RU2034944C1

RU2034944C1 - Rail fastening clamp

Info

Publication number: RU2034944C1
Application number: RU93017432/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Жученко; Ua]; Сергей Валентинович Никитин; Владимир Николаевич Босый; Ru]; Николай Савельевич Гришин
Original assignee: Александр Николаевич Жученко
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: railway construction. SUBSTANCE: rail fastening clamp has middle part, support sections, free ends and intermediate sections. Free ends and support sections of clamp are arranged relative to each other at distance increasing with increase in distance relative to middle part. Angle between projections of longitudinal axes of free ends 5 and support sections of clamp on plane perpendicular to planes of arrangement of longitudinal axes of support sections is 1 to 18 degrees. EFFECT: enhanced reliability of fastening. 3 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к строительству железных дорог, в частности верхнего строения железнодорожного пути, и может быть использовано при оснащении рельсовых скреплений бесстыкового пути на бетонных шпалах пружинными стальными клеммами. The invention relates to the construction of railways, in particular the upper structure of the railway track, and can be used in equipping rail fastenings of the weld jointless track on concrete sleepers with spring steel terminals.

Известно рельсовое скрепление с упругой клеммой W-образной формы. Средняя часть клеммы охватывает шейку болта, а свободные концы давят на подошву рельса эти признаки совпадают с существенными признаками изобретения. Known rail fastening with an elastic terminal W-shaped. The middle part of the terminal covers the neck of the bolt, and the free ends press on the bottom of the rail these signs coincide with the essential features of the invention.

Недостатком этого скрепления является то, что оно не обеспечивает необходимую упругость и усилие прижатия рельса к подкладке при изменении положения рельса по высоте в условиях высоких осевых нагрузок на рельс. The disadvantage of this fastening is that it does not provide the necessary elasticity and the pressing force of the rail against the lining when the rail is positioned in height under high axial loads on the rail.

Известно рельсовое скрепление с упругой удерживаемой болтом клеммой. Клемма одной частью опирается на подкладку, средняя ее часть охватывает шейку болта, а свободные концы давят на подошву рельса, при этом средняя часть клеммы выступает над подошвой и образует прямое или косвенное ограничение подъема подошвы рельса эти признаки совпадают с существенными признаками изобретения. Rail fastening with an elastic bolt-held terminal is known. The terminal rests on one side of the lining, the middle part covers the neck of the bolt, and the free ends press on the bottom of the rail, while the middle part of the terminal protrudes above the sole and forms a direct or indirect restriction on the rise of the rail sole, these signs coincide with the essential features of the invention.

Недостатком этого скрепления является ограниченное усилие прижатия рельса к подкладке с необходимой упругостью. При прижатии рельса к подкладке усилием свыше 13 кН упругость клеммы этого скрепления резко уменьшается, что не обеспечивает удовлетворительную работу скрепления в бесстыковом пути, где рабочие усилия затяжки болтов должны составлять 15-20 кН, а упругость клеммы допускать колебания вертикального положения рельса при этих усилиях до 6 мм. The disadvantage of this fastening is the limited force of pressing the rail to the lining with the necessary elasticity. When the rail is pressed to the lining with a force of more than 13 kN, the elasticity of the terminal of this fastening decreases sharply, which does not provide satisfactory work of the fastening in the jointless path, where the working forces of the bolt tightening should be 15-20 kN, and the elasticity of the terminal must allow the vertical position of the rail to fluctuate up to 6 mm.

Известно рельсовое скрепление, содержащее подкладку, болт и пружинную клемму W-образной формы. Средняя часть клеммы охватывает шейку болта, причем средняя часть клеммы, обращенная к рельсу, в напряженном состоянии располагается на незначительном расстоянии от подошвы рельса эти признаки совпадают с существенными признаками изобретения. A rail fastener is known comprising a lining, a bolt, and a W-shaped spring clip. The middle part of the terminal covers the neck of the bolt, and the middle part of the terminal, facing the rail, in a stressed state is located at an insignificant distance from the bottom of the rail, these signs coincide with the essential features of the invention.

Недостатком этого скрепления является низкое значение усилия прижима рельса к подкладке (около 13 кН), до которого клемма сохраняет приемлемые упругие свойства с упругостью около 1 мм/кН. При дальнейшей затяжке клеммного болта упругость клеммы резко падает, что не позволяет использовать ее для крепления рельсов в пути с высокими осевыми нагрузками. The disadvantage of this fastening is the low value of the clamping force of the rail to the lining (about 13 kN), to which the terminal retains acceptable elastic properties with an elasticity of about 1 mm / kN. With further tightening of the terminal bolt, the elasticity of the terminal drops sharply, which does not allow it to be used for fastening rails in a way with high axial loads.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является клемма рельсового скрепления, содержащая среднюю часть, закрепляемую гайкой на клеммном болте рельсового скрепления, опорные участки, расположенные по обе стороны средней части клеммы, контактирующие с подошвой рельса свободные концы, обращенные к средней части клеммы и соединенные с опорными элементами через промежуточные участки. Эти признаки совпадают с существенными признаками изобретения. Опорные участки клеммы в положении окончательного монтажа изогнуты с возможностью опирания на подкладку с внешней стороны от ее реборд, которая служит их контропорой. The closest in technical essence to the claimed is a rail fastener terminal, containing the middle part, fixed with a nut on the rail fastener terminal bolt, bearing sections located on both sides of the middle part of the terminal, free ends in contact with the rail sole, facing the middle part of the terminal and connected to supporting elements through intermediate sections. These features are consistent with the essential features of the invention. The supporting sections of the terminal in the final installation position are bent with the possibility of support on the lining from the outside from its flanges, which serves as their support.

