Результат интеллектуальной деятельности: АНКЕРНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ И ПОДКЛЕММНИК АНКЕРНОГО РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для прикрепления рельсов к железобетонным, полимербетонным или композитным подрельсовым основаниям, таким как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни и другие, без передачи вертикального усилия, что требуется на специальных участках железнодорожного пути, например участках мостов, или отдельных контрольных «маячных» подрельсовых основаниях, для обеспечения возможности продольного смещения рельсовых плетей.

Известно скрепление КБ-65, содержащее закладные болты с гайками, прикрепляющие к шпале через нашпальные прокладки металлические подкладки, к которым клеммными болтами с гайками и двухвитковыми шайбами жесткими П-образными клеммами закрепляется рельс. При этом на участках мостов, для того чтобы обеспечить возможность продольного смещения при закреплении рельса в скреплении КБ, используют ту же жесткую П-образную клемму, но со сточенной на 1-2 мм нарельсовой полкой (Железнодорожный путь на искусственных сооружениях: Учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта. - A.M.Никонов. - М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте". 2007. - 291 с.; п.6.4, с.230-231).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является анкерное рельсовое скрепление, содержащее анкер с направленными вниз хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале (подрельсовом основании), каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы (подрельсового основания), две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор натяжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания своими скругленными частями на подклеммник, расположенный на шпале, и с возможностью прижатия рельса к шпале через нарельсовую изолирующую прокладку прямолинейными частями клемм. (RU 2267568, Е01В 9/30, 27.09.2004).

Известна подклеммная подкладка (подклеммник) анкерного рельсового скрепления, содержащая пластину с отгибами-ограничителями, выполненными по радиусу не менее радиуса прутка клеммы, при этом толщина пластины 4-6 мм, а высота относительно верхней поверхности пластины двух симметричных отгибов-ограничителей равна 8-12 мм (RU 2190720 С2, 10.10.2002).

Недостатком данной конструкции рельсового скрепления и ее элемента (подклеммника) является невозможность в данном исполнении обеспечить условие продольного смещения рельса относительно подрельсового основания при использовании, например, на мостах, где при температурных изменениях длины рельса требуется его проскальзывание на значительном количестве подрельсовых оснований, или на отдельных «маячных» шпалах для осуществления контроля угона плети рельса, поскольку даже постановка регулятора натяжения клеммы на самую низкую ступень передает небольшое вертикальное усилие, которое через коэффициент трения будет препятствовать скольжению, в то же время малое усилие прижатия не обеспечит безопасности движения на протяженном участке, поскольку рельс должен быть надежно закреплен от опрокидывания, и к тому же от вибраций при прохождении подвижного состава отдельные регуляторы натяжения клеммы, поставленные на низкую ступень, могут выпадать.

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение возможности продольного смещения рельса относительно подрельсового основания при надежном закреплении рельса от опрокидывания при прохождении подвижного состава, что в целом приводит к возможности использования рельсового скрепления на мостах и отдельных «маячных» шпалах.

Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что анкерное рельсовое скрепление содержит установленный в подрельсовом основании анкер с направленными вниз хвостовиками и средней частью, объединяющей две выступающие над подрельсовым основанием головки анкера, каждая из которых имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части основания, две нарельсовые изолирующие прокладки, выполненные с облегающими подошву рельса полками, две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор натяжения с соответствующими кронштейнами головки анкера и с возможностью опирания нашпальными витками клемм на подклеммник, при этом каждый подклеммник выполнен с подклеммными выступами, на которые опираются боковые части клеммы, а прямолинейная нарельсовая часть клеммы не передает усилие прижатия через нарельсовую изолирующую прокладку на рельс в его номинальном положении при установленном на рабочую ступень регуляторе натяжения и препятствует опрокидыванию и выходу рельса из рабочего пространства скрепления при прохождении подвижного состава.

Для этого используют подклеммник анкерного рельсового скрепления, содержащий основную пластину для опирания нашпальных витков клеммы, на котором выполнены подклеммные выступы, разнесенные вокруг головки анкера, для опирания боковых частей клеммы. На подклеммных выступах выполнены скругленные выемки для опирания боковых частей клеммы, снижающие концентрацию напряжений. При этом высота опорных мест подклеммных выступов подклеммника и толщина основной пластины подклеммника в местах опирания нашпальных витков клеммы выполнены с учетом обеспечения зазора d=1÷3 мм между прямолинейной нарельсовой частью клеммы и нарельсовой полкой нарельсовой изолирующей прокладки при номинальном положении элементов скрепления. Для обеспечения большего распределенного контакта с боковыми частями клеммы подклеммные выступы подклеммника выполнены с широкой опорной зоной длиной L≥20 мм или расположены в двух местах по длине L, а высоты h₁ и h₂ опорных мест подклеммных выступов и их наклон должны обеспечивать зазор d=1÷3 мм.

На фиг.1 представлено анкерное рельсовое скрепление, виды с торца рельса и сверху.

На фиг.2 представлен подклеммник анкерного рельсового скрепления.

На фиг.3 представлен подклеммник анкерного рельсового скрепления с широкой опорной зоной длиной L≥20 мм.

На фиг.4 представлен подклеммник анкерного рельсового скрепления с двумя подклеммными выступами на длине L.

