УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ПРИЖАТИЯ КЛЕММ К РЕЛЬСУ

Изобретение относится к строительству железных дорог, в частности, верхнего строения железнодорожного пути и, может быть, использовано при скреплении рельс к бетонным шпалам.
При осевом нагружении рельса подвижным составом возникают колебания вертикального положения рельса до нескольких миллиметров, а также продольные усилия от торможения подвижного состава. Дополнительно колебания возникают и из-за температурных колебаний.
Надежная работа рельсового скрепления обеспечивается прижатием клеммы к рельсу в рабочем диапазоне усилий 10…15 кН за счет упругих свойств клеммы.
В практике эксплуатация применяется способ контроля затяжки клемм, указанный в технических условиях по устройству, укладке и содержанию бесстыкового пути (МПС РФ, главное управление пути М.Транспорт, 1992 г.стр.8).
В технических условиях усилие прижатия рельса к подкладке определяют по величине крутящего момента, прилагаемого к гайке клеммы.
Как показала практика на величину крутящего момента сильно влияет состояние поверхностей соприкосновенной гайке и винта, гайки и шайбы, поэтому сила прижатия клеммы к рельсу определяется не совсем точно.
Известен способ контроля затяжки клеммных болтов, предложенный в патенте RU №2188887, МПК Е01В 35/00, заявлен 02.06.2000.
Суть способа контроля затяжки клеммного болта состоит в проверке достаточности осевого усилия в клеммном болте, который установлен в действующем узле промежуточного скрепления путевой решетки. Отличие в том, что проверку недостаточности затяжки клеммного болта осуществляют путем воздействия на гаечный торец клеммного болта нормативным усилием, после чего определяют наличие упругой деформации штатной пружинной шайбы.
При реализации этого способа используется устройство.
Устройство содержит зацеп в виде П-образной рамы, образованной ригелем круглого сечения, на конце которого жестко закреплены пластины, нижние части которых выполнены консолями. Рычаг, один конец которого выполнен в виде вилки, жестко закрепленной на двух патрубках, установленных соостно на ригеле и которые разнесены по концам последнего, а на свободном конце рычага нанесена школа и установлен хомутик со стрелой и винтовым фиксатором. Опорный цилиндрик жестко закреплен на нижней стороне рычага, ось которого по горизонтали отнесена от оси ригеля на расстояние «е». Указатель посадки, состоящий из патрубка, установлен соостно на ригеле в центре между патрубками с возможностью свободного вращения на ригеле и фиксации на нем с помощью винтового фиксатора, а также стрелки, один конец которого жестко закреплен на патрубке, а другой, свободный, выведен над верхней стороной рычага и стременем, которые с помощью гибкой связи сочленено с динамометром, а последний с помощью гибкой связи с хомутиком.
К недостаткам следует отнести тот факт, что результат зависит от многих факторов, особенно, от субъективизма и подготовленности работника, выполняющего определение силы прижатия клеммы к рельсу. А также от того, что определить точно крутящий момент к гайке клеммы трудно.
Известно устройство для проверки силы прижатия клеммы к скреплению к рельсу (патент RU №2320800, МПК Е01В 35/00, заявлен 27.04.2004 г.). Сущность заключается в том, что оно включает рычаг с зацепом, опорой и измерительным узлом.
Отличие в том, что оно снабжено рукояткой, скрепленной с концом рычага, выполненной упругой с проемом и прорезью, снабженной двухплечей балочкой, скрепленной средней частью с рукояткой под прорезью, и контактным винтом, выполненным с возможностью контактирования с первым плечом двухплечей балочки и установленным с возможностью смещения и фиксации и поперечной втулке, установленной с возможностью поворота и фиксации в рукоятке над прорезью, а соизмерительный узел выполнен в виде стандартного индикатора, корпус которого скреплен с рукояткой в месте скрепления ее с рычагом, а наконечник выполнен с возможностью контакта со вторым плечом двухплечей балочки, при этом зацеп выполнен в виде раздвоенного поворотного относительно конца рычага и подпружиненного относительно него крюка с возможностью захвата поперечины клеммы, а опора выполнена в виде поворотного относительного рычага упора с возможностью взаимодействия с поверхностью катания и боковыми гранями головки рельса.
Недостатком данного устройства является сложность настройки и регистрации результата из-за возможности ошибок при определении силы притяжения клеммы.
На практике необходимо проверять силу прижатия многих клемм. Поэтому нужно устройство более надежное и простое в работе.
Целью предлагаемого устройства является обеспечить более надежную его работу, а также упростить работу на нем при эксплуатации.
