Остряк криволинейный касательный типа Р65 стрелки марок 1/9 и 1/11

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ОСТРЯК КРИВОЛИНЕЙНЫЙ КАСАТЕЛЬНЫЙ ТИПА Р 65 СТРЕЛКИ МАРОК 1/9 И 1/11(71) Заявитель Публичное акционерное общество Днепропетровский стрелочный завод(72) Авторы Костюк Михаил Дмитриевич Тараненко Сергей Дмитриевич Даниленко Эдуард Иванович Корноухова Клара Владимировна(73) Патентообладатель Публичное акционерное общество Днепропетровский стрелочный завод(57) Остряк криволинейный касательный типа 65 правой стрелки марок 1/9 и 1/11, имеющий переменное по длине сечение, головку с поверхностью катания, рабочей и нерабочей гранями, шейку со сквозными горизонтальными отверстиями и подошву, содержащий корень, профиль которого соизмерим с профилем смежной по его заднему торцу стандартного железнодорожного рельса типа 65 переводной кривой стрелочного перевода,перо с переходным участком, который в поперечном сечении имеет профиль асимметричного острякового проката типа 65, и механически обработанным острием, наклонная плоскость прилегания к прямому рамному рельсу на всей длине которого является фрагментом нерабочей грани головки острякового проката, рабочая грань имеет в приторцевой зоне участок подстрожки с возможностью обеспечения в переднем торце укрытия остряка под головкой рамного рельса не менее 3,0 мм для безударного, относительно торца остряка, прохождения колес подвижного состава при противошерстном движении по стрелке,на остальной длине острия ее продольный профиль в горизонтальной плоскости очерчен относительно рабочей грани прямого рамного рельса одной кривой, а поверхность катания и вертикальный профиль острия очерчены другой кривой, понижение которой по 88252012.12.30 Фиг. 1 высоте в торце острия составляет около 25 мм относительно высоты вертикального профиля острякового проката, отличающийся тем, что кривая продольного профиля рабочей грани острия выполнена касательной к рабочей грани прямого рамного рельса по точкам рабочей грани острия криволинейного остряка с абсциссами 2569, 3464, 5477, 6406 мм относительно теоретического начала кривой (плоскости переднего торца прямого рамного рельса) и ординатами этих точек на глубине 14,5 мм ниже уровня поверхности катания 11, 20, 50, 68,4 мм, участок подстрожки выполнен на длине 1203 мм от торца острия до сечения, где ширина его головки равна 11 мм (сечение 11), поверхность катания и вертикальный профиль острия описаны кривой по контрольным точкам относительно плоскости его переднего торца с абсциссами 0, 258, 687, 2098, 4111, 5040 мм, которым соответствует высота поверхности катания и вертикального профиля острия криволинейного остряка 115,0 123,0 124,0 131,0 140,0 140,0 мм в сечениях.(56) 1. Яковлева Т.Г. Железнодорожный путь. - М. Транспорт, 2001. - С. 319, рис. 3.176, в. 2. А.с. СССР 1759974, МПК 01 7/02, 1992. 3. Технические решения ПТКБ ЦП МПС СССР от 11.12.1991, чертеж СП 520. Полезная модель относится к конструкциям верхнего строения железнодорожного пути, а именно к деталям стрелок стрелочных переводов, и предназначена для использования в стрелках стрелочных переводов типа 65 марок 1/9 и 1/11, которые укладываются в путь отечественных железных дорог, которые эксплуатируются в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Украины с нагрузкой 250 кН на рельс от оси подвижного состава, а также в путь стран СНГ с аналогичными условиями эксплуатации по нагрузке на рельс от оси подвижного состава и грузонапряженностью. Известен криволинейный остряк касательного типа, который имеет притупленное острие и прилегает к прямому рамному рельсу по касательной кривой, а его рабочий кант доводится до рабочего канта рамного рельса на коротком отрезкеот сечения, где ширина головки острия остряка составляет 5 мм 1. Недостатком известных криволинейных остряков касательного типа является достаточно узкая сфера использования - только на путях, предназначенных исключительно для движения пассажирского подвижного состава, с незначительными осевыми нагрузками и грузонапряженностью, как, например, на железных дорогах Франции, Германии и ряда других европейских стран. Причиной этому конструктивные особенности традиционных криволинейных остряков касательного типа, которые выполнены из стандартного европейского острякового проката, имеют достаточно тонкое острие малого сечения и незначительную площадь его прилегания к рамному рельсу. Указанные выше недостатки делают невозможным использование известных криволинейных остряков касательного типа на путях со смешанным (грузо-пассажирским) движением и большой грузонапряженностью. Известен также криволинейный остряк стрелочного