способ прикрепления рельса к подкладке шпалы железнодорожного пути

Формула изобретения

Способ прикрепления рельса к подкладке шпалы железнодорожного пути преимущественно посредством клеммы, клеммного болта с гайкой и расположенной между клеммой и гайкой пружинной шайбы, заключающийся в том, что завинчивают гайку клеммного болта, сжимая пружинную шайбу, отличающийся тем, что перед завинчиванием гайки нагружают клеммный болт требуемым усилием прижатия рельса к подкладке, завинчивают гайку клеммного болта, определяя момент упора опорной головки клеммного болта в верхнюю опорную поверхность паза подкладки прекращают завинчивание гайки и снимают нагружение клеммного болта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области механизации путевого хозяйства железнодорожного транспорта и может быть использовано как при сборке железнодорожного пути, так и при его текущем содержании (ремонте).

На железнодорожном пути с железобетонным подрельсовым основанием наибольшее распространение получило клеммно-болтовое прикрепление рельсов к подкладкам шпал пути. Требуемое усилие прижатия рельса к подкладке при этом обеспечивается способом, при котором к завинчиваемой гайке пары "клеммный болт - гайка" прикладывается соответствующий крутящий момент, тем самым сжимая пружинную шайбу (Технические указания по устройству, укладке и содержанию бесстыкового пути. - М.: Транспорт, 1992, с. 8, п.2.6.1; Технические условия на работы по ремонту и планово-предупредительной выправке пути. - М.: Транспорт, 1998, с. 52, п.3.6.7 - взято за прототип).

Известны многочисленные ручные и с различными приводами гайковерты, реализующие именно этот способ прикрепления рельса к подкладке шпалы, включающие в себя самые разнообразные устройства для регулирования и ограничения крутящего момента, например, описанный в кн. Л.Н.Горохов. Н.А.Карпов и др. Путевые приборы и механизмы. - М.: Транспорт, 1966, с. 98-102; по авт. св. СССР 92934, Е 01 В 29/28; по авт. св. СССР 123552, Е 01 В 29/28; по авт. св. СССР 142676, Е 01 В 29/28; по патенту СССР 700071, Е 01 В 29/28; по авт. св. СССР 737540, Е 01 В 29/28; по авт. св. СССР 1562375, Е 01 В 29/28.

Известный способ, при котором завинчивают гайку клеммного болта, сжимая пружинную шайбу, не обеспечивает достаточной точности приложения усилия прижатия рельса к подкладке шпалы, так как это усилие обеспечивается косвенным образом через крутящий момент, который связан с продольным осевым усилием в болте следующей зависимостью:



(А. К.Горошкин. Приспособления для металлорежущих станков, Справочник. - М.: Машиностроение, 1971, с. 244-247),

где Р - осевое усилие;

М - крутящий момент;

F - функциональная зависимость;

d - средний диаметр резьбы;

- угол подъема резьбы;

- угол профиля резьбы;

f_p - коэффициент трения в резьбе;

f_m - коэффициент трения на торце гайки.

Усилие прижатия при одном и том же крутящем моменте в зависимости только от коэффициентов трения, величина которых изменяется в значительных пределах и зависит от загрязненности резьбы, ее качества, наличия или отсутствия смазки, температуры воздуха, механических повреждений и т.п. факторов, изменяется более чем в два раза. Это означает, что усилие прижатия может не достигать расчетной величины или заведомо завышается крутящий момент гайковерта для гарантии номинального значения усилия прижатия.

Необходим способ прикрепления рельса к подкладке шпалы железнодорожного пути, обеспечивающий непосредственное получение требуемого усилия прижатия рельса к подкладке, что в свою очередь обеспечит наибольшую его точность.

Для этого в известном способе прикрепления рельса к подкладке шпалы железнодорожного пути, преимущественно посредством клеммы, клеммного болта, гайки и расположенной между клеммой и гайкой пружинной шайбы, заключающемся в том, что завинчивают гайку клеммного болта, сжимая пружинную шайбу, перед завинчиванием гайки нагружают клеммный болт требуемым усилием прижатия рельса к подкладке, завинчивают гайку клеммного болта, определяют момент упора опорной головки клеммного болта в верхнюю опорную поверхность паза подкладки, прекращают в этот момент завинчивание гайки и снимают нагружение клеммного болта.