Недостатком клеммы этого скрепления является низкая стабильность прижатия рельса к подкладке при больших осевых нагрузках на рельс. Характеристика пружинения этой клеммы обеспечивает необходимую упругость только до усилия прижатия 13 кН. При дальнейшей затяжке клеммного болта и повышения усилия прижатия рельса до необходимого значения 20 кН упругость клеммы резко падает, так как возможности дальнейшей деформации элементов клеммы исчерпаны. Это приводит к тому, что при нагружении рельса большим осевым усилием от проходящих составов рельс прогибается на несколько миллиметров и усилие его прижатия к подкладке ослабевает до недопустимой величины менее 10 кН. The disadvantage of the terminal of this fastening is the low stability of pressing the rail to the lining at high axial loads on the rail. The spring characteristic of this terminal provides the necessary elasticity only up to a clamping force of 13 kN. With further tightening of the terminal bolt and increasing the pressure of the rail to the required value of 20 kN, the elasticity of the terminal drops sharply, since the possibilities of further deformation of the terminal elements are exhausted. This leads to the fact that when loading the rail with a large axial force from the passing compositions, the rail bends by several millimeters and the force of its pressing against the lining weakens to an unacceptable value of less than 10 kN.

Для описанных аналогов и прототипа общей причиной, препятствующей получению требуемого технического результата, является ограничение ресурса упругости клеммы заданной ее формой, обусловленной геометрическими параметрами рельсового скрепления и, прежде всего заданным расстоянием между свободными концами и опорными элементами вблизи средней части клеммы, которое обуславливается шириной реборды подкладки рельсового скрепления. For the described analogues and prototype, the common reason that prevents obtaining the required technical result is the limitation of the terminal elasticity resource by its predetermined shape, due to the geometrical parameters of the rail fastening and, above all, the given distance between the free ends and supporting elements near the middle part of the terminal, which is determined by the width of the lining flange rail fastening.

В основу изобретения поставлена задача создать клемму рельсового скрепления, в которой новая форма выполнения позволила бы обеспечить повышенную упругость при заданной длине клеммы и заданном расстоянии между свободными концами и опорными элементами вблизи средней части клеммы, которое обуславливается шириной реборды подкладки рельсового скрепления, и за счет этого повысить надежность работы рельсового скрепления и стабильность прижатия рельса к подкладке при изменении положения рельса под осевой нагрузкой подвижного состава. The basis of the invention is the task of creating a rail fastening terminal, in which a new embodiment would provide increased elasticity for a given terminal length and a given distance between the free ends and supporting elements near the middle part of the terminal, which is determined by the width of the flange of the rail fastening lining, and due to this to increase the reliability of the rail fastening and the stability of pressing the rail to the lining when changing the position of the rail under the axial load of the rolling stock.

Надежное прижатие рельса к подкладке в бесстыковом пути при возможности изменения положения рельса по высоте до нескольких миллиметров увеличивает продольную устойчивость пути при температурных колебаниях и на тормозных участках пути, устраняя его "выброс" и возможные аварийные ситуации. Кроме того, уменьшаются затраты на подтягивание клеммных болтов в пути. Reliable pressing of the rail to the lining in the jointless path with the possibility of changing the position of the rail in height up to several millimeters increases the longitudinal stability of the track during temperature fluctuations and in the braking sections of the track, eliminating its "ejection" and possible emergency situations. In addition, the cost of tightening terminal bolts along the way is reduced.

Постоянство усилия затягивания клеммных болтов обеспечивается за счет того, что в требуемом рабочем диапазоне усилий затяжки 15-20 кН упругие свойства используемой в скреплении пружинной клеммы должны допускать колебания вертикального положения рельса до 6 мм. Упругость клеммы в этом случае должна составлять 6:(20-15)=1,2 мм/кН, что не обеспечивается существующими скреплениями. Причем чем больше величина упругости клеммы, тем больше допускаемое изменение положения рельса по высоте при требуемом усилии его прижатия, тем выше стабильность затяжки клеммных болтов и надежнее будет работать скрепление. Указанная упругость клеммы должна быть обеспечена при таких габаритных размерах клеммы, которые вписывались бы в пространство между подошвой рельса и закладным болтом в существующих шпалах и подкладках и обеспечивали минимальную металлоемкость клеммы. The constancy of the tightening force of the terminal bolts is ensured due to the fact that in the required working range of the tightening forces of 15-20 kN, the elastic properties of the spring terminal used in fastening must allow the vertical position of the rail to oscillate up to 6 mm The elasticity of the terminal in this case should be 6: (20-15) = 1.2 mm / kN, which is not provided by existing fasteners. Moreover, the greater the magnitude of the elasticity of the terminal, the greater the permissible change in the position of the rail in height at the required force of its pressing, the higher the stability of the tightening of the terminal bolts and the bond will work more reliably. The indicated elasticity of the terminal must be ensured with such overall dimensions of the terminal that fit into the space between the rail sole and the embedded bolt in the existing sleepers and linings and ensure the minimum metal consumption of the terminal.

