RU238146U1 - Путевое энергопоглощающее устройство тупика железнодорожного пути - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к путевым энергопоглощающим устройствам или тупиковым упорам, предназначенным для защиты железнодорожного подвижного состава от повреждений и предотвращения травмирования пассажиров и поездных бригад при столкновении пассажирских вагонов с тупиковыми железнодорожными упорами, и может быть использована для модернизации безопасных тупиков железнодорожных путей. Путевое энергопоглощающее устройство тупика железнодорожного пути, имеющего возможность соединения с типовой массивной тупиковой призмой, выполнено в виде телескопически установленных передней и задней труб, состоящих из обработанной и необработанной частей, сопряженных в средней части конусной поверхностью, при этом передняя труба своим задним концом установлена в фильере, размещенной на переднем конце задней трубы, а задняя часть задней трубы установлена в фильере, размещенной на опорном элементе, выполненном в виде имеющей центральное сквозное отверстие цилиндрической детали с боковыми ребрами и перпендикулярной отверстию опорной пятой, установленной при помощи закладных болтов на тупиковой призме. Указанное центральное сквозное отверстие опорного элемента соосно с глухим отверстием в тупиковой призме. Отверстие в обеих фильерах выполнено в виде последовательно расположенных цилиндрической части и усеченного конуса с раскрывом в сторону, противоположную цилиндрической части, причем диаметр задней части каждой трубы меньше диаметра цилиндрической части соответствующей фильеры, и обработанная задняя часть каждой трубы имеет примыкающий к ее конусной части посадочный поясок с внутренним диаметром, равным диаметру цилиндрической части фильеры для установки фильеры на трубу по скользящей посадке, диаметр передней необработанной и окрашенной снаружи части каждой из труб больше диаметра цилиндрической части отверстия соответствующей фильеры, но меньше диаметра раскрыва конуса фильеры. Длина опорного элемента, выбранная больше разницы в длине задней трубы и глубины отверстия в тупиковой призме, позволяет устанавливать энергопоглощающее устройство повышенной энергоемкости на тупиковую призму с недостаточной глубиной глухого отверстия. Технический результат заключается в обеспечении возможности размещения на типовой тупиковой призме с глухим горизонтальным отверстием недостаточной глубины тормозного устройства повышенной энергоемкости, имеющего больший рабочий ход.

Description

Полезная модель относится к путевым энергопоглощающим устройствам или тупиковым упорам, предназначенным для защиты железнодорожного подвижного состава от повреждений и предотвращения травмирования пассажиров и поездных бригад при столкновении пассажирских вагонов с тупиковыми железнодорожными упорами.

Конструкция тупиковых упоров, как правило, включает в себя массивную железобетонную тупиковую призму и связанный с ней жесткий упор - горизонтально расположенный на уровне буфера элемент, непосредственно контактирующий с вагоном. Типовые размеры тупиковых упоров и их расположение относительно рельсового пути регламентированы Распоряжением ОАО «РЖД» от 08 июля 2019 г. №1384/р «Об утверждении и введении в действие альбома конструкций типовых постоянных дисков уменьшения скорости, переносных сигналов, сигнальных и путевых знаков».

В наиболее простых известных тупиковых упорах энергопоглощение кинетической энергии подвижного состава происходит за счет разрушения жесткого упора, установленного в грунте, и последующего смятия тупиковой призмы. При этом возможно как повреждение, так и сход с рельсов подвижного состава и травмирование пассажиров и членов поездной бригады.

Для минимизации повреждений подвижного состава и травмирования пассажиров и членов поездной бригады при ударе в тупиковый упор используют энергопоглощающие устройства, обеспечивающие по возможности плавное торможение подвижного состава с допустимым по нормам безопасности ускорением.

Известно противоаварийное буферное устройство по авторскому свидетельству СССР на изобретение №867746, опубликованному 30.09.1981, предназначенное для обеспечения сохранности транспортных средств и транспортируемых грузов при ударных нагрузках. Буферное устройство состоит из телескопически связанных наружного и внутреннего цилиндров, причем на наружной поверхности внутреннего цилиндра выполнен буртик, взаимодействующий с торцевой поверхностью наружного цилиндра. Буртик выполнен в виде многозаходной спирали, разделенной на сегменты продольными разрезами по высоте.

