УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ И УМЕНЬШЕНИЯ БОКОВОГО ИЗНОСА РЕЛЬСОВ В КРИВЫХ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к железнодорожному пути на криволинейных участках.
Известно, что при прохождении подвижным составом кривых участков железнодорожного пути возникают дополнительные горизонтальные поперечные силы, приводящие к интенсивному расстройству пути, а именно к сдвигу наружной нити колеи, интенсивному износу боковой поверхности головок рельсов и подрезанию реборд колес подвижного состава.
Известны элементы усиления пути в кривых в виде контррельсов, стяжек, сплошных покрытий желобов (В.Ф.Яковлев, Б.А.Евдокимов, В.Е.Евдокимов, В.Е.Парунакян, А.Н.Перцев. Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. М.: Транспорт, 1990, с.84). В качестве контррельсов используются обычные рельсы или специальный прокат. Контррельсы укладывают на одном уровне с путевыми рельсами или устанавливают их выше путевых рельсов. Для обеспечения расчетной ширины желобов в процессе эксплуатации применяют различные конструкции контррельсовых подкладок и вкладышей (В.Ф.Яковлев, Б.А.Евдовкимов, В.Е.Евдокимов, В.Е.Парунакян, А.Н.Перцев. Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. М.: Транспорт, 1990, с.85).
Поскольку на отечественных железных дорогах в качестве контррельсов применяют обычные рельсы, то крепятся они типовыми промежуточными клеммами, как и путевые рельсы.
Известна конструкция контррельса, формирующего криволинейную траекторию движения колес подвижного состава по крестовине с прямолинейным рабочим кантом бокового направления. Стрелочный перевод содержит крестовину, примыкающие рельсы, состыкованные с кантом бокового направления. На противолежащем относительно крестовины путевом рельсе установлен контррельс, снабженный криволинейным средним участком и двумя прямолинейными отводами по концам (Пат. РФ 2225907, МПК 7 Е 01 В 7/00, публ. 2004.03.20). За счет упрощения формы контррельса сокращены затраты на изготовления стрелочного перевода.
Известно устройство для предупреждения бокового износа рельсов в кривых, обеспечивающее равномерность распределения поперечных сил между внутренней и наружной нитями рельсовой колеи (Пат. РФ 2114946, МПК 6 Е 01 В 5/18, публ. 1998.07.10).
Устройство содержит контррельс, жестко сочлененный с рельсами внутренней нити колеи и соединенный с шейкой рельсов наружной нити колеи с помощью распорок.
Основным недостатком известного устройства является недостаточно высокая прочность конструкции при поперечных нагрузках, обусловленная малой опорной поверхностью тумб, жестко закрепленых на внутренних концах рельсовых подкладок и на которых установлены контррельсы.
Также серьезным недостатком устройства является невозможность регулирования длины распорки, которая жестко крепится к подошве контррельса и упирается в шейку наружного рельса. При движении составов, как правило, происходит деформация рельсовой колеи как в плане, так и в профиле, и при незначительных изменениях колеи данное устройство утрачивает свое функциональное назначение.
В качестве прототипа заявляемой полезной модели выбрана установка контррельсов у внутренней нити на криволинейном участке пути (Г.М.Шахунянц. Путь и путевое хозяйство, «Государственное транспортное железнодорожное издательство», М., 1949, с.264). Рельсы внутренней нити кривой и контррельсы устанавливаются на подкладках и соединяются друг с другом болтами. Между рельсом и контррельсом в местах болтовых соединений установлены вкладыши, обеспечивающие расчетную ширину желоба таким образом, чтобы возникающие при движении подвижного состава поперечные усилия полностью воспринимались контррельсом и соединенными с ним болтами рельсом внутренней нити колеи. Опорной поверхностью для контррельса и рельса внутренней нити рельсовой колеи служат сварные конструкции из обрезанных стандартных рельсовых подкладок.
