стрелочный перевод

Формула изобретения

Стрелочный перевод, содержащий крестовину с прямолинейным рабочим кантом бокового направления, примыкающие рельсы, состыкованные с этим кантом под углом, не превышающим допустимый угол набегания на отводы усовиков, и контрельсов бокового направления, контрельс, установленный на противолежащем относительно крестовины путевом рельсе, снабженный криволинейным средним участком и двумя прямолинейными отводами по концам, отличающийся тем, что в сечениях пути бокового направления против стыков крестовины противолежащий рельс имеет изгибы, выполненные так, чтобы углы между этим рельсом и отводами примыкающего к нему контррельса не превышали установленного для перевода допустимого угла набегания на отводы, те же сечения являются границами криволинейного среднего участка контррельса и его отводов, примыкающих к среднему участку без отгибов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта. Предлагаемая конструкция стрелочного перевода предназначена для укладки в пересечениях и разветвлениях рельсовых путей.

В стрелочных переводах с крестовинами, имеющими криволинейные рабочие канты обеспечиваются при прочих равных условиях, большие радиусы переводных кривых, а следовательно и лучшие условия прохода подвижного состава, чем в переводах с прямолинейными крестовинами. Однако, прямолинейные крестовины обладают большей универсальностью: там, где для правых, левых и симметричных переводов необходимо три самостоятельных конструкции крестовины с криволинейными элементами, достаточно иметь одну крестовину с прямыми рабочими кантами.

Существует техническое решение, в котором предпринимается попытка совместить преимущества прямолинейных и криволинейных крестовин, когда прямолинейный рабочий кант крестовины стыкуется под некоторым углом с примыкающими рельсами а противолежащий контррельс, направляющий движение колесных пар по крестовине, укладывается по круговой кривой. Тогда по ломаной линии, образованной прямым рабочим кантом крестовины и примыкающими рельсами, колесо будет двигаться по круговой кривой как в крестовине с криволинейным кантом. Это позволит увеличить радиус переводной кривой и сохранить универсальность крестовины.

Предлагаемое изобретение развивает это направление, предлагая более рациональную конструкцию контррельса формирующего криволинейную траекторию движения колес по крестовине с прямым боковым рабочим кантом.

Известна конструкция стрелочного перевода (Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. / Под ред. В.Ф.Яковлева. - М.: Транспорт, 1990, с. 187, рис. 14.30), содержащая крестовину с прямолинейным рабочим кантом бокового направления, примыкающие рельсы и контррельс бокового направления, установленный на противолежащим путевом рельсе, снабженный двумя прямолинейными отводами по концам.

Недостатком стрелочных переводов, содержащих крестовины с прямолинейными рабочими кантами является сравнительно небольшой радиус их переводных кривых, что ограничивает скорости движения по переводам и ускоряет боковой износ рельсов в переводных кривых.

Известен стрелочный перевод по авторскому свидетельству СССР №1737057 (Бюллетень №20 от 30.05.92), содержащий крестовину с прямолинейным рабочим кантом бокового направления, примыкающие рельсы, состыкованные с этим направлением под углом, контррельс бокового направления, установленный на противолежащим путевом рельсе, снабженный криволинейным средним участком и двумя прямолинейными отводами по концам.

Это как раз то техническое решение, о котором говорилось выше, когда рабочие канты наружной нити в зоне крестовины представляют собой ломаную линию из-за углов в стыках, а колесная пара направляется желобом контррельса, проходит этот участок по плавной круговой кривой. Это позволяет при обычной прямолинейной универсальной крестовине иметь больший радиус переводной кривой, как в случае укладки крестовины с криволинейным рабочим кантом.

Недостаток технического решения заключается в завышении массо-габаритных размеров контррельса и усложнении его конфигурации, что приводит к неоправданному увеличению затрат на его изготовление.

Предлагаемое изобретение решает задачу сокращения этих затрат за счет упрощения формы контррельса и уменьшения длины последнего

Задача решается таким образом, что в стрелочном переводе, содержащем крестовину с прямолинейным рабочим кантом бокового направления, примыкающие рельсы, состыкованные с этим направлением под углом, равным допустимому углу набегания на отводы усовиков и контррельсов переводов данной марки, и контррельс бокового направления, установленный на противолежащем относительно крестовины путевом рельсе, снабженный средним участком и двумя прямолинейными отводами по концам, в сечениях против стыков крестовины, противолежащий рельс имеет изгибы, выполненные так, что угол между этим рельсом и отводами примыкающего к нему контррельса не превышает допустимого угла набегания на отводы данной марки перевода, того же сечения являются границами криволинейного среднего участка контррельса и его отводов, примыкающих к среднему участку без отгибов на основе строгого математического сопряжения.

Суть предлагаемого изобретения поясняется на основе сравнения двух схем, выполненных в рабочих кантах.

Фиг.1 - cхема узла крестовины и контррельсов прототипа

Фиг.2 - предлагаемая схема узла крестовины и контррельсов.

На обеих схемах показана крестовина 1 с двумя прямолинейными рабочими кантами 2 и 3 соответственно прямого и бокового направлений.

