Результат интеллектуальной деятельности: Способ эксплуатации кривого участка пути в плане и устройство рельсовой колеи в кривых

Способ эксплуатации кривого участка пути в плане и устройство рельсовой колеи в кривых. Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к взаимодействию железнодорожной колесной пары с рельсовой колей, и может быть использовано при текущем содержании кривых участков пути в плане и при строительстве и реконструкции железных дорог и метрополитена.

Известен способ эксплуатации кривого участка пути в плане, включающий процесс взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями подвижного состава (М.А. Чернышев «Устройство, содержание и ремонт пути», второе переработанное издание, ТРАНСЖЕЛДОРИЗДАТ, М., 1963, стр. 171, всего 467 стр.). Однако недостатком данного способа является большой износ боковой грани головки наружного рельса, связанный с тем, что передняя колесная пара двухосной единицы подвижного состава может идти, только упираясь в наружный рельс со сдвигом в сторону этого рельса и как бы «срезая стружку» с боковой грани рельса на этой нити.

Указанный способ в техническом отношении является наиболее близким предлагаемому изобретению и принят за прототип.

Перед изобретением была поставлена задача повышения эффективности способа эксплуатации кривого участка пути в плане, распространения его на кривые участки пути с меньшим радиусом, увеличения срока службы рельсов и подвижного состава.

Технический результат - повышение безопасности, надежности и эффективности способа эксплуатации кривого участка пути в плане, увеличение срока службы и снижение стоимости жизненного цикла рельсового пути и подвижного состава, сокращение затрат на строительство пути.

Технический результат достигается за счет того, что в способе эксплуатации кривого участка пути в плане, включающем процесс взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями подвижного состава, процесс взаимодействия между рельсовым путем и ходовыми частями подвижного состава осуществляют посредством рельсовой колеи, выполненной со сдвигом мест взаимодействия элементов системы колесо - рельс по поверхности катания рельсов в сторону от центра кривой посредством изменения подуклонки наружного рельса.

Таким образом, предлагаемый способ заключается в сдвиге в криволинейном участке пути поверхностей катания на наружном и внутреннем рельсе в сторону от центра кривой за счет изменения подуклонки наружных рельсов. Рельсы устанавливают асимметрично. При этом ширина колеи, определяемая как расстояние между внутренними гранями головок рельсов, несколько уменьшается, а площадь поверхности колеса по кругу катания, взаимодействующая с поверхностью катания наружного рельса, увеличивается. Уменьшение ширины колеи за счет изменения подуклонки наружного рельса приводит к уменьшению длины наружного рельса и соответственно к сокращению затрат на строительство пути.

Увеличение площади поверхности колеса по кругу катания, взаимодействующей с поверхностью катания наружного рельса, приводит к уменьшению удельного давления колеса подвижной единицы на поверхность катания наружного рельса и снижению износа как рельса, так и колеса подвижной единицы.

Кроме того, происходит увеличение расстояния между боковой гранью головки наружного рельса и гребнем колеса единицы подвижного состава, что уменьшает вероятность бокового износа головки наружного рельса, а также гребня колеса единицы подвижного состава.

ГОСТ Р 54747-2011 определяет подуклонку как угол наклона плоскости подрельсовой площадки к продольной оси шпалы, измеряемый в вертикальной плоскости (не путать с уклоном пути от горизонта, создающим возвышение наружного рельса для уравновешивания центробежных сил, действующих на наружный рельс).

Подуклонка обеспечивает самоустановку колесной пары при движении на прямом участке пути и в кривой до момента касания гребня колеса боковой поверхности головки рельса.

На чертеже показан профиль рельсового пути, выполненный со сдвигом поверхности катания на наружном рельсе в сторону от центра кривой.

Профиль включает наружный рельс 1 и внутренний рельс 2 с колесами 3 и 4 колесной пары соответственно. Взаимодействие колеса 3 на круге катания с рельсом 1 происходите точке 5 с пятном контакта 6, а взаимодействие колеса 4 на круге катания с рельсом 2 в точке 7 с пятном контакта 8.

Осуществляют эксплуатацию кривого участка пути в плане следующим образом.

При движении подвижной единицы по рельсовой колее рельс 1 и колесо 3 подвергаются взаимодействию и износу. Так как область пятна 6 находится в центральной части поверхности головки рельса 1 и является наибольшей, то удельное давление колеса 3 на головку рельса 1 будет наименьшим. Соответственно наименьшим будет и износ колеса 3 и рельса 1. Указанное приводит к повышению безопасности и надежности пути, увеличению срока службы и снижению стоимости жизненного цикла рельсового пути и подвижного состава.

Увеличение расстояния между вертикальной гранью головки рельса 1 и гребнем колеса 3 уменьшает вероятность «снятия стружки» с боковой грани указанной головки рельса и гребня колеса 3.

В качестве примера можно привести осуществление способа на профиле рельсовой колеи, предназначенном для использования на участках пути в кривых среднего радиуса (для колеи шириной 1520 мм размер радиуса от 1250 до 500 метров), который выполняют с асимметрично расположенными рельсами. Внутренний рельс устанавливают с нулевой подуклонкой (перпендикулярно), наружный - с двойной подуклонкой (при подуклонке 1/20 величина двойной подуклонки равна 1/10) относительно продольной оси шпалы. Переход от прямолинейного участка пути в криволинейный и обратно выполняют в переходном профиле пути с плавным изменением подуклонки наружного рельса. Для реализации предлагаемого способа используют устройство криволинейного участка пути в плане, содержащего рельсовую колею, в котором кривой участок пути в плане выполнен со сдвигом мест взаимодействия элементов системы колесо - рельс по поверхности катания рельсов в сторону от центра кривой посредством изменения подуклонки наружного рельса.

Предлагаемые технические решения обладают новизной, для специалиста явными не являются, промышленно применимы.