Патент на изобретение №2153552
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИЗЛОМОВ РЕЛЬСОВЫХ ПЛЕТЕЙ
(57) Реферат: Изобретение относится к эксплуатации бесстыкового пути. При обнаружении усталостной трещины в подошве плети на ослабленное сечение устанавливают шестидырные накладки так, чтобы середина накладок совмещалась с усталостной трещиной, усилие затяжки клеммных болтов в зоне усталостной трещина понижают до 0,5 от номинального на определенных шпалах, а подрельсовые прокладки из резинокорда заменяют на резиновые. При этом указанные накладки устанавливают либо на все шесть болтов, либо на четыре крайних. Применяют резиновые прокладки с рифлением по поверхности под подошву рельса. Изобретение позволяет снижать локальные касательные напряжения. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к конструкции бесстыкового железнодорожного пути, а именно к предотвращению поперечных изломов рельсовых плетей под поездами из-за усталостных трещин в подошве рельса по дефекту 69. Известен бесстыковой железнодорожный путь с клеммно-болтовым скреплением (1), взятый за аналог, содержащий рельсы, подкладки и железобетонные шпалы, в котором рельсы прижимаются к подкладкам клеммами с клеммными болтами, а сами подкладки крепятся к шпалам с помощью закладных болтов. Для снижения жесткости железнодорожного пути между шпалами и подкладками размещаются нашпальные резиновые прокладки, а между подкладками и рельсами располагаются подрельсовые резинокордные прокладки. Недостатком данной конструкции бесстыкового пути с клеммно-болтовым скреплением является возникновение в рельсовой плети дополнительных касательных напряжений, возникающих локально по длине пути в местах крутильных деформаций и колебаний. Они возникают в рельсовой плети на некондиционных железобетонных шпалах с отклонениями по основным колеюобразующим размерам. Локальные крутильные колебания рельсовой плети под поездной нагрузкой создают перегрузку рельсов по сечениям плети возле клемм, что ведет к зарождению и развитию усталостных трещин в подошве рельса, которые приводят к поперечному излому рельсовых плетей под поездами по дефекту 69. Известен также бесстыковой путь с рельсовым скреплением КБ-65 (2), взятый за прототип, содержащий рельсы, подкладки и железобетонные шпалы, скрепленные закладными и клеммными болтами, в котором для снижения локальных касательных напряжений и снижения вероятности усталостных изломов рельсовых плетей в пути под поездами подрельсовая подкладка вместе с нашпальной прокладкой имеют возможность продольного смещения вдоль шпалы без перекоса подкладок в нишах железобетонных шпал. Недостатком данной конструкции бесстыкового пути является то, что вероятность появления в подошве рельсовой плети поперечных усталостных трещин полностью не исключена. В местах перегрузки рельсовой плети происходит зарождение и развитие усталостных трещин, которые фиксируют средства дефектоскопии. При эксплуатации рельсовых плетей с усталостными трещинами, они под поездами развиваются, что приводит к поперечным изломам рельсов по дефекту 69 с тяжелыми техногенными последствиями. Целью изобретения является разработка способа предотвращения излома рельсовых плетей из-за усталостных трещин в подошве рельса путем снижения локальных касательных напряжений за счет установки накладок на ослабленное сечение рельса с поперечной усталостной трещиной, снижения усилия затяжки клеммных болтов в зоне обнаружения усталостной трещины, а также замены резинокордных подрельсовых прокладок на резиновые прокладки с рифлением под подошву рельса. Предлагаемый способ предотвращения изломов рельсовых плетей бесстыкового пути из-за усталостных трещин в подошве рельса основан на снижении дополнительных касательных напряжений по сечениям рельса возле зажатых клемм, возникающих при крутильных деформациях и колебаниях рельсовой плети, когда в подошве рельса средствами дефектоскопии обнаружена поперечная усталостная трещина. При снижении локальных напряжений по сечению рельса с усталостной трещиной, рост ее замедляется или прекращается совсем и рабочий ресурс рельсовой плети до излома значительно возрастает, или излома может вообще не быть. Указанный технический результат достигается тем, что на ослабленное сечение рельсовой плети с усталостной трещиной в подошве рельса устанавливаются шестидырные накладки, усилие затяжки клеммных болтов на шпалах в зоне появления усталостной трещины понижается в два раза, а резинокордные подрельсовые прокладки без рифления заменяются в зоне трещины на резиновые прокладки с рифлением под подошву рельса. Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено: на фиг.1 – общий вид бесстыкового пути, вид сбоку; на фиг.2 – общий вид рельсового скрепления КБ-65, вид вдоль оси пути; на фиг.3 – то же с перекосом плети в рельсовом скреплении; на фиг.4 – то же с установленными шестидырными накладками. Бесстыковой путь включает в себя рельсошпальную решетку с рельсовым скреплением КБ и состоит из рельсов 1, подошва которых опирается на металлические подкладки 2 и зафиксирована от поперечного смещения ребордами 3. Металлические подкладки 2 размещаются в нишах 4 железобетонных шпал 5 и прижаты к шпалам закладными болтами 6 с двухвитковыми шайбами 7 и гайками 8. Рельсы 1 прикреплены к подкладкам 2 клеммами 9 при помощи клеммных болтов 10, двухвитковых шайб 11 и гаек 12. Между шпалами 5 и подкладками 2 размещены нашпальные прокладки 13, а между рельсами 1 и подкладками 2 расположены подрельсовые прокладки 14. При эксплуатации бесстыкового пути в подошве рельсов 1 появляются усталостные трещины 15, которые ослабляют поперечное сечение, и на рельс устанавливают накладки 16. При сборке рельсошпальной решетки в нишах 4 железобетонных шпал 5 размещаются нашпальные прокладки 13, на которые укладываются металлические подкладки 2 и устанавливаются закладные болты 6 с двухвитковыми шайбами 7 и гайками 8. Далее на подкладку 2 укладывают подрельсовые прокладки 14 и на них размещают рельс 1. Затем устанавливают клеммы 9 с клеммными болтами 10, двухвитковыми шайбами 11 и гайками 12. На звено рельсошпальной решетки накладываются жесткие шаблоны, обеспечивающие ширину колеи в 1520 мм и гайки на клеммных и закладных болтах затягиваются с крутящим моментом в 15-18 кгм, после чего звено рельсошпальной решетки готово для укладки в путь. При эксплуатации рельсошпальной решетки бесстыкового пути с рельсовыми плетями и скреплением КБ-65, представленным на фиг.2, все элементы пути работают в расчетном режиме. Крутильных деформаций и колебаний рельсовой плети нет. Условий для перенапряжения рельсовых плетей по сечениям клемм, зарождения и развития усталостных трещин по подошве рельса не создается. В этом случае рельсовая плеть работает неограниченно долго без возникновения усталостных трещин в подошве рельса и без изломов по ним. В случае расположения рельсовой плети с перекосом в рельсовом скреплении КБ-65, представленном на фиг.3 и фиг.4, когда между подошвой рельса и подкладкой слева или справа имеется зазор, то в рельсовой плети возникают дополнительные локальные перегрузки с появлением значительных по величине касательных напряжений. В этом случае происходит нерасчетное взаимодействие рельсовой нити и поездной нагрузки, которое характеризуется перенапряжениями сечений рельсовой плети возле клемм рельсового скрепления. Клеммы рельсового скрепления на некоторых шпалах с предельно затянутыми двухвитковыми шайбами препятствуют угловым деформациям рельсовой плети под поездной нагрузкой и создают перегрузку рельсовой плети по сечениям возле клемм. При крутильных колебаниях рельсовых плетей по схемам нагружения, представленным на фиг.3 и фиг.4, происходит перенапряжение подошвы рельса касательными напряжениями, максимальные значения которых развиваются в средней части подошвы. По сечениям перегрузки в местах действия наибольших касательных напряжений, то есть в средней части подошвы начинают зарождаться и расти поперечные усталостные трещины, которые фиксируются средствами дефектоскопии. Зарождению и развитию усталостной трещины способствует коррозия подошвы рельса в рельсовом скреплении. Усталостная трещина по подошве рельсовой плети развивается и растет до тех пор, пока не достигнет критического размера, соответствующего данному уровню перегрузки. В этом случае рельсовая плеть разрушается. При обнаружении усталостной трещины в подошве рельсовой плети, для прекращения ее роста на ослабленное трещиной сечение устанавливаются шестидырные накладки, клеммные болты не шести шпалах в зоне трещины ослабляются и закручиваются вновь с усилием затяжки, равным 0,5 от нормированного, а подрельсовые резинокордные прокладки без рифления заменяются на резиновые прокладки с рифлением по поверхности опирания под подошву рельса. Шестидырные накладки устанавливают так, чтобы середина накладок совмещалась с сечением рельса, где появилась усталостная трещина. При этом накладки могут быть установлены как на все шесть болтов, так и на четыре крайних, когда во избежание ослабления сечения рельса, болты в средней части накладок не устанавливаются. За счет того, что сечение рельса с усталостной трещиной усилено накладками, а клеммные болты не затянуты до предела и подошва рельса получает возможность некоторого перемещения на упругих шайбах и более податливых прокладках, величина перенапряжений в рельсовой плети резко снижается. В этом случае интенсивность роста усталостной трещины понижается или прекращается совсем. Рабочий ресурс рельсовой плети возрастает и она может работать неограниченно долго без поперечного излома по усталостному дефекту. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 04.06.2001
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2003
Извещение опубликовано: 20.01.2003
|
||||||||||||||||||||||||||