перевода, который имеет острие,рабочую и нерабочую грани и корень, у которого с целью увеличения ресурса работы за счет смещения наиболее напряженно работающих сечений остряка в направлении корня и увеличения площади прилегания к прямому рамному рельсу продольный профиль рабочей грани остряка очерчен по кривой, которая описывается уравнением 13223 ,где- ордината точек рабочей грани криволинейного остряка относительно кромки прямого рамного рельса 2 88252012.12.30 1, 2, 3 - постоянные параметры, которые определяют степень кривизны и соответственно равны 19610-10,24,010-6,31810-3- абсцисса точек рабочей грани 2. Недостатком указанного криволинейного остряка секущего типа является незначительный ресурс острия в наиболее нагруженной приторцевой зоне. Во время эксплуатации очевиден быстрый выход из строя всего остряка из-за дефектов по износу острия или излома его головки. Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является остряк криволинейный касательный типа 65 правой стрелки марок 1/9 и 1/11, имеющий переменное по длине сечение, головку с поверхностью катания, рабочей и нерабочей гранями,шейку со сквозными горизонтальными отверстиями и подошву, содержащий корень, профиль которого соизмерим с профилем смежной по его заднему торцу стандартного железнодорожного рельса типа 65 переводной кривой стрелочного перевода, перо с переходным участком, который в поперечном сечении имеет профиль асимметричного острякового проката типа 65, и механически обработанным острием, наклонная плоскость прилегания к прямому рамному рельсу на всей длине которого является фрагментом нерабочей грани головки острякового проката, рабочая грань имеет в приторцевой зоне участок подстрожки с возможностью обеспечения в переднем торце укрытия остряка под головкой рамного рельса не менее 3,0 мм для безударного, относительно торца остряка,прохождения колес подвижного состава при противошерстном движении по стрелке, на остальной длине острия ее продольный профиль в горизонтальной плоскости очерчен относительно рабочей грани прямого рамного рельса одной кривой, а поверхность катания и вертикальный профиль острия очерчены другой кривой, понижение которой по высоте в торце острия составляет около 25 мм относительно высоты вертикального профиля острякового проката 3. В известном техническом решении для безударного прохождения колес подвижного состава при противошерстном движении по стрелке на остальной длине острия ее продольный профиль в горизонтальной плоскости очерчен относительно рабочей грани прямого рамного рельса секущей кривой с координатами точек, которые отвечают значениям,приведенным в табл. 1, где 3 - абсцисса точек рабочей грани острия кривого остряка относительно теоретического начала кривой (плоскости переднего торца прямого рамного рельса), мм 3 - ордината точек рабочей грани острия кривого остряка относительно рабочей грани прямого рамного рельса на глубине 14,5 мм ниже уровня поверхности катания, мм. Таблица 1 3 2947 4205 5973 6836 3 5 20 50 68,4 Поверхность катания и вертикальный профиль острия остряка кривого очерчены другой кривой, понижение которой по высоте в торце острия составляет 25,0 мм относительно высоты вертикального профиля острякового проката. Координаты точек этой кривой отвечают значениям, приведенным в табл. 2, где 3 - абсцисса точек поверхности катания и вертикального профиля острия кривого остряка относительно плоскости его переднего торца, мм 3 - высота поверхности качения и вертикального профиля острия кривого остряка по сечениям, мм. Таблица 2 3 0 563 1821 3589 4451 3 115 123 135 140 140 3 88252012.12.30 Недостатками известной конструкции являются значительные динамические нагрузки от колес подвижного состава в рабочей зоне острия, от сечения, где ширина его головки равна 5 мм (сечение 5), до сечения, где ширина головки острия равна 50 мм (сечение 50), и недостаточно плавное вкатывание в кривую подвижного состава, что обуславливает интенсивный износ кривых остряков в приторцевой зоне острия по рабочей грани, а также короткий срок их эксплуатации, что наиболее ярко проявляется на путях с большой грузонапряженностью. В основу полезной модели поставлена задача создания такой конструкции остряка криволинейного касательного типа 65 правой стрелки марок 1/9 и 1/11, применение которой позволило бы уменьшить износ остряка и увеличить срок его эксплуатации за счет уменьшения динамических нагрузок на остряк в рабочей зоне и повышения плавности вкатывания подвижного состава в кривую. Поставленная задача решается тем, что в остряке криволинейном касательном типа Р 65 правой стрелки марок 1/9 и 1/11, имеющем переменное