Анкерное рельсовое скрепление содержит анкер 1 со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз хвостовиками 2, жестко установленный в подрельсовом основании 3 (железобетонной шпале). Средняя часть анкера 1 объединяет две головки 4, выступающие над подрельсовым основанием 3. Каждая головка 4 анкера 1 имеет два разнесенных вдоль рельса 5 кронштейна 6. Амортизирующая подрельсовая прокладка 7 расположена между головками 4 анкера 1 на подрельсовой части подрельсового основания 3. Две пружинные клеммы 8 надеты на головки 4 анкера 1 и выполнены с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор натяжения 9 с соответствующими кронштейнами 6 головки анкера 1. При этом каждая клемма 8 опирается своими нашпальными витками 10 на соответствующий подклеммник 11, расположенный на подрельсовом основании 3. Подклеммник 11 выполнен с подклеммными выступами 12, на которые опираются боковые части 13 клеммы 8, а прямолинейная нарельсовая часть 14 клеммы 8 располагается над нарельсовой изолирующей прокладкой 15, имеющей облегающие подошву рельса 5 полки. Поэтому на рельс 5 в его номинальном положении при установленном на рабочую ступень регуляторе натяжения 9 не передается усилие прижатия от клеммы 8. Такое расположение элементов, в затянутом состоянии, позволяет рельсу 5 совершить продольное перемещение, что требуется, например, на «маячной» шпале или на большем количестве подрельсовых оснований при температурных деформациях. При нагружснии рельса 5 проходящим подвижным составом прямолинейная нарельсовая часть 14 клеммы 8 препятствует опрокидыванию и выходу рельса 5 из рабочего пространства анкерного рельсового скрепления.

Подклеммник 11 анкерного рельсового скрепления содержит основную пластину 16 для опирания нашпальных витков 10 клеммы 8, а подклеммные выступы 12 выполнены разнесенными вокруг головки 4 анкера 1 и расположены в зонах боковых частей 13 клеммы 8 и служат для опирания боковых частей 13.

На подклеммных выступах 12 выполнены скругленные выемки 17, которые снижают концентрацию напряжений, при опирании на них боковых частей 13 клеммы 8. Размеры подклеммника 11 выбраны исходя из того, чтобы высота h опорных мест подклеммных выступов 12 и толщина t основной пластины 16 в местах опирания нашпальных витков клеммы обеспечивали зазор d=1÷3 мм между прямолинейной нарельсовой частью 14 клеммы 8 и нарельсовой полкой нарельсовой изолирующей прокладки 15 при номинальном положении элементов скрепления с установленными на рабочую ступень регуляторами натяжения 9.

Подклеммные выступы 12 могут быть выполнены не только в концевых зонах (см. фиг 2), но и на длине L≥20 мм (см. фиг 3) при их изготовлении как из целой заготовки подклеммника, так и сборными, в том числе с использованием сварки. Возможно исполнение сборного подклеммника с подклеммными выступами 12, расположенными в двух местах по длине L (см. фиг.4). В том и другом случае распределение нагрузки на длине L обеспечивает больший контакт с боковыми частями 13 клеммы 8 и уменьшает концентрацию контактных напряжений. Высоты h₁ и h₂ опорных мест подклеммных выступов 12 и их наклон необходимо также выбирать с учетом обеспечения зазора d=1÷3 мм.

Сборка узла осуществляется следующим образом. На подрельсовую зону подрельсового основания 3 (шпалы) укладывают амортизирующую подрельсовую прокладку 7. Затем, после укладки на нее рельса 5, между боковыми гранями подошвы рельса 5 и головками 4 анкера 1 вставляют нарельсовые изолирующие прокладки 15, выполненные с облегающими подошву рельса полками. На заанкерные зоны шпалы 3 раскладывают подклеммники 11, располагая их подклеммные выступы 12 вокруг головок 4 анкера 1. Каждую пружинную клемму 8 надевают на головку 4 анкера 1 сверху, при этом скругленные нашпальные витки 10 располагаются на основной пластине 16 подклеммника 11, боковые части 13 опираются на подклеммные выступы 12, прямолинейная нарельсовая часть 14 нависает над нарельсовой полкой нарельсовой изолирующей прокладки 15, а монтажные усы располагаются над основанием головки 4 анкера 1. Регулятор натяжения 9 устанавливают своими вырезами на монтажные усы клеммы, при этом треугольный выступ свободно располагают в зазоре между усами клеммы 8, а оси заводят в зацепление с крюками кронштейнов 5. Гаечный ключ заводят в зацепление с регулятором натяжения 9 и путем поворота устанавливают на рабочую ступень, обеспечивая натяжение клеммы 8. Демонтаж производят в обратном порядке.

Поскольку при установленном на рабочую ступень регуляторе натяжения 9 прямолинейная нарельсовая часть 14 клеммы 8 располагается над нарельсовой изолирующей прокладкой 15 и на рельс 5 в его номинальном положении не передается усилие прижатия от клеммы 8, то обеспечивается возможность продольного смещения рельса относительно подрельсового основания, что требуется на отдельных «маячных» шпалах для контроля угона плети или на большем количестве подрельсовых оснований на мостах. При этом нормативное натяжение клеммы 8 препятствует опрокидыванию и выходу рельса 5 из рабочего пространства скрепления при действии боковых нагрузок на рельс, поскольку нарельсовая часть 14 клеммы 8 при кручении рельса 5 вступает в контакт с нарельсовой полкой нарельсовой изолирующей прокладки 15 и соответственно усилие натяжения клеммы 8 предается на подошву рельса 5, обеспечивая его надежное закрепление.