Изобретение направлено также на предотвращение сползания клеммы по подошве рельса в сторону закладного болта скрепления, так как при значительном сползании клеммы может снизиться усилие затяжки клеммного болта и повысится опасность замыкания рельсовой цепи при касании клеммной закладного болта. При использовании скреплений с прутковыми клеммами стоит также задача устранения износа подошвы рельса в месте нажатия на него концов клеммы, так как место износа может служить концентратором напряжений в рельсе. The invention is also aimed at preventing the terminal from sliding along the sole of the rail towards the embedded fastening bolt, since with a significant sliding of the terminal, the tightening force of the terminal bolt may decrease and the danger of closing the rail circuit when touching the terminal bolt is increased. When using fasteners with bar terminals, there is also the task of eliminating wear of the rail sole at the point where the ends of the terminal are pressed, since the place of wear can serve as a stress concentrator in the rail.

Для решения указанной задачи клемма рельсового скрепления, содержит среднюю часть, закрепляемую гайкой на клеммном болте рельсового скрепления, опорные участки, расположенные по обе стороны средней части клеммы, контактирующие с подошвой рельса, свободные концы, обращенные к средней части клеммы и соединенные с опорными участками через промежуточные участки. В отличие от прототипа свободные концы и опорные участки клеммы расположены друг относительно друга на расстоянии, увеличивающемся по мере удаления от средней части клеммы. При этом угол между проекциями продольных осей свободных концов и опорных участков клеммы на плоскость, перпендикулярную плоскостям размещения продольных осей опорных участков, составляет 1-18^о.To solve this problem, the rail fastening terminal contains a middle part fixed with a nut on the rail fastening terminal bolt, supporting sections located on both sides of the middle part of the terminal, in contact with the rail sole, free ends facing the middle part of the terminal and connected to the supporting sections through intermediate sections. Unlike the prototype, the free ends and supporting sections of the terminal are located relative to each other at a distance that increases with distance from the middle part of the terminal. Moreover, the angle between the projections of the longitudinal axes of the free ends and the supporting sections of the terminal onto a plane perpendicular to the planes of placement of the longitudinal axes of the supporting sections is 1-18 ^about .

В частных случаях выполнения клеммы верхняя поверхность средней части клеммы, взаимодействующая с гайкой клеммного болта, наклонена к плоскости, перпендикулярной плоскостям размещения продольных осей опорных участков клеммы, в сторону этих элементов на угол 2-15^о. На свободных концах клеммы выполнены площадки для контакта с подошвой рельса в положении клеммы после затяжки гайки клеммного болта (окончательный монтаж).In particular embodiments of the terminal portion of the upper surface of the middle terminals interacting with the terminal nut screw is inclined to the plane perpendicular to the planes of placing of the longitudinal axes of the support portions terminals towards these elements at an angle ^of 2-15. At the free ends of the terminal, pads are made for contact with the rail sole in the terminal position after tightening the terminal bolt nut (final installation).