Недостаток описанного буферного устройства состоит в сложности обеспечения заданной силы торможения, а также недостаточной длине тормозного пути, что приводит к значительному ускорению торможения вагона при соударении с буферным устройством.

Известно аварийное энергопоглощающее устройство транспортного средства по авторскому свидетельству СССР на изобретение №1326490, опубликованному 30.07.1987. Энергопоглощающее устройство содержит подвижный шток с коническим концом, взаимодействующим с деформируемым трубчатым элементом, неподвижно закрепленным на раме транспортного средства. Энергопоглощающее устройство снабжено выполненными в раме направляющими, размещенными в них дополнительными штоками для восприятия ударных нагрузок и жестко соединенной со штоками плитой, с которой также жестко связан другой конец указанного штока, размещенного в деформируемом трубчатом элементе.

Недостаток энергопоглощающего устройства состоит в его относительной сложности, а также в недостаточном ходе тормозного устройства. Последнее обстоятельство не позволяет снизить величину ускорения торможения до безопасного для пассажиров и членов поездной бригады величины.

Известен тупиковый упор по патенту РФ на изобретение №2253583, опубликованному 10.06.2005. Тупиковый упор содержит энергопоглощающий элемент, закрепленный на неподвижной опоре. Входная часть наружной поверхности энергопоглощающего элемента размещена в фильере, закрепленной на плоской опорной плите неподвижной опоры с полостью, большей габаритов энергопоглощающего аппарата, выполненного в виде цилиндрического стакана, на внутренней поверхности дна которого установлен толкатель удароприемного оголовка с возможностью взаимодействия с автосцепкой выгона или локомотива затормаживаемого поезда, и с обжатием наружной поверхности стакана при его прохождении через фильеру. При этом входная часть наружной поверхности энергопоглощающего элемента и рабочая поверхность фильеры выполнены в виде прямого и обратного конусов с близкими углами раствора.

Недостаток тупикового упора состоит в его недостаточной энергоемкости.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому Путевому энергопоглощающему устройству тупика железнодорожного пути (далее - Устройство) является выбранный за прототип безопасный тупик железнодорожного пути по патенту РФ на полезную модель №104131, опубликованному 10.05.2011, содержащий тупиковую массивную призму из армированного железобетона и установленное в ней энергопоглощающее устройство, выполненное многоступенчатым, причем каждая ступень выполнена в виде деформируемых элементов - телескопически установленных труб, каждая из которых своим задним концом установлена в фильере, размещенной на переднем конце последующей трубы. Последняя труба закреплена в фильере опорного элемента, выполненного в виде плоской плиты, установленной перед направляющим горизонтальным цилиндрическим отверстием в массиве тупиковой призмы, соосным с отверстием в фильере, и расположенным в осевой вертикальной плоскости железнодорожного путина на уровне установки железнодорожной сцепки подвижного состава. Задний конец каждой трубы оборудован направляющим пояском, взаимодействующим с внутренней поверхностью последующей трубы, а конец последней трубы – через направляющий поясок с отверстием в тупиковой призме, на свободном конце первой трубы установлен ударный элемент в виде головной части автосцепки. При этом внутренняя поверхность направляющего отверстия тупиковой призмы облицована металлической трубой.

Недостатком энергопоглощающего устройства тупика железнодорожного пути по патенту РФ на полезную модель №104131 является невозможность обеспечения необходимой энергоемкости при его использовании на типовой тупиковой призме, имеющей недостаточную глубину глухого отверстия.

Задачей предложенного технического решения является обеспечение возможности размещения на типовой тупиковой призме с глухим горизонтальным отверстием недостаточной глубины тормозного устройства повышенной энергоемкости, имеющего больший рабочий ход.

