Промежуточные скрепления
 

Скрепления, предназначенные для связи рельсов с подрельсовым основанием, называются промежуточными рельсовыми скреплениями; они должны обеспечивать надежную и достаточно упругую связь рельсов со шпалами или брусьями, сохранять установленную ширину колеи и требуемую подуклонку рельсов, не допускать смещений рельсов в продольном направлении и предотвращать возможность их опрокидывания под воздействием подвижного состава. При железобетонных шпалах скрепления должны, кроме того, обладать электроизолирующими свойствами.

Очень важно также, чтобы их конструкция обеспечивала простоту изготовления, сборки и разборки и не требовала трудоемкого ухода при эксплуатации, чрезмерно большого расхода металла и других дефицитных материалов. Кроме того, скрепления не должны затруднять укладку рельсовых плетей и разрядку напряжений в бесстыковом пути; допускать замену деталей без перерывов в движении поездов, а также регулирование положения рельсовых нитей по высоте в пределах 15—20 мм.

Чтобы обеспечить требуемое сопротивление продольному смещению рельсов, суммарное усилие прижатия рельсов на каждой шпале должно находиться в пределах 1800—2000 кгс.

Скрепления подразделяют на три основных вида: раздельные, при которых рельс прикрепляют к подкладкам жесткими или упругими клеммами и клеммными болтами, а подкладки к шпалам — болтами или шурупами; смешанные, при которых рельс прикрепляют к каждой шпале двумя или тремя основными костылями, проходящими через подкладку, и дополнительно забивают два жестких или распорных пришивочных костыля для прикрепления только подкладки к шпале; нераздельные, при которых рельс и подкладки, на которые он опирается, прикрепляют к шпалам или брусьям одними и теми же средствами (костылями или шурупами).


Из раздельных скреплений наибольшее распространение в ряде стран, в том числе и на наших дорогах в начальный период внедрения бесстыкового пути, получило скрепление К-4. На рис. 92 показаны его составные элементы: двухвитковая шайба 1, прокладка под подошву рельса 2, гайка 3, болт 4, клемма 5, подкладка 6 и шурупы 7. Такое скрепление слишком громоздкое и многодетальное (вес его при рельсах Р50 рис 92. Раздельное скрепление К-4 составляет 46% веса рельсов); на для деревянных шпал каждом километре пути требуется иметь до 4000 массивных рельсовых подкладок, 8000 клемм и клеммных болтов, а также до 16 000 шурупов, которые в эксплуатации быстро ослабевают и требуют частых подкреплений. Очистка от мазута и грязи такого скрепления представляет сложную задачу. Большим недостатком является жесткость этого скрепления, приводящая к быстрым расстройствам всего узла прикрепления. В настоящее время испытывают клеммы из прутковой стали, обладающие большей упругостью.



Для железобетонных шпал сначала применяли раздельное скрепление К-2, у которого подкладка прикреплялась к шпале двумя шурупами, ввинчиваемыми в деревянные дюбели, забетонированные в шпале. В связи с малым сроком службы деревянных дюбелей от этого скрепления пришлось отказаться и перейти на скрепление типа КБ (рис. 93) с закладными болтами, которое преимущественно и применяется в настоящее время. Примерно в объеме 5% от ежегодной укладки применяется бесподкладочное скрепление типа ЖБ с упругими клеммами и резиновыми прокладками, но без металлических подкладок (рис. 94). Его преимуществами являются: малый расход металла, упругость во всех направлениях, высокая степень прижатия рельсов к шпалам. Болтовое скрепление ЖБ при эксплуатационных испытаниях показало удовлетворительные результаты, за исключением участков с кривыми малых радиусов, где сопротивление бесподкладочного скрепления боковым силам и стабильность ширины колеи оказались недостаточными, особенно при большой грузонапряженности.

Наиболее широко применяются скрепления КБ.

В последние годы разработаны и проходят эксплуатационные испытания две новых конструкции скреплений для железобетонных шпал: подкладочное скрепление БП (рис. 95) и бесподкладочное скрепление ЖБР (рис. 96).