Изложенные признаки изобретения обеспечивают получение технического результата, заключающегося в повышении упругости при заданной длине клеммы и заданном расстоянии между свободными концами и опорными элементами вблизи средней части клеммы, которое обусловлено шириной реборды подкладки рельсового скрепления. За счет этого повышается надежность работы рельсового скрепления и стабильность прижатия рельса к подкладке при колебании положения рельса под осевой нагрузкой подвижного состава. The foregoing features of the invention provide a technical result, which consists in increasing elasticity at a given terminal length and a given distance between the free ends and supporting elements near the middle part of the terminal, which is due to the width of the flange of the rail fastening lining. Due to this, the reliability of the rail fastening and the stability of pressing the rail to the lining when the position of the rail under the axial load of the rolling stock increases.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в следующем. Расположение свободных концов и опорных участков клеммы друг относительно друга на расстоянии увеличивающемся по мере удаления от средней части клеммы, позволяет выполнить промежуточные участки с клеммы большими по длине, чем расстояния о между концами клеммы и опорными участками вблизи ее средней части. У клеммы прототипа эти расстояния одинаковые по длине свободных концов и составляют величину о. При одинаковых усилиях Р затяжки клеммных болтов в обоих конструкциях клеммы, одинаковых общий длинах l и длинах a свободных концов промежуточные участки клеммы будут скручиваться одинаковыми крутящими моментами Ра. Но угол скручивания промежуточного участка клеммы предлагаемой конструкции, пропорциональный длине скручиваемого участка, будет больше, чем у клеммы прототипа, имеющей меньшую длину о промежуточного участка. Увеличение угла скручивания промежуточных участков приводит к пропорциональному увеличению упругости клеммы и повышению стабильности прижатия рельса к подкладке. Изгибающие моменты на участках сравниваемых клемм остаются практически одинаковыми и не изменяют упругости клеммы. Если у клеммы прототипа при постоянном расстоянии между свободными концами и опорными участками увеличить длину с промежуточного участка для увеличения упругости клеммы, то размер ширины клеммы по оси ее симметрии увеличится настолько, что клемму не удастся разместить в пространстве между подошвой рельса и закладным болтом рельсового скрепления без недопустимого касания опорными участками клеммы закладных болтов. Кроме того, увеличится металлоемкость клеммы из-за увеличения длины средней части клеммы вдоль ее оси симметрии в месте соединения с опорными участками и ухудшатся условия закрепления рельса, так как усилия нажатия свободных концов клеммы будут приложены ближе к оси симметрии рельса. The causal relationship between the totality of the essential features of the invention and the achieved technical result is as follows. The location of the free ends and supporting sections of the terminal relative to each other at a distance increasing with distance from the middle part of the terminal allows intermediate sections with the terminal to be made longer in length than the distance between the ends of the terminal and the supporting sections near its middle part. At the terminal of the prototype, these distances are the same along the length of the free ends and amount to about. With the same tightening torque P of the terminal bolts in both terminal designs, the same total lengths l and lengths a of the free ends, the intermediate sections of the terminal will be twisted with the same torques Ra. But the twist angle of the intermediate section of the terminal of the proposed design, proportional to the length of the curled section, will be larger than that of the terminal of the prototype, which has a shorter length about the intermediate section. An increase in the twist angle of the intermediate sections leads to a proportional increase in the elasticity of the terminal and an increase in the stability of the rail pressing against the lining. The bending moments on the sections of the compared terminals remain almost the same and do not change the elasticity of the terminal. If at the terminal of the prototype, at a constant distance between the free ends and the support sections, increase the length from the intermediate section to increase the elasticity of the terminal, then the size of the terminal width along its axis of symmetry will increase so that the terminal cannot be placed in the space between the rail sole and the rail-mounted fastening bolt without Inadmissible contact with the supporting sections of the terminal of the embedded bolts. In addition, the metal content of the terminal will increase due to the increase in the length of the middle part of the terminal along its axis of symmetry at the junction with the supporting sections and the conditions for securing the rail will deteriorate, since the pressing forces of the free ends of the terminal will be applied closer to the axis of symmetry of the rail.

Для частного случая выполнение верхней поверхности средней части клеммы, взаимодействующей с гайкой клеммного болта, наклонной к плоскости, перпендикулярной плоскостям размещения продольных осей опорных элементов клеммы, в сторону этих элементов на 2-15^о, дает возможность при увеличенных промежуточных скручиваемых участках в результате затяжки клеммного болта и изгиба средней части клеммы с увеличенным прогибом до занятия ею рабочего горизонтального положения создать на верхней поверхности средней части клеммы горизонтальные усилия трения, направленные в сторону рельса и предотвращающие сползание клеммы по поверхности подкладки в сторону закладного болта скрепления. При этом не произойдет снижения усилия затяжки клеммного болта и замыкания рельсовой цепи из-за касания клеммой закладного болта, что еще в большей степени повысит надежность работы рельсового скрепления.For the particular case of implementation of the upper surface of the middle part of the terminals interacting with the terminal nut screw inclined to the plane perpendicular to the planes of placing of the longitudinal axes of the terminal support elements in the direction of these elements on ^a 2-15 enables at increased pitch region intermediate resulting tightening terminal bolt and bending of the middle part of the terminal with increased deflection until it occupies the working horizontal position, create horizontal forces on the upper surface of the middle part of the terminal I friction directed towards the rail and preventing the terminal from sliding along the surface of the lining towards the fastening bolt of the bond. In this case, there will be no decrease in the tightening force of the terminal bolt and the closure of the rail chain due to the terminal touching the bolt, which will further increase the reliability of the rail fastening.

Для частного случая выполнение свободных концов клеммы с площадкой для контакта с подошвой рельса в положении клеммы после затяжки гайки клеммного болта позволяет снизить контактные давления концов клеммы на подошву рельса за счет увеличения площади контакта и устранить местный износ подошвы рельса, который может служить концентратором напряжений в подошве рельса. Кроме того, при этом улучшаются условия передачи усилия прижатия рельса к подкладке при увеличенной упругости клеммы и колебаний положения рельса под осевой нагрузкой состава. For a particular case, the execution of the free ends of the terminal with the platform for contact with the rail sole in the terminal position after tightening the nut of the terminal bolt reduces the contact pressure of the terminal ends on the rail sole by increasing the contact area and eliminates local wear of the rail sole, which can serve as a stress concentrator in the sole rail. In addition, this improves the conditions for transferring the efforts of pressing the rail to the lining with increased elasticity of the terminal and fluctuations in the position of the rail under the axial load of the composition.