Поставленная задача решается тем, что Устройство с возможностью соединения с типовой массивной тупиковой призмой с расположенным в ней в осевой вертикальной плоскости железнодорожного пути на уровне установки железнодорожной сцепки глухим направляющим горизонтальным отверстием с установленной в нем металлической трубой, направленной в сторону железнодорожного пути, выполнено в виде телескопически установленных передней и задней труб, состоящих из обработанной и необработанной частей, сопряженных в средней части конусной поверхностью, при этом передняя труба своим задним заходным концом, оборудованным направляющим пояском, установлена в фильере, размещенной на переднем конце задней трубы, которая своим задним заходным концом, оборудованным направляющим пояском, установлена в фильере на опорном элементе, а на переднем конце передней трубы установлен ударный элемент путевого энергопоглощающего устройства. При этом опорный элемент задней трубы выполнен в виде имеющей центральное сквозное отверстие цилиндрической детали с боковыми ребрами и перпендикулярной отверстию опорной пятой, выполненной с возможностью установки при помощи закладных болтов на тупиковой призме, при этом указанное центральное сквозное отверстие выполнено с возможностью обеспечения соосности с отверстием в тупиковой призме, на переднем конце опорного элемента установлена фильера, сопряженная с задним концом задней трубы, на переднем конце которой установлена фильера, сопряженная с задним концом передней трубы, при этом отверстие в обеих фильерах выполнено в виде последовательно расположенных цилиндрической части и усеченного конуса с раскрывом в сторону, противоположную цилиндрической части, причем диаметр задней части каждой трубы меньше диаметра цилиндрической части фильеры и обработанная задняя часть каждой трубы имеет примыкающий к конусной части труб посадочный поясок с внутренним диаметром, равным диаметру цилиндрической части фильеры для установки фильеры на трубу по скользящей посадке, диаметр передней необработанной и окрашенной снаружи части каждой из труб больше диаметра цилиндрической части отверстия соответствующей фильеры, но меньше диаметра раскрыва конуса фильеры, а длина опорного элемента больше разницы в длине задней трубы и глубины отверстия в тупиковой призме.

На Фигуре изображен общий вид Устройства.

Для реализации указанной выше задачи показанное на Фигуре Устройство размещено на типовой массивной тупиковой призме 1 с выполненным в ней расположенным в осевой вертикальной плоскости железнодорожного пути на уровне установки железнодорожной сцепки, глухим направляющим горизонтальным отверстием 2, направленным в сторону железнодорожного пути, с установленной в нем металлической трубой 3, а также энергопоглощающее устройство в виде телескопически установленных передней трубы 4 и задней трубы 5. Указанные передняя труба 4 и задняя труба 5 своим задним заходным концом, оборудованным направляющими поясками 6 и 7, установлены в фильерах 8 и 9 соответственно, причем фильера 8 размещена на переднем конце передней трубы 4, а фильера 9 – на наружном конце опорного элемента 10 задней трубы 5. На свободном конце передней трубы 4 установлен ударный элемент 11 Устройства. Опорный элемент 10 задней трубы 5 выполнен в виде имеющей центральное сквозное отверстие цилиндрической детали с боковыми ребрами 12 и перпендикулярной отверстию опорной пятой 13, установленной при помощи закладных болтов с гайками 14 на тупиковой призме 1, при этом указанное центральное сквозное отверстие соосно с отверстием в тупиковой призме 1. Отверстие в каждой из фильер 8 и 9 выполнено в виде последовательно расположенных цилиндрической части и усеченного конуса с раскрывом в сторону, противоположную цилиндрической части. Диаметр задней части сопряженной с фильерой 8 передней трубы 4 меньше диаметра цилиндрической части соответствующей фильеры 8, а диаметр передней окрашенной снаружи части передней трубы 4 больше диаметра цилиндрической части фильеры 8, но меньше диаметра раскрыва конуса фильеры 8. Диаметр задней части сопряженной с фильерой 9 задней трубы 5 меньше диаметра цилиндрической части фильеры 9, а диаметр передней окрашенной снаружи части задней трубы 5 больше диаметра цилиндрической части фильеры 9, но меньше диаметра раскрыва конуса фильеры 9. Высота опорного элемента 10 больше разницы в длине задней трубы 5 и глубины отверстия 2 в тупиковой призме 1. Направляющий поясок 6 имеет внешний диаметр, соответствующий внутреннему диаметру задней трубы 5, а поясок 7 – внутреннему диаметру металлической трубы 3, установленной в отверстии 2 тупиковой призмы 1.

