Результат интеллектуальной деятельности: Рельсовая колея в кривых и способ её эксплуатации

Рельсовая колея в кривых и способ ее эксплуатации. Изобретение относится к железнодорожному пути и может быть использовано при строительстве и ремонте кривых участков пути.

Известна рельсовая колея, содержащая кривой участок пути (Чернышев М.А. Устройство и ремонт пути. 2-е переработ. Изд. Учебник для техникумов ж.-д. транспорта. М., Трансжелдориздат, 1963, стр. 294). Однако ее недостатком является низкий срок эксплуатации. Это связано с тем, что в кривой скорость вращения колесной пары подвижной единицы железнодорожного транспорта определяется длиной более короткой внутренней рельсовой нити, что приводит к появлению трения скольжения колеса о поверхность катания наружной рельсовой нити, к преждевременному разрушению головки наружного рельса и необходимости замены рельса. Таким образом, основной причиной изъятия рельсов из пути является износ головки рельса до допускаемой величины. Рельсы одного способа производства и с одинаковыми прочностными свойствами, одновременно уложенные в путь, при равных условиях эксплуатации и примерно одинаковом нижнем строении пути в прямых выходят из строя примерно одинаково. Однако в кривых наружные рельсы изнашиваются быстрее. Это происходит вследствие того, что наружное колесо колесной пары транспортного средства вращается с одинаковой угловой скоростью как на внутренней, так и на наружной рельсовых нитях. Так как наружная рельсовая нить длиннее внутренней рельсовой нити, колесо на наружной нити испытывает трение скольжения, а на внутренней - трение качения. Трение скольжения вызывает больший нагрев рельса и его износ, чем трение качения. Поэтому одиночный выход рельсов в кривых больше, чем в прямых, и резко возрастает по мере уменьшения радиуса.

Перед изобретением была поставлена задача увеличения срока эксплуатации рельсовой колеи в кривых, обеспечения исправности пути с меньшими затратами, а также расширение арсенала средств указанного назначения.

Техническим результатом изобретения является увеличение срока эксплуатации рельсовой колеи в кривых, обеспечение исправности пути с меньшими затратами труда и материалов, а также расширение арсенала средств указанного назначения.

Технический результат достигается за счет того, что в рельсовой колее, содержащей кривой участок пути, наружный рельс в кривых или головка наружного рельса в кривых или ее часть обладает более высокими по сравнению с головкой внутреннего рельса или ее частью прочностными свойствами. При этом предлагаемое техническое решение может выполняться также в вариантах, когда:

- наружный рельс или головку наружного рельса в кривых или ее часть выполняют из материала с более высокими по сравнению с внутренним рельсом в кривых или головкой внутреннего рельса или ее частью прочностными свойствами;

- наружный рельс в кривых является рельсом повышенной износостойкости и контактной выносливости;

- наружный рельс в кривых является рельсом для высокоскоростного движения;

- наружный рельс в кривых относится к рельсам более тяжелого профиля, чем внутренний рельс.

На чертеже условно показана рельсовая колея в кривой, вид сверху.

Рельсовая колея включает наружную рельсовую нить 1 и внутреннюю рельсовую нить 2 с колесной парой 3. Колесная пара 3 содержит колеса 4 и 5.

При прохождении кривого участка пути в плане на угол поворота а по рельсовой нити 1 колесо 4 пройдет расстояние АВ. При прохождении кривого участка пути в плане на угол поворота а по рельсовой нити 2 колесо 5 пройдет расстояние CD. Очевидно, что АВ больше CD. Так как угловая скорость вращения колесной пары 3 определяется расстоянием CD на рельсовой нити 2, трение между колесом 4 и рельсовой нитью 1 будет трением скольжения, а трение между колесом 5 и рельсовой нитью 2 - трением качения. При трении скольжения колеса 4 о рельсовую нить 1 разрушение рельсовой нити 1 вследствие ее нагревания будет происходить в большей степени, чем разрушение колеса 5 и рельсовой нити 2 при наличии между ними трения качения. Таким образом, исправное состояние рельсовой колеи в кривой будет определяться состоянием наружной рельсовой нити 1.

Предлагаемое техническое решение позволяет предотвратить более раннее разрушение наружной рельсовой нити 1 по сравнению с внутренней рельсовой нитью 2, приблизить срок эксплуатации рельсовой нити 1 к сроку эксплуатации рельсовой нити 2 и увеличить срок эксплуатации рельсовой колеи в целом.

Способ эксплуатации рельсовой колеи в кривых, включающий движение по ней транспортных средств, заключается в том, что движение транспортных средств осуществляют по рельсовой колее, содержащей кривой участок пути, при этом наружный рельс в кривых или головка наружного рельса в кривых или ее часть обладает более высокими по сравнению с внутренним рельсом или головкой внутреннего рельса или ее частью прочностными свойствами.