На фиг. 1 изображен, общий вид рельсового скрепления с прутковой пружинной клеммой; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 клемма рельсового скрепления; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 вид слева на клемму на фиг. 4; на фиг. 6 схема нагружения свободного конца и промежуточного участка предлагаемой клеммы; на фиг. 7 схема нагружения свободного конца и промежуточного участка клеммы прототипа; на фиг. 8 характеристика упругости клеммы. In FIG. 1 shows a general view of a rail fastening with a bar spring terminal; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3 rail fastening terminals; in FIG. 4, section AA in FIG. 3; in FIG. 5 is a left view of the terminal of FIG. 4; in FIG. 6 loading diagram of the free end and the intermediate section of the proposed terminal; in FIG. 7 loading scheme of the free end and the intermediate portion of the prototype terminal; in FIG. 8 characteristic of the elasticity of the terminal.

Клемма 1 рельсового скрепления содержит среднюю часть 2 с верхней поверхностью 3, опорные участки 4, свободные концы 5, промежуточные участки 6 и площадки 7 для контакта с подошвой 8 рельса 9. The rail fastening terminal 1 contains a middle part 2 with an upper surface 3, bearing sections 4, free ends 5, intermediate sections 6 and platforms 7 for contact with the sole 8 of the rail 9.

Средняя часть 2 клеммы 1 выполнена в виде петли и закреплена гайкой 10 на клеммном болте 11 рельсового скрепления. Опорные участки 4 выполнены также в виде петель, расположены по обе стороны средней части 2 клеммы и опираются на подкладку 12. Свободные концы 5, длиной а, контактирующие с подошвой 8 рельса 9, обращены к средней части 2 клеммы и соединены с опорными участками 4 через промежуточные участки 6 длиной с. Клеммный болт 11 своей головкой 13 входит в паз 14 реборды 15 подкладки 12. Свободные концы 5 и опорные участки 4 клеммы расположены друг от друга на расстоянии, увеличивающемся по их длине а по мере удаления от средней части 2 клеммы от величины о до величины с. При этом угол α между проекциями 16 и 17 продольных осей 18 и 19 соответственно свободных концов 5 и опорных участков 4 клеммы на плоскость 20, перпендикулярную плоскостям 21 размещения продольных осей 18 опорных участков 4, составляет 1-18^о. Возможны три варианта выполнения клеммы. Первый когда проекции 16 и 17 продольных осей 18 и 19 опорных участков 4 и свободных концов 5 наклонены к боковым поверхностям 22 реборды 15 подкладки 12, тогда длина скручиваемых промежуточных элементов
с=d+o=d+ δ₁+δ₂, где δ- приращение длины промежуточного участка 6 за счет наклона свободных концов 5 клеммы;
δ₁ приращение длины промежуточного участка 6 за счет наклона опорных участков 4 клеммы;
δ₂ суммарное приращение длины промежуточного участка 6.The middle part 2 of terminal 1 is made in the form of a loop and fixed with a nut 10 on the terminal bolt 11 of the rail fastening. The supporting sections 4 are also made in the form of loops, are located on both sides of the middle part 2 of the terminal and are supported by the lining 12. The free ends 5, of length a, in contact with the sole 8 of the rail 9 are facing the middle part 2 of the terminal and connected to the supporting sections 4 through intermediate sections 6 long s. The terminal bolt 11, with its head 13, enters the groove 14 of the flange 15 of the lining 12. The free ends 5 and the supporting sections 4 of the terminal are located at a distance that increases along their length and as the distance increases from the middle part 2 of the terminal from o to c. The angle α between the projections 16 and 17 of the longitudinal axes 18 and 19, respectively, of the free ends 5 and the supporting sections 4 of the terminal onto the plane 20, perpendicular to the planes 21 of the longitudinal axes 18 of the supporting sections 4, is 1-18 ^about . Three terminal options are available. First, when the projections 16 and 17 of the longitudinal axes 18 and 19 of the supporting sections 4 and free ends 5 are inclined to the side surfaces 22 of the flange 15 of the lining 12, then the length of the twisted intermediate elements
c = d + o = d + δ ₁ + δ ₂ , where δ is the increment of the length of the intermediate section 6 due to the inclination of the free ends 5 of the terminal;
δ ₁ increment of the length of the intermediate section 6 due to the inclination of the supporting sections 4 of the terminal;
δ _{2 the} total increment of the length of the intermediate section 6.

Второй вариант когда наклонены только проекции 16 продольных осей 18 свободных концов 5 клеммы, а плоскости 21 параллельны боковым поверхностям 22 реборды 15. The second option is when only the projections 16 of the longitudinal axes 18 of the free ends 5 of the terminal are inclined, and the planes 21 are parallel to the side surfaces 22 of the flange 15.

Третий вариант когда к боковым поверхностям 22 реборды 15 наклонены только проекции 17 продольных осей 19 опорных участков 4 клеммы. The third option is when only the projections 17 of the longitudinal axes 19 of the supporting sections 4 of the terminal are inclined to the lateral surfaces 22 of the flanges 15.