Сущность заключается в том, что устройство для измерения силы прижатия клемм состоит из узла захвата, опоры и силоизмерителя отличающееся тем, что лапы захватного устройства разнесены так, чтобы захватить клемму с боков и соединены между собой пружиной и шарнирно соединительными планками, верхняя часть опоры соединена шарнирно с рычагом, нижняя часть опоры выполнена по форме головки рельсов, охватывая головку рельса с обеих сторон при этом один конец опоры, расположенный ближе к захвату, охватывает только боковую сторону головки рельса, другой конец охватывает боковую и нижнею части головки рельса, в верхней части рычага возле узла захвата имеется флажок, который в момент отрыва клеммы от рельса поднимается винтом, установленном на опоре, и силоизмеритель, закрепленный на другом конце рычага, показывает силу прижатия клеммы к рельсу.
Соединительные планки узла захвата в нерабочем состоянии образуют между собой угол не более 120°. Концы лап захватного устройства загнуты с радиусом в изгибе равным диаметру проволоки, из которой изготовлена клемма.
Сущность полезной модели поясняется чертежами:
Фиг.1 - дан общий вид устройства для измерения силы прижатия клеммы к рельсу.
Фиг.2 - дан узел захвата.
Фиг.3 - дана фотография устройства для измерения силы прижатия клеммы к рельсу в действии.
На фиг.1 представлены: рычаг-1, к нему присоединена опора-2 и шарнирно присоединен захватный узел-4, опора 2 расположена на головке рельса 6, на другом конце рычага установлен съемно силоизмеритель 3, например, динамометрический ключ, на самом конце рычага на опоре 2 в верхней части опоры имеется флажок-5, К нижней части рельса 6 прижата клемма 7.
На фиг.2 показаны: коромысло 8 захватного устройства 4, к нему с обеих сторон симметрично присоединены шарнирно лапы 9, внизу у лап имеются захваты.
Лапы 9 соединены шарнирно между собой соединительными планками 10, последние соединены другими концами между собой, образуя угол меньше 120°.
В верхней части лапы 9 соединены между собой также пружиной 11.
Коромысло 8 посредством шарнирных соединений 13 соединены с рычагом 1. На рычаге 1 в верхней части установлен флажок 5 и над ним на опоре установлен винт 14.
Устройство работает следующим образом. В начале устройство посредством опоры 2 фиксируют на головке рельса 6, при этом опора 2 охватывает боковые и одну нижнюю грани головки рельса, что исключает влияние бокового износа рельса 6 на устойчивость опоры 2.
После чего, подняв длинный конец рычага 1 и раздвинув лапы 9 посредством перемещения планок 10, заводят концы лап 9 под боковые истороны клеммы 7. Затем оператор нажимает на рукоятку силоизмерителя 3, например, (динамометрического ключа), передавая усилия на коромысло 8 и лапы 9 захватного узла.
Усилия на лапы 9 захватного узла, передаются на боковые стороны клеммы 7. Нажатие на рукоятку силоизмерителя 3 идет до тех пор, покамест, клемма 7 не отойдет от рельса 6 и флажок 5 начнет подниматься, в этот момент фиксируется показания силоизмерителя 3 (динамометрического ключа).
После окончания определения силы прижатия клеммы 7 ручку силоизмерителя 3 отпускают, рычаг 1 поднимают вверх, перемещая планки 10 раздвигают лапы 9, выводя их концы из под клеммы 7, после чего устройство снимается с головки рельса 6.
Соединительные планки 10 ограничивают раздвижение лап 9.
В случае если соединительные планки 10 образуют между собой угол больше 120° возможно заклинивание лап 9 и их нельзя будет сжать и подвести под боковые стороны клеммы 7.
На шкале силоизмерителя 3 наносят нормативное значение прижатия клеммы к рельсу (порядка 10…15 кН) и при появлении на шкале большего давления прекращают определение усилия прижатия клеммы, так как давление выше означает лучшее крепление клеммы 7 к рельсу 6.
Устройство было изготовлено и испытано (см. фиг.3;4) преимущества следующие:
- В качестве измерительного прибора вместо индикатора часового типа, измеряющего величину прогиба упругого элемента рычага, используется динамометрический ключ МТ, который замеряет силу прижатия клеммы;
- для определения момента отрыва пружинной клеммы от рельса предлагаемое устройство оснащено сигнализирующим приспособлением (винт+флажок). В момент отрыва клеммы флажок поднимается. В аналогичных существующих устройствах момент отрыва клеммы фиксируется визуально в момент перехода линейного возрастания усилия в усилие упругой деформации клеммы;
- захват клеммы производится двумя лапами (в аналогах крючками) за боковые части клеммы (в аналогах - за переднюю). Что позволяет производить измерения силы прижатия клеммы для любых типов клемм (в аналогах можно использовать устройство только для одного типа скрепления типа АРС-4);
- опора основного рычага фиксируется на головке рельса (в аналогах просто опирается), что позволяет уменьшить короткое плечо рычага, тем самым снизить прикладываемое усилие на рукоятку;
- лапы захвата соединены с основным рычагом через коромысло, что дает дополнительные степени свободы и равномерно распределяет вертикальные усилия.