В подкладочном скреплении БП всего два болта в комплекте, с помощью которых к шпале одновременно прикрепляются подкладка и рельс; оно допускает применение пластинчатых и прутковых клемм «Краб» (рис. 97), обеспечивает повышенную стабильность ширины колеи и снижение боковой жесткости, уменьшение веса подкладок, повышение пространственной упругости пути.

Бесподкладочное скрепление ЖБР предусматривает совершенствование известного скрепления ЖБ в направлении снижения вертикальной жесткости, повышения устойчивости против действия боковых сил, обеспечения возможности изменения положения рельсов по высоте в пределах до 15—20 мм при помощи прокладок из полимерных материалов.


Скрепление смешанного типа (рис. 98) с двухребордчатыми подкладками, основными и пришивочными костылями применяют на железных дорогах США и широко используют у нас при звеньевом пути. Его преимуществами являются: простота конструкции, относительно малый вес, простота зашивки, перешивки и разборки пути, возможность исправления пути на пучинах. Но это скрепление не обеспечивает постоянства ширины рельсовой колеи и плохо предохраняет шпалы от механического износа.

Унифицированное рельсовое скрепление РСК
 

Я уже писал в одной из заметок о материалах работы доктора технических наук В.М Ермакова о промежуточных рельсовых скреплениях (журнал "Путь и путевое хозяйство" №1 2007 г. и №4 2009 г.), в которых он анализировал результаты испытаний работы рельсовых скреплений проведенных ВНИИЖТ и различными железными дорогами, в том числе и иностранными фирмами. эти материалы наиболее достоверные и сложно придумать и получить что-то новое тем более что очень много недостатков в конструкции и работе существующих рельсовых скреплений в условиях повышения скоростей движения, осевых и боковых нагрузок.Я предложил бы вам проанализировать статьи В.М. Ермакова о промежуточных рельсовых скреплениях, так как я пришел к выводу о необходимости создания совершенно новой унифицированной конструкции для использования однотипных скреплений при различных условиях их работы. Это даст возможность резко уменьшить номенклатуру изготовляемых запчастей, уменьшить технологическую оснастку на изготовление и обслуживание скреплений и сократить затраты на техническое обслуживание пути.

Унифицированное рельсовое скрепление РСК
Основными недостатками рельсовых скреплений, указанных В.М.Ермаковым,являются: - подкладочное скрепление КБ-45 - большое количество деталей (до 42 шт. и более), сложность конструкции, низкая надежность работы, особенно, в малых радиусах, большие эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием многочисленных резьбовых соединений;
- бесподкладочное и подкладочные скрепления ЖБР-65 и ЖБР-65Ш - сложность конструкции (количество деталей до 26 шт. и более), низкая надежность, особенно в кривых в зоне боковых упоров на рельс и др.,
- анкерное скрепление АРС-4 - износ изолирующих уголков и упругих подкладок, не возможность использования действующих путевых машин для регулирования усилий пружинных клемм,и сложность конструкции анкера и скрепления (кол. деталей до 24 шт.).
Основными техническими решениями рельсовых скреплений РСК являются:
1. Унифицированная конструкция для различных условий эксплуатаций.
2. Снижение удельных боковых нагрузок за счет введения доп. бокового упора на шейку рельса.
3. Исключение резьбовых соединений.
4. Использование автономных анкеров и упрощение конструкции за счет умеьшения количества деталей.
5. Введение периодической или автоматическойц регулировки расстояния между рельсами и усилия клеммной пружины.
Указанные технические решения позволят упростить конструкцию рельсовых скреплений РСК, повысить надежность работы в различных условиях эксплуатации, особенно в условиях высоких скоростей движения и нагрузок ж.д. транспорта, уменьшить эксплуатационные расходы стоимость скреплений.
По всем указанным техническим решениям имеются проработки, патенты на изобретения и подготовленные заявки на изобретения.
С уважением: Александр Кириков.