При изготовлении Устройства деформируемые элементы (передняя и задняя трубы 4 и 5) выполнены из стали марки Ст.20 по ГОСТ 1050–2013 «Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия» в состоянии поставки, а фильеры 8 и 9 – из высокопрочной стали по ГОСТ 4543-2016 «Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия». При этом фильеры 8 и 9 закаливаются до твердости в 2…2,5 раза превышающей твердость материала передней трубы 4 и задней трубы 5. Наружные диаметры задних частей передней и задней труб 4 и 5, а также диаметры цилиндрических отверстий в фильерах 8 и 9 выбираются по ГОСТ 25347–82 «Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки», исходя из требования обеспечения скользящей посадки, что необходимо для обеспечения возможности легкой сборки Устройства.

При сборке Устройства передняя труба 4 вставляется в цилиндрическую часть фильеры 8, а задняя труба 5 – в цилиндрическую часть фильеры 9. На задние концы передней и задней труб 4 и 5 устанавливаются направляющие пояски 6 и 7 соответственно. Фильера 8 устанавливается в посадочное отверстие плиты на переднем конце задней трубы 5, а фильера 9 устанавливается в посадочное отверстие опорного элемента 10. Затем на передний конец передней трубы 4 устанавливается ударный элемент 11. После сборки Устройство устанавливается на тупиковую призму 1 и закрепляется болтами с гайками 14.

При ударе поезда в ударный элемент 11 передняя труба 4 в процессе продольного движения начинает обжиматься фильерой 8. При этом затрачиваемое на деформацию усилие действует в продольном направлении и тормозит поезд. После полной деформации рабочей зоны передней трубы 4 расположенный на ней ударный элемент 11 своей задней частью упирается в фильеру 8 и начинается процесс продавливания задней трубы 5 через фильеру 9. Так как диаметр задней трубы 5 и толщина ее стенок больше, чем у передней трубы 4, затрачиваемое на ее деформацию усилие будет выше и усилие торможения поезда возрастет. Передняя труба 4 и задняя труба 5 последовательно вдвигаются в глухое отверстие фундамента до полного использования расчетной энергоемкости Устройства.

Опыт АО «ВНИИТрансмаш» в области разработки и более чем 20-летнего серийного изготовления аналогичных путевых энергопоглощающих Устройств различной энергоемкости позволяет считать предлагаемую полезную модель технически реализуемой и практически востребованной.

Устройство может быть использовано для модернизации безопасных тупиков железнодорожных путей.

Claims (1)

1. Путевое энергопоглощающее устройство тупика железнодорожного пути, выполненное с возможностью соединения с типовой массивной тупиковой призмой с выполненным в ней расположенным в осевой вертикальной плоскости железнодорожного пути на уровне установки железнодорожной сцепки глухим направляющим горизонтальным отверстием с установленной в нем металлической трубой, направленной в сторону железнодорожного пути, выполненное в виде телескопически установленных передней и задней труб, состоящих из обработанной и необработанной частей, сопряженных в средней части конусной поверхностью, при этом передняя труба своим задним заходным концом, оборудованным направляющим пояском, установлена в фильере, размещенной на переднем конце задней трубы, которая своим задним заходным концом, оборудованным направляющим пояском, установлена в фильере на опорном элементе, а на переднем конце передней трубы установлен ударный элемент путевого энергопоглощающего устройства, отличающееся тем, что опорный элемент задней трубы выполнен в виде имеющей центральное сквозное отверстие цилиндрической детали с боковыми ребрами и перпендикулярной отверстию опорной пятой, выполненной с возможностью установки при помощи закладных болтов на тупиковой призме, при этом указанное центральное сквозное отверстие выполнено с возможностью обеспечения соосности с глухим отверстием в тупиковой призме, на переднем конце опорного элемента установлена фильера, сопряженная с задним концом задней трубы, на переднем конце которой установлена фильера, сопряженная с задним концом передней трубы, при этом отверстие в обеих фильерах выполнено в виде последовательно расположенных цилиндрической части и усеченного конуса с раскрывом в сторону, противоположную цилиндрической части, причем диаметр задней части каждой трубы меньше диаметра цилиндрической части фильеры и обработанная задняя часть каждой трубы имеет примыкающий к конусной части труб посадочный поясок с внутренним диаметром, равным диаметру цилиндрической части фильеры для установки фильеры на трубу по скользящей посадке, диаметр передней необработанной и окрашенной снаружи части каждой из труб больше диаметра цилиндрической части отверстия соответствующей фильеры, но меньше диаметра раскрыва конуса фильеры, а длина опорного элемента больше разницы в длине задней трубы и глубины отверстия в тупиковой призме.