Основным недостатком устройства, выбранного в качестве прототипа, является недостаточная прочность конструкции за счет установки рельса и контррельса на комбинированные сварные подкладки. Поперечные нагрузки от подвижного состава за счет деформации опорной поверхности в виде комбинированных сварных подкладок передаются через контррельс посредством болтовых соединений между рельсом и контррельсом на рельс внутренней нити колеи. Стабильность рельсовой колеи нарушается, повышается опасность движения в кривых.
Кроме того, износ рабочей грани контррельса приводит к изменению ширины желоба (зазора) между рабочими гранями рельса и контррельса. Регулировка ширины желоба возможна только путем замены вкладышей, которая предполагает демонтаж контррельса, что очень трудоемко и материалоемко.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в повышении прочности конструкции, снижении бокового износа рельсов в кривых, увеличении надежности рельсовой колеи при поперечных нагрузках, и как следствие этого в повышении и безопасности движения в кривых.
В предложенном устройстве для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов в кривых, содержащем контррельс, подкладки рельса внутренней нити рельсовой колеи и узлы крепления контррельса к подкладкам, контррельс и рельс внутренней нити рельсовой колеи установлены на единых опорных поверхностях - контррельсовых подкладках с ребордами для крепления рельса внутренней нити рельсовой колеи и упорами для крепления контррельса, при этом между контррельсом и упорами установлены шайбы, позволяющие регулировать зазор между боковой гранью рельса внутренней нити рельсовой колеи и рабочей поверхностью контррельса.
Целесообразно в качестве контррельса использовать контррельсовый уголок.
Контррельсовые подкладки могут устанавливаться через одну или несколько подкладок рельса внутренней нити рельсовой колеи в зависимости от поперечных нагрузок и радиуса кривизны пути.
Расположение рельса и контррельса на единой опорной поверхности - контррельсовых подкладках с большой опорной поверхностью без жесткого соединения их между собой позволяет сохранить стабильность рельсовой колеи и обеспечить расчетную ширину желоба - зазора между боковой гранью головки рельса внутренней нити колеи и рабочей поверхностью контррельса.
На фиг.1. показано устройство для обеспечения безопасности движения и уменьшения бокового износа рельсов в кривых (поперечное сечение); на фиг.2 - вид устройства сверху.
Устройство включает контррельс 1, контррельсовые подкладки 2, на которых жестко закреплены реборды 3 для крепления рельса 4 внутренней нити рельсовой колеи посредством стандартных клемм 5, клеммных болтов 6, гаек 7, шайб 8, а также упоры 9 для крепления контррельса 1 посредством стандартных стыковых болтов 10, гаек 11, шайб
12. Между контррельсом 1 и упорами 9 установлены шайбы 13, позволяющие регулировать зазор между боковой гранью рельса 4 внутренней рельсовой нити колеи и рабочей поверхностью контррельса 1.
Контрерльсовые подкладки могут устанавливаться с определенной очередностью со стандартными подкладками рельса внутренней нити колеи. Шаг установки контррельсовых подкладок, определяемый расчетным путем, зависит от радиуса кривизны пути и от поперечных нагрузок.
Устройство работает следующим образом.
При движении подвижного состава в кривых участках пути под действием центробежных сил каждая колесная пара внутренней поверхностью колеса упирается в рабочую поверхность контррельса 1, который способен воспринимать большие нагрузки, так как надежно закреплен на упорах 9, имеющих большую опорную поверхность на контррельсовых подкладках 2. Таким образом исключается контакт реборд колес тележек подвижного состава с головкой рельса наружной нити рельсовой колеи, а следовательно, и боковой износ головки рельса.
Установка контррельса и рельса внутренней нити рельсовой колеи на единой опорной поверхности без соединения между собой, позволяет сохранить стабильность внутренней нити рельсовой колеи и обеспечить расчетную ширину желоба - зазора между боковой гранью головки рельса и рабочей поверхностью контррельса.
В процессе эксплуатации, по мере износа рабочей поверхности контррельса ширину зазора между рельсом и контррельсом легко регулировать при помощи сменных шайб без разборки конструкции.