Рельсы 4 стыкуются с передним вылетом 5 крестовины 1 в сечении 6 под углом ₁, рельсы 7 стыкуются с задним вылетом 8 в сечении 9 под углом ₂ Нo, в силу обстоятельств, указанных во вступлении к данному описанию, траектория 10 движения колеса по крестовине представляет плавную радиальную кривую, повторяя собой форму рабочего канта 11 среднего участка _c контррельса 12, который вместе с рельсом 13 образует желоб, направляющий движения колесных пар по крестовине 1.

Чтобы гребни колес (не показаны) входили в этот желоб 14 без ударов в торцы контррельса, входные желоба с обоих концов контррельса уширены так, что в пределах отводов 15 и 16 боковые рабочие канты контррельса и рельса не параллельны друг другу, и входя в пределы отвода 15 или 16, гребень колеса взаимодействует сначала с боковой гранью отвода, направляющего гребень под углом [] в желоб 14.

Этот угол набегания на отвод является такой же горизонтальной неровностью, как и углы набегания на рельсы при входе в кривую, на прямой или криволинейный остряк стрелки, на отвод усовика крестовины. Принято считать, что если угол набегания на боковые рабочие грани в пределах стрелочного перевода не превышают допускаемого значения [], установленного для каждой конкретной марки перевода, то такая горизонтальная неровность не противоречит требованиям плавности движений экипажей по стрелочному переводу, неровность не противоречит требованиям плавности движений экипажей по стрелочному переводу.

Исследованиями установлено, что оптимальные углы, под которыми должны стыковаться рабочие канты крестовин и примыкающих к ним рельсов, очень близки к допускаемым значениям [] и поэтому было принято решение, значения [] принимать за номинальное при проектировании стыков под углом.

Это позволило авторам внести следующие принципиальные изменения в конструкцию контррельсов стрелочных переводов.

В предлагаемой конструкции фиг.2 средний криволинейный участок 1_с контррельса 12 заключен между сечениями расположенными против стыков крестовин 6 и 9.

В предлагаемой конструкции фиг.2 средний криволинейный участок 1_с контррельса 12 заключен между сечениями, расположенными против стыков 6 и 9 крестовины 1 т.е по сравнению с прототипом этот участок сокращен вдвое, у прототипа по фиг.1 он равен:

1_с=2x(m+n),

где m - длина заднего вылета 8 крестовины 1;

n - длина переднего вылета 5 крестовины 1.

у предлагаемой крестовины по фиг.2

1_с=(m+n)

У прототипа фиг.1 уширение желоба на участке отвода 15 и 16 обеспечивается за счет отгиба контррельса на угол [], который выполняется на границе среднего участка 1_с контррельса 12.

В предлагаемом решении фиг.2 отгибов контррельса 12 в указанных сечениях не производится. Отводы 15 и 16 являются продолжением рабочего канта среднего криволинейного участка _с контррельса 12 и находится с ним в строгом математическом сопряжении. А желоб увеличивается за счет изгибов на угол [] путевого рельса в сечениях против стыков 6 и 9 крестовины.

Углы изгиба рельса назначаются таким образом, чтобы при входе в желоб отвода угол набегания гребня на боковую грань головки рельса не превышал допустимого угла набегания для данной марки перевода.

Уменьшение длины контррельса и исключение из технологического процесса его изготовления операции гибки отводов решает поставленную задачу снижения расходов на его изготовление.

Кроме того, это решение позволит уменьшить примерно вдвое длину прямой вставки примыкающего рельса 4: с величины n, равной длине переднего вылета крестовины, до половины длины стыковой накладки (1_с/2). С увеличением протяженности переводной кривой соответственно увеличивается ее радиус.

Сокращение длины контррельса со стороны заднего вылета крестовины обеспечивает уменьшение общей длины всего стрелочного перевода. Известно, что компактность соединений путей является позитивным показателем эффективности конструкции.

Работа предлагаемого стрелочного перевода в пути происходит следующим образом.

При входе колесной пары на стрелочный перевод со стороны крестовины (справа налево) сначала гребень левого колеса по ходу движения вступает во взаимодействие с отводом 15 контррельса 12. Это взаимодействие происходит под углом, не превышающим допустимый угол набегания [] для данной марки перевода. При продолжении движения колесная пара уже правым своим колесом набегает на отвод усовика 17 крестовины, который также расположен под углом [] и, наконец, при выходе с крестовины то же колесо взаимодействует с боковой гранью рельса 4 под углом ₁=[].

Проследив движение колесной пары в обратном направлении, мы можем убедится, что углы набегания на боковые грани отводов и головок рельсов здесь также не превышают допустимого значения [].

Таким образом, несмотря на углы в стыках 6, 9 и укороченный контррельс, условия прохода колес по крестовине и по всему стрелочному переводу отвечают установленным требованиям вписывания и условиям плавности прохода экипажей по стрелочным переводам.

Нам не известно конструктивное решение, при котором уширение выходных желобов при входе на контррельсы обеспечивались бы за счет изгибов не отводов контррельса, а самих путевых рельсов. В данном случае это позволило получить определенный технический эффект.