках пути. Кроме того, уменьшаются затраты на подтягивание клеммных болтов в пути.
Таким образом заявляемое техническое решение полностью выполняет поставленную задачу.
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 характерезующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемой полезной модели.
Следовательно заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".