по длине сечение, головку с поверхностью катания, рабочей и нерабочей гранями, шейку со сквозными горизонтальными отверстиями и подошву, содержащем корень, профиль которого соизмерим с профилем смежной по его заднему торцу стандартного железнодорожного рельса типа 65 переводной кривой стрелочного перевода, перо с переходным участком, который в поперечном сечении имеет профиль асимметричного острякового проката типа 65, и механически обработанным острием, наклонная плоскость прилегания к прямому рамному рельсу на всей длине которого является фрагментом нерабочей грани головки острякового проката, рабочая грань имеет в приторцевой зоне участок подстрожки с возможностью обеспечения в переднем торце укрытия остряка под головкой рамного рельса не менее 3,0 мм для безударного, относительно торца остряка, прохождения колес подвижного состава при противошерстном движении по стрелке, на остальной длине острия ее продольный профиль в горизонтальной плоскости очерчен относительно рабочей грани прямого рамного рельса одной кривой, а поверхность катания и вертикальный профиль острия очерчены другой кривой, понижение которой по высоте в торце острия составляет около 25 мм относительно высоты вертикального профиля острякового проката, согласно полезной модели, кривая продольного профиля рабочей грани острия выполнена касательной к рабочей грани прямого рамного рельса по точкам рабочей грани острия криволинейного остряка с абсциссами 2569, 3464, 5477, 6406 мм относительно теоретического начала кривой (плоскости переднего торца прямого рамного рельса) и ординатами этих точек на глубине 14,5 мм ниже уровня поверхности катания 11, 20, 50, 68,4 мм, участок подстрожки выполнен на длине 1203 мм от торца острия до сечения, где ширина его головки равна 11 мм (сечение 11), поверхность катания и вертикальный профиль острия описаны кривой по контрольным точкам относительно плоскости его переднего торца с абсциссами 0, 258, 687, 2098, 4111, 5040 мм, которым соответствует высота поверхности катания и вертикального профиля острия криволинейного остряка 115,0 123,0 124,0 131,0 140,0 140,0 мм в сечениях. Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков полезной модели и техническим результатом заключается в следующем. Выполнение остряка криволинейного касательного типа 65 стрелки марок 1/9 и 1/11 с продольным профилем рабочей грани острия в виде касательной к прямому рамному рельсу кривой с отмеченными координатами дает возможность, в сравнении с прототипом, уменьшить углы встречи гребней колес подвижного состава с рабочей гранью остряка при входе вагонных тележек в кривую на боковое направление стрелки в зоне случайного набегания, на длине рабочей грани от сечения 11 до сечения 15 острия - в 1,21 раза в зоне интенсивного набегания, на длине рабочей грани от сечения 15 до сечения 25 острия - в 1,73 раза 4 88252012.12.30 в зоне постоянного прижатия гребней колес к рабочей грани, от сечения 25 до сечения 59,4 острия (начало радиуса 300000 мм изгиба переходного участка пера остряка) - в 1,3 раза. Уменьшение углов встречи пары гребень колеса - рабочая грань острия уменьшает в 1,21-1,73 раза интенсивность изнашивания рабочей грани острия в результате пропорционального уменьшения динамических сил нормального давления на рабочую грань острия. С учетом усовершенствованной геометрии вертикального профиля и поверхности катания острия, а также увеличенной толщины профильной шейки головки острия расчетный срок эксплуатации остряков, согласно полезной модели, увеличится в 1,5-2,0 раза. Кроме этого, при использовании для правой и левой стрелок вариантов остряков со смещенной к вертикальной оси поперечного сечения острия наклонной плоскостью прилегания к прямому рамному рельсу увеличивается жесткость узла в зоне прилегания острия к рамному рельсу в результате уменьшения межосевого расстояния между этими деталями, что также положительно отражается на ресурсе стрелки при ее эксплуатации. В последующем полезная модель поясняется подробным описанием ее выполнения со ссылками на фигуры, на которых изображено на фиг. 1 - остряк криволинейный касательный типа 65 правой стрелки марки 1/9 и 1/11, вид справа на фиг. 2 - вид А из фиг. 1, увеличено на фиг. 3 - сечение Б-Б из фиг. 1, увеличено на фиг. 4 - сечение В-В из фиг. 1, увеличено на фиг. 5 - сечение Г-Г из фиг. 1, увеличено на фиг. 6 - сечение Д-Д из фиг. 1, увеличено на фиг. 7 - сечение Е-Е из фиг. 1, увеличено на фиг. 8 - сечение Э-Э из фиг. 1, увеличено на фиг. 9 - схема построения рабочей грани острия остряка правой стрелки на фиг. 10 - схема выполнения поверхности катания и вертикального профиля острия