Верхняя поверхность 3 средней части 2 клеммы, которая взаимодействует с гайкой 10 клеммного болта 11, в исходном положении перед затяжкой гайки 10 при контакте свободных концов 5 клеммы с подошвой 8 рельса 9 наклонена к плоскости 20, перпендикулярной плоскостям 21 размещения продольных осей 19 опорных участков 4, в сторону этих элементов на угол β равный 2-15^о. Средняя часть 2 клеммы отстоит от опорной поверхности 23 опорных участков 4 клеммы на расстоянии b, большем, чем высота реборды 15 подкладки 12, что позволяет использовать упругие свойства средней части 2 клеммы при затяжке гайки 10 клеммного болта 11. На свободных концах 5 клеммы выполнены площадки 7 для контакта с подошвой 8 рельса 9 в положении клеммы после затяжки гайки 10. Площадка 7 сужается по мере удаления от торца 24 свободного конца 5 клеммы из-за наклона свободных концов к подошве 8 рельса 9.The upper surface 3 of the middle part 2 of the terminal, which interacts with the nut 10 of the terminal bolt 11, is in the initial position before tightening the nut 10 when the free ends 5 of the terminal come into contact with the sole 8 of the rail 9 is inclined to the plane 20, perpendicular to the planes 21 of the longitudinal axes 19 of the supporting sections 4 , in the direction of these elements at an angle β equal to 2-15 ^about . The middle part 2 of the terminal is separated from the supporting surface 23 of the supporting sections 4 of the terminal at a distance b greater than the height of the flange 15 of the lining 12, which allows you to use the elastic properties of the middle part 2 of the terminal when tightening the nut 10 of the terminal bolt 11. At the free ends 5 of the terminal, platforms are made 7 for contact with the sole 8 of the rail 9 in the terminal position after tightening the nut 10. The platform 7 narrows as it moves away from the end 24 of the free end 5 of the terminal due to the inclination of the free ends to the sole 8 of the rail 9.

При монтировании скрепления с клеммой из прутка диаметром 13 мм и общей длиной l, равной 168 мм, гайка 10 клеммного болта 11 завинчивается с нормативным крутящим моментом 120 Нм, что соответствует усилию прижатия рельса 9 к подкладке 12 около 20 кН. После затяжки гайки 10 край 25 средней части 2 клеммы отстоит от подошвы 8 рельса 9 на расстоянии 0-2 мм. Участки 2-6 клеммы при затяжке гайки 10 изгибаются и скручиваются, а верхняя поверхность 3 средней части 2 клеммы после затяжки гайки занимает горизонтальное положение. When mounting a fastener with a terminal from a bar with a diameter of 13 mm and a total length l of 168 mm, the nut 10 of the terminal bolt 11 is screwed with a standard torque of 120 Nm, which corresponds to the pressure of the rail 9 against the lining 12 of about 20 kN. After tightening the nut 10, the edge 25 of the middle part 2 of the terminal is separated from the sole 8 of the rail 9 at a distance of 0-2 mm. Sections 2-6 of the terminal when bending the nut 10 are bent and twisted, and the upper surface 3 of the middle part 2 of the terminal after the nut is tightened takes a horizontal position.

Например, у клеммы с расстоянием d между свободными концами и опорными участками, равным 29 мм, при выполнении угла наклона проекций продольных осей свободных концов и опорных участков, равным 6^о, длина промежуточного скручиваемого участка клеммы увеличится с 29 до 34,8 мм, т.е. на 20%
Величина угла скручивания прямо пропорциональна длине скручиваемого участка и определяется по зависимости
Q

где М_кр крутящий момент;
G модуль упругости при сдвиге (для стали 8 х 10⁴ Мн/м²);
I_ρ полярный момент инерции сечения (для круглого сечения 0,1 D⁴);
С длина скручиваемого участка.For example, the terminal with the distance d between the free ends of the supporting portions and equal to 29 mm, when the inclination angle of the longitudinal axes of the projections and the free ends of the support portions, equal to ^about 6, the length of the intermediate terminals of the pitch region 29 to increase from 34.8 mm, that .e. 20%
The value of the twist angle is directly proportional to the length of the curled section and is determined by the dependence
Q

where M _cr torque;
G shear modulus (for steel 8 x 10 ⁴ Mn / m ² );
I _ρ polar moment of inertia of the cross section (for a circular cross section 0.1 D ⁴ );
With the length of the curled section.

