Пружинная клемма для железнодорожного рельсового скрепления

Пружинная клемма для железнодорожного рельсового скрепления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Техническое решение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции верхнего строения пути, и предназначено для использования в устройствах промежуточного крепления рельсов к шпалам.

Известна конструкция пружинной клеммы железнодорожного рельсового скрепления, описанная в патенте Украины №8294 “Устройство для крепления рельса к шпале”, Е 01 В 9/30, опубликованном 29.03.1996.

Данная пружинная клемма железнодорожного рельсового скрепления выполнена из плоского упругого элемента, изогнутого с возможностью упора прямолинейного нарельсового участка в основание рельса, а нашпального - в шпалу через прокладку, при этом плоский упругий элемент выполнен со сквозным отверстием, предназначенным для установки закладных крепежных элементов.

Эта конструкция пружинной клеммы позволяет создать необходимое усилие прижатия рельса к основанию. К основному недостатку этой конструкции клеммы можно отнести то, что при восприятии клеммой сжимающих и изгибающих нагрузок в процессе эксплуатации происходит достаточно частое ослабление затяжки закладных элементов. Наличие сквозного отверстия в плоском упругом элементе снижает эффективность восприятия динамических нагрузок и высокочастотных вибраций и отрицательно сказывается на сохранении стабильного положения рельсовой колеи.

Известна конструкция пружинной клеммы, которая описана в патенте РФ №2185471 “Рельсовое скрепление для пути на железобетонном основании”, МПК Е 01 В 9/48, опубликованном 20.07.2002, и выбрана в качестве прототипа.

Такая пружинная клемма железнодорожного рельсового скрепления выполнена из прутка упругого материала с образованием В-образной формы в плоскости клеммы, у которой прямолинейный нарельсовый участок своими концами плавно соединен с боковыми протяженными участками, а расположенные за ними дуговые нашпальные участки соединены с концевыми участками, отогнутыми внутрь клеммы.

Выполнение пружинной клеммы из прутка упругого материала В-образной формы обеспечивает надежную связь рельсов с железнодорожными шпалами.

Однако такая конструкция не обеспечивает рационального распределения монтажной нагрузки между закладными элементами и нарельсовым участком клеммы. Для создания необходимого усилия (1000-1100 кгс) прижатия подошвы рельса к шпале требуется монтажная нагрузка 3000 кгс. Создание такой монтажной нагрузки является достаточно трудоемким процессом. При ручной установке клеммы монтажная нагрузка (3000 кгс) достигается при крутящем моменте на гайке закладного элемента примерно 20 кгм, что достаточно физически трудно рабочему пути создать, а при механизированной установке клеммы такая монтажная нагрузка способствует более высокой повреждаемости граней крепежных деталей закладных элементов. Это является основным недостатком известной клеммы.

Задачей, стоящей перед авторами, является разработка конструкции пружинной клеммы, обеспечивающей распределение большей части монтажной нагрузки в сторону нарельсового участка, которое позволяет уменьшить монтажную нагрузку.

Указанная задача решается следующим образом.

В пружинной клемме для железнодорожного рельсового скрепления, выполненной из прутка упругого материала с образованием В-образной формы в плоскости клеммы, у которой прямолинейный нарельсовый участок своими концами плавно соединен с боковыми протяженными участками, а расположенные за ними дуговые нашпальные участки соединены с концевыми участками, отогнутыми внутрь клеммы, согласно предлагаемому техническому решению, часть каждого дугового нашпального участка, расположенная ближе к концевому участку, выполнена с изгибом в плоскости, перпендикулярной плоскости клеммы.

В пружинной клемме для железнодорожного рельсового скрепления, согласно предлагаемому техническому решению, кривизна изгиба части дугового нашпального участка соизмерима с радиусом прутка клеммы.