Предварительное нагружение стержня клеммного болта требуемым усилием прижатия рельса к подкладке с последующим завинчиванием гайки для сжатия пружинной шайбы приводит к тому, что головка болта остается прижатой к нижней плоскости паза подкладки до тех пор, пока усилие, возникающее в сжимаемой пружинной шайбе, т.е. усилие, действующее от клеммы, прижимающей рельс, на гайку не достигнет величины, равной предварительному нагружению. При дальнейшем завинчивании гайки сжатия пружинной шайбы не происходит, так как клеммный болт начинает приподниматься до тех пор, пока опорная головка болта не прижмется к верхней опорной поверхности паза подкладки, что позволяет наиболее точно определить и зафиксировать усилие прижатия рельса к подкладке.

На фиг.1 представлен узел прикрепления рельса к подкладке шпалы; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг.1 при наживленной на клеммный болт гайке; на фиг.3 - то же, с гайкой, завинченной до требуемого усилия; на фиг.4 - гайковерт с устройством фиксации усилия прижатия рельса к подкладке шпалы; на фиг.5 - график изменения показания датчика линейных перемещений.

Прижатие рельса 1 к подкладке 2, закрепленной на шпале, осуществляется через пружинную шайбу 3 клеммой 4 посредством гайки 5, навинченной на клеммный болт 6, расположенный своей опорной головкой 7 в пазу 8 подкладки 2.

Перед завинчиванием гайки 5 к стержню болта прикладывают требуемое усилие Р, тем самым прижимая опорную головку болта 7 к нижней части паза подкладки (номинальный зазор между опорной головкой болта и размером паза составляет 4 мм). Затем завинчивают гайку и при ее завинчивании в пружинной шайбе 3, расположенной между клеммой 4 и гайкой 5, за счет ее сжатия возрастает усилие, передаваемое на клемму и через гайку на болт, при достижении этого усилия величины, несколько превосходящей силу Р, опорная головка болта начинает подниматься в пазу подкладки до тех пор, пока не коснется верхней части паза. В этот момент завинчивание гайки прекращают и снимают усилие Р.

Для реализации способа на фиг.4, к примеру, представлен гайковерт, включающий приводной электродвигатель 9, сочлененный с редуктором 10, на выходном валу 11 которого размещен торцовый ключ 12. Выходной вал и торцовый ключ выполнены полыми. Внутри них проходит шток 13 двустороннего гидроцилиндра 14, причем его второй шток 15 соединен с подвижной частью датчика линейных перемещений 16. Выходной сигнал датчика поступает в микропроцессорное устройство управления 17.

Работает устройство следующим образом.

В верхнюю полость гидроцилиндра 14 подается жидкость под давлением, обеспечивающим требуемое усилие Р. Нижний шток 13 прижимает с этим усилием стержень болта 6 к нижней плоскости паза 6 подкладки 2. Верхний шток 16 перемещает подвижную часть датчика линейных перемещений 16 в некоторое положение. Сигнал о положении датчика поступает в устройство управления 17.

При включении приводного электродвигателя 9 начинает завинчиваться гайка 5, при этом пружинная шайба 3, опираясь через клемму 4 на рельс 1, сжимается до тех пор, пока усилие в ней не достигнет величины Р. Стержень болта 6 остается неподвижным. На графике фиг.5 такое состояние показано на участке а-в. После достижения усилия сжатия пружинной шайбы усилия Р головка 7 болта 6 начинает вертикально перемещаться в пазу 8 подкладки 2 до тех пор, пока не выберет зазор . Вместе с болтом поднимаются штоки 13 и 15 гидроцилиндра 14 и, соответственно, подвижная часть датчика 16. Показания линейных перемещений датчика представлены на участке в-с графика.

При дальнейшем завинчивании гайки усилие прижатия повышается, однако перемещение болта отсутствует (участок c-d на графике).

Микропроцессорное устройство управления 17 запрограммировано таким образом, что при равенстве последующего и предыдущего показаний датчика (через доли секунды) после предыдущих неравенств поступает команда на выключение приводного электродвигателя двигателя. На графике это состояние представлено точкой с.

Таким образом, остановка гайковерта производится в момент упора опорной головки клеммного болта в верхнюю опорную поверхность паза подкладки при достижении усилия пружинной шайбы, равным усилию нагружения клеммного болта. С гайки снимают торцовый ключ гайковерта, чем снимают и нагружение клеммного болта усилием Р. Клемма прижимается к рельсу усилием сжатия пружинной шайбы, равным необходимому усилию прижатия рельса к подкладке.