По сравнению с клеммой, у которой расстояние между свободными концами и опорными участками постоянное и равно 29 мм, у предлагаемой клеммы при одинаковом усилии нажатия на концы клеммы на 20% увеличивается угол скручивания более длинных промежуточных участков и величина прогиба средней части относительно свободных концов клеммы. Упругость клеммы увеличится на 20% что приведет к поддержанию усилия прижатия рельса к подкладке в пределах 15-20 кН при изменении вертикального положения рельса до 6 мм (фиг. 8). Например, при угле наклона верхней поверхности средней части клеммы 8^о для изгиба поверхности до горизонтального положения по расчетным зависимостям, связывающим усилие нагружения и углы поворота элементов при упругом изгибе и кручении пространственной балки диаметром 13 мм, моделирующей форму клеммы, потребуется усилие затяжки клеммного болта около 15 кН. Горизонтальное усилие трения при этом составит 2,3 кН и уравновесит горизонтальную составляющую от усилий прижатия свободных концов этой клеммы к наклонной поверхности подошвы рельса.Compared to the terminal, where the distance between the free ends and the supporting sections is constant and equal to 29 mm, the proposed terminal with the same pressure on the ends of the terminal increases the twisting angle of longer intermediate sections and the deflection of the middle part relative to the free ends of the terminal by 20%. The elasticity of the terminal will increase by 20%, which will lead to maintaining the effort of pressing the rail to the lining within 15-20 kN when changing the vertical position of the rail to 6 mm (Fig. 8). For example, when the angle of inclination of the upper surface of the middle part of the terminal is ^about 8 ^o for bending the surface to a horizontal position according to the calculated dependences that relate the loading force and the rotation angles of the elements with elastic bending and torsion of a spatial beam with a diameter of 13 mm, simulating the shape of the terminal, a terminal bolt tightening force of about 15 kN. The horizontal friction force will be 2.3 kN and will balance the horizontal component from the efforts of pressing the free ends of this terminal to the inclined surface of the rail sole.

Выбор граничных значений углов между проекциями продольных осей свободных концов и опорных участков клеммы на плоскость, перпендикулярную плоскостям размещения продольных осей опорных элементов в пределах 1-18^о, обусловлен тем, что в этом интервале обеспечивается необходимое увеличение длины промежуточных скручиваемых участков клеммы, а следовательно, увеличение упругости клеммы и повышение стабильности прижатия рельса к подкладке.Selection of the boundary values of the angles between the longitudinal axes of the projections and the free ends of the terminal supporting portions on a plane perpendicular to the planes of placing of the longitudinal axes of support elements within ^about 1-18, due to the fact that this range provides the necessary increase in the length of the intermediate terminals of the pitch region, and consequently, increasing the elasticity of the terminal and increasing the stability of pressing the rail to the lining.

Если угол наклона между проекциями продольных осей свободных концов и опорных участков клеммы будет меньшим 1^о, то увеличение длины промежуточных скручиваемых участков будет столь незначительным, что не приведет к эффективному увеличению упругости клеммы и повышению стабильности прижатия рельса к подкладке.If the angle of inclination between the projections of the longitudinal axes of the free ends and the supporting sections of the terminal is less than 1 ^° , then the increase in the length of the intermediate curled sections will be so small that it will not lead to an effective increase in the elasticity of the terminal and increase the stability of the rail pressing against the lining.

Если угол наклона между проекциями продольных осей свободных концов и опорных участков клеммы будет большим 18^о, то увеличение длины промежуточных скручиваемых участков будет настолько большим и упругость клеммы настолько значительной, что на величине хода затяжки клеммного болта усилие его затяжки не достигнет требуемого значения 20 кН, необходимого для прижатия рельса к подкладке.If the angle of inclination between the projections of the longitudinal axes of the free ends and the supporting sections of the terminal is greater than 18 ^° , then the increase in the length of the intermediate twisted sections will be so large and the elasticity of the terminal will be so significant that the tightening force of the terminal bolt will not reach the required value of 20 kN, necessary to press the rail against the lining.

Выбор граничных значений углов наклона верхней поверхности средней части клеммы в пределах 2-15^о обусловлен тем, что в этом интервале на указанной поверхности после затяжки гайки клеммного болта обеспечивается необходимое горизонтальное усилие трения, предотвращающее сползание клеммы в сторону закладного болта при увеличенном прогибе средней части клеммы благодаря повышенной упругости клеммы.Selection of the boundary angles of inclination of the upper surface of the middle part of the terminals within the values ^of 2-15 due to the fact that this interval on said surface of the nut after tightening of the terminal screw is provided desired horizontal frictional force that prevents the slide terminal towards laying bolt at increased deflection of the middle part of the terminals due to the increased elasticity of the terminal.

Если верхняя поверхность средней части клеммы перед затяжкой гайки клеммного болта будет наклонена в сторону опорных участков клеммы на угол, меньший 2^о, то усилие затяжки гайки, необходимое для выравнивания в рабочее горизонтальное положение верхней поверхности средней части клеммы, окажется недостаточным для создания горизонтальных усилий трения, предотвращающих сползание клеммы в сторону закладного болта.If the upper surface of the middle part of the terminals before tightening nut terminal bolt is tilted to the side support portions terminals through an angle of less than 2 ^on, the tightening force of the nuts required for alignment in a working horizontal position of the upper surface of the middle part of the terminals, is insufficient to generate horizontal forces of friction preventing the terminal from sliding towards the socket bolt.