Выполнение пружинной клеммы с изгибом части дугового нашпального участка позволяет сместить точку опоры этого участка в сторону боковых протяженных участков относительно оси симметрии клеммы, т.е. увеличить плечо действия монтажной нагрузки. Поэтому происходит увеличение моментов кручения, которые воспринимают боковые протяженные участки, а затем и передают увеличенное усилие на прямолинейный нарельсовый участок, обеспечивающий усилие прижатия рельса к шпале более 1300-1500 кгс, при монтажной нагрузке 3000 кгс. А такого усилия прижатия рельса к шпале и не требуется. Поэтому для получения необходимого и достаточного усилия прижатия рельса к шпале (1000-1100 кгс) достаточно иметь меньшую монтажную нагрузку (2000 кгс).

Следовательно, предлагаемая пружинная клемма обеспечивает распределение большей части монтажной нагрузки в сторону нарельсового участка, что позволяет уменьшить монтажную нагрузку.

Выполнение кривизны изгиба части дугового нашпального участка больше радиуса прутка клеммы приведет к изменению геометрии клеммы и она потеряет работоспособность.

Выполнение кривизны изгиба части дугового нашпального участка менее радиуса прутка клеммы не позволит эффективно перераспределить монтажную нагрузку.

При проведении поиска по патентной и научно-технической литературе не было обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию “новизна”.

Приведенная совокупность признаков и достигаемый результат не являются очевидными специалисту, следовательно, заявляемое техническое решение обладает критерием “изобретательский уровень”.

Промышленная применимость предлагаемого решения видна из описания предлагаемой пружинной клеммы.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена В-образная форма пружинной клеммы в плоскости, на фиг.2 – то же, вид А.

Пружинная клемма для железнодорожного рельсового скрепления выполнена из прутка (⊘ 16 мм) упругого материала (сталь 60С2) с образованием В-образной формы в плоскости клеммы, содержащей прямолинейный нарельсовый участок 1, концы которого плавно соединены с боковыми протяженными участками 2, а расположенные за ними дуговые нашпальные участки 3 соединены с концевыми участками 4, отогнутыми внутрь клеммы, при этом часть 3^’ каждого дугового нашпального участка 3, расположенная ближе к концевому участку 4, выполнена с изгибом 5 в плоскости, перпендикулярной плоскости клеммы, и с радиусом кривизны, равным 15-17 мм. При этом максимальный изгиб расположен в сечение части 3’, смещенном относительно геометрической оси 6 дугового нашпального участка 3 на угол 45°.

При установке клеммы прямолинейный нарельсовый участок 1 располагают над основанием рельса (на фиг. не показан), а закладной элемент (на фиг. не показан) устанавливают между концевыми участками 4, к закладному элементу прикладывают монтажную нагрузку около 2000 кгс. Создается момент кручения, передающийся через боковые участки 2 на прямолинейный нарельсовый участок 1, который прижимает рельс к основанию.

Результаты испытаний предлагаемой пружинной клеммы подтвердили то, что при снижении монтажной нагрузки с 3000 кгс до 2000 кгс обеспечивается требуемое усилие прижатия рельса, равное 1000-1100 кгс.

Таким образом, предлагаемая пружинная клемма позволяет распределить монтажную нагрузку в следующим соотношении: усилие 50-55% направить на прижатие рельса к основанию, а 45-50% - на закладные элементы. В результате этого появляется возможность снижения трудоемкости монтажа пружинной клеммы.

Предлагаемая пружинная клемма может найти применение в сложных условиях эксплуатации во всех климатических зонах.

1. Пружинная клемма для железнодорожного рельсового скрепления, выполненная из прутка упругого материала с образованием В-образной формы в плоскости клеммы, содержащей прямолинейный нарельсовый участок, концы которого плавно соединены с боковыми протяженными участками, а расположенные за ними дуговые нашпальные участки соединены с концевыми участками, отогнутыми внутрь клеммы, отличающаяся тем, что часть каждого дугового нашпального участка, расположенная ближе к концевому участку, выполнена с изгибом в плоскости, перпендикулярной плоскости клеммы.

2. Пружинная клемма для железнодорожного рельсового скрепления по п.1, отличающаяся тем, что величина кривизны изгиба соизмерима с радиусом прутка клеммы.