остряка на фиг. 11 - схема подстрожки рабочей грани острия остряка. Остряк криволинейный касательный типа 65 правой стрелки марок 1/9 и 1/11 (фиг. 1) содержит корень 1 и перо 2, которое, в свою очередь, состоит из механически обработанного острия 3 и переходного участка 4. В поперечном сечении перо 2 остряка имеет профиль острякового проката 65, на длине переходного участка 4 (фиг. 8), на длине острия 3 сечение его переменное (фиг. 2, 7). Как острие 3, так и переходный участок 4 пера 2 остряка имеют головку 5, шейку 6 и подошву 7. На головке 5 переходного участка 4 остряка расположены рабочая грань 8, нерабочая грань 9 и поверхность катания 10 (фиг. 8). На головке острия 3 расположены рабочая грань 8 остряка, поверхность катания 10 и плоскость прилегания 11. Плоскость прилегания 11 этого варианта остряка является фрагментом нерабочей грани 9 головки острякового проката, то есть механическая обработка этого участка головки острия 3 не выполняется. Участок подстрожки 12 выполнен на рабочей грани 8 острия 3, от его переднего торца 13 до сечения головки 11 (фиг. 2, 3, 9, 11). Продольный профиль рабочей грани 8 острия 3, от сечения 11 к полному профилю головки 5 переходного участка 4 остряка правой стрелки (фиг. 9), очерчен касательной кривой к рабочей грани прямого рамного рельса. Радиус этой кривой равен 300000 мм. Основные параметры продольного профиля рабочей грани острия 3 остряка правой стрелки на всей его длине, от торца 13 к полному профилю в начале переходного участка 4, приведены в табл. 3. Таблица 3 3 1366 2053 2569 3464 5477 6406 3 88252012.12.30 Переменные параметры геометрии продольного профиля рабочей грани острия остряка правой стрелки в табл. 3 в соответствии со схемой на фиг. 9 3 - абсцисса точек рабочей грани острия криволинейного остряка относительно теоретического начала кривой (плоскости переднего торца прямого рамного рельса), мм 3 - ордината точек рабочей грани острия криволинейного остряка относительно рабочей грани прямого рамного рельса на глубине 14,5 мм ниже уровня поверхности катания, мм 3 - угол остряка в плане по сечениям, градусы. Подстрожка рабочей грани 8 острия 3 остряка в приторцевой зоне обеспечивает укрытие остряка не менее 3,0 мм под головкой прямого рамного рельса для безударного, относительно торца остряка, прохождения колес подвижного состава при противошерстном движении по стрелке (фиг. 11). Выполнена подстрожка на длине 1203 мм, от торца 13 острия 3 до сечения 11 его головки (фиг. 24, 11). Фактическое сечение конца острия 3 на глубине 14,5 мм ниже уровня поверхности катания 10 и расстояния 824 мм от торца остряка равно 6,59 мм. Поверхность катания 10 и вертикальный профиль острия 3 криволинейного остряка описаны кривой согласно схеме на фиг. 10. Основные параметры вертикального профиля и поверхности катания острия 3 приведены в табл. 4. Таблица 4 3 0 258 687 2098 4111 5040 3 115,0 123,0 124,9 131,1 140,0 140,0 б 3 14633,76 01510,06 Переменные параметры геометрии вертикального профиля и поверхности катания 10 острия 3 в табл. 4 в соответствии со схемой на фиг. 10 3 - абсцисса точек поверхности катания и вертикального профиля острия криволинейного касательного остряка относительно плоскости его переднего торца, мм 3 - высота поверхности катания и вертикального профиля острия криволинейного остряка по сечениям, мм б 3 - угол подъема вертикального профиля острия, градусы. При сохранении практически равнозначных с прототипом площадей поперечных сечений по длине остряка заявляемый остряк криволинейный касательного типа имеет увеличенное в 1,5-2,0 раза сопротивление износу и долговечность. Усовершенствованная конструкция остряка криволинейного касательного типа 65 стрелок марок 1/9 и 1/11 не потребует значительного изменения технологии изготовления и не повысит их себестоимость. Увеличение ресурса остряка даст возможность обеспечить увеличение сроков эксплуатации и уменьшить трудовые и материальные затраты на замену дефектных по излому головок остряка в переднем торце и износа острия криволинейных остряков, наиболее распространенных на путях стрелочных переводов типа 65 марок 1/9 и 1/11. Преимуществом остряка с усовершенствованной геометрией острия являются также повышение уровня комфортности для пассажиров в результате повышения плавности вкатывания подвижного состава в кривую при его движении по стрелке на боковое направление, уменьшение динамических нагрузок на остряк от колес подвижного состава и увеличение жесткости как остряка, за счет увеличения толщины профильной шейки головки острия, так и узла рамный рельс - остряк в целом. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 10