Если верхняя поверхность средней части клеммы перед затяжкой гайки клеммного болта будет наклонена в сторону опорных участков клеммы под углом, большим 15^о, то усилие затяжки гайки, развиваемое при выравнивании в рабочее горизонтальное положение верхней поверхности средней части клеммы, превысит допустимое значение усилия нагружения клеммы 20 кН, что недопустимо по условиям работы скрепления.If the upper surface of the middle part of the terminals before tightening nut terminal bolt is tilted to the side support portions terminals at an angle greater than ¹⁵ °, the tightening force of the nuts developed by alignment to the working horizontal position of the upper surface of the middle part of the terminals exceeds the allowable value effort load terminal 20 kN, which is unacceptable according to the working conditions of the bond.

В процессе работы клемма рельсового скрепления находится в напряженном состоянии и обеспечивает постоянное прижатие рельса к подкладке усилием около 20 кН, а возникающие при этом на площадках 7 в местах контакта свободных концов 5 с подошвой 8 рельса 9 усилия трения компенсируют продольные усилия в рельсе от температурных колебаний рельсовой плети в бесстыковом пути. При прохождении по рельсам состава эластичная прокладка 26 под рельсом 9 сжимается, рельс опускается и усилие затяжки клеммного болта 11 ослабевает. Происходит разгрузка изогнутых и скрученных участков 2, 4, 5 и 6 клеммы, но благодаря увеличению по длине промежуточных скрученных участков 6 обеспечивается необходимая упругость клеммы около 1,2 мм/кН. При осевых нагрузках на рельс до 270 кН и изменению вертикального положения рельса 9 к подкладке 6 клеммой новой конструкции по данным стендовых испытаний не снижается менее 15 кН, что гарантирует стабильную работу и надежность рельсового скрепления и бесстыкового пути. Упругое пружинение средней части 2 клеммы и наличие на ее поверхности 3 усилий трения предотвращает сползание клеммы к закладному болту 27 и снижение усилия прижатия рельса 9 к подкладке 12. Контактные давления на площадке 7 контакта свободных концов 5 с подошвой 8 рельса 9 составляют около 500 н/мм² и не превышают допустимых контактных давлений для отсутствия износа подошвы 8 в месте контакта.During operation, the rail fastening terminal is in a stressed state and provides constant pressing of the rail to the lining with a force of about 20 kN, and friction forces arising from the areas 7 in the contact points of the free ends 5 with the sole 8 of the rail 9 compensate for the longitudinal forces in the rail from temperature fluctuations rail lash in a jointless path. When passing along the rails of the composition, the elastic gasket 26 under the rail 9 is compressed, the rail is lowered and the tightening force of the terminal bolt 11 is weakened. The curved and twisted sections 2, 4, 5 and 6 of the terminal are unloaded, but due to the increase in the length of the intermediate twisted sections 6, the required terminal elasticity of about 1.2 mm / kN is provided. With axial loads on the rail up to 270 kN and a change in the vertical position of the rail 9 to the lining 6 with a terminal of a new design, according to bench tests, it does not decrease less than 15 kN, which ensures stable operation and reliability of rail fastening and seamless track. The elastic springing of the middle part 2 of the terminal and the presence of friction forces on its surface 3 prevents the terminal from sliding to the insert bolt 27 and reducing the pressure of the rail 9 against the lining 12. The contact pressures on the site 7 of the contact of the free ends 5 with the sole 8 of the rail 9 are about 500 n / mm ² and do not exceed the permissible contact pressure for the absence of wear of the sole 8 at the point of contact.

Таким образом, обеспечивается повышение упругости клеммы рельсового скрепления при заданной длине и заданном расстоянии между свободными концами и опорными участками вблизи средней части клеммы, что позволит повысить надежность работы рельсового скрепления и стабильность прижатия рельса к подкладке при изменении положения рельса под осевой нагрузкой подвижного состава. Thus, the elasticity of the rail fastening terminal is increased at a given length and a specified distance between the free ends and supporting sections near the middle part of the terminal, which will improve the reliability of the rail fastening and the stability of the rail pressing against the lining when the rail position changes under the axial load of the rolling stock.

Claims

1. TERMINAL FOR RAIL FASTENING, containing the middle part, fixed with a nut on the terminal bolt of the rail fastener, bearing sections located on both sides of the indicated middle section, and free ends in contact with the rail sole, facing the middle part of the terminal and connected to the bearing sections through intermediate sections, characterized in that the free ends and supporting sections of the terminal are located relative to each other at a distance increasing with distance from the middle part of the terminal, while the angle between the projection iyami longitudinal axes and the free ends of the terminal supporting portions on a plane perpendicular to the planes of placing of the longitudinal axes of the support portions is 1 ^o 18.

2. The terminal according to claim 1, characterized in that the upper surface of the middle part of the terminal interacting with the nut of the terminal bolt is inclined to the specified plane perpendicular to the plane of the longitudinal axes of the supporting sections of the terminal, in the direction of the latter at an angle of 2 15 ^o .

3. The terminal according to claims 1 and 2, characterized in that on the free ends of the terminal there are made platforms for contact with the rail sole in the final mounting position of the terminal.