[05-1998] Скрепления для стрелочных переводов

[Admin]

Скрепления для стрелочных переводов

М.И.ТИТАРЕНКО, М.Ю.ХВОСТИК

Стрелки

В обычных стрелочных переводах используют скрепления различных конструкций для закрепления и соединения рамных рельсов, остряков, крестовин, контррельсов и других элементов. В результате совместных работ ВНИИЖТа, ПТКБ, Департамента пути и сооружений МПС, а также Муромского (МСЗ) и Новосибирского (НСЗ) стрелочных заводов созданы и внедрены переводы, не уступающие продукции ведущих зарубежных фирм. Российские переводы нового поколения включают остряки и контррельсы улучшенного профиля, сердечники крестовин из высокомарганцовистой стали, крестовины с приварными рельсовыми окончаниями и с непрерывной поверхностью катания, контррельсы-протекторы. Однако, скрепления имеют определенные недостатки, снижающие эффективность работы переводов. Это — неупругость конструкций с жесткими клеммами, слабая сопротивляемость силам угона, невозможность регулировки рельсов в плане и по уровню, отсутствие запаса на износ элементов в процессе эксплуатации, много-детальность.

На экспериментальном кольце ВНИИЖТа при средних статических осевых нагрузках 270 кН и скорости подвижного состава 70 км/ч испытываются новые конструкции скреплений для стрелок, крестовин и контррельсовых узлов.

В стрелочных башмаках нет упорок с горизонтальными болтами, установлены клеммные скрепления с высокими ребордами подкладок. Уже проверены варианты башмаков с приварными или цельнотянутыми подушками и высокими ребордами, допускающими установку жестких или упругих клемм, а также подушки с полиуретановыми вставками, предназначенными для уменьшения трения по поверхности скольжения остряка, «П»-образные упругие скобы, прижимающие подошву рамного рельса изнутри колеи, литые облегченные упорки без горизонтальных болтов. В сварных стрелочных башмаках подушки и высокие реборды приварены через специальные отверстия в подкладках.

Эксплуатационная надежность стрелочных башмаков различная. Башмаки с приварными подушками до излома в среднем пропустили около 110 млн. т груза, а с цельнотянутыми — несколько меньше. Излом цельнотянутых башмаков происходит по ряду причин. Во-первых, из-за надрывов металла при изготовлении, что неизбежно создает зоны концентрации напряжений. Во-вторых, вследствие того, что концентраторы напряжений находятся в ослабленном сечении — примерно 35% ширины опорного элемента отведено под технологическое отверстие. В-третьих, по всей видимости потому, что режим закалки таков, что механические свойства цельнотянутых элементов отличаются от механических свойств типовых стрелочных подкладок. Не исключено также, что на появление трещин в подкладке влияет крутизна изгиба профиля цельнотянутых высоких реборд. На рис. 1 и 2 показаны стрелочные башмаки с приварными и цельнотянутыми подушками после их излома.

Невысокую надежность показали первые варианты полиуретановых вставок, которые выдавливались из своих посадочных мест.

Совершенствование технологии изготовления стрелочных башмаков с цельнотянутыми элементами и полиуретановыми вставками будет продолжено. Для широкой эксплуатационной проверки и последующего внедрения рекомендованы башмаки, имеющие клеммные скрепления с высокими ребордами подкладок, упорки без горизонтальных болтов, приварные подушки вместо подушек на заклепках.

В дальнейшем предполагается создать скрепления, позволяющие отказаться от расположенных на первом стрелочном брусе связных полос с изолирующими элементами, и усовершенствовать запирающие остряк накладки. Кроме того, вместо «ла-пок-удержек», устанавливаемых на лафетах в корневой зоне поворотных остряков, намечено использовать упругие скрепления на отдельных удлиненных подкладках с высокими ребордами.

Сварка стыков в пределах стрелочного перевода создает дополнительные продольные нагрузки, в том числе температурные. Поэтому усиливаются электроизолирующие рельсовые стыки обычных стрелочных переводов.

Крестовины и контррельсы

Для крестовин и контррельсовых узлов стрелочных переводов нового поколения, как и для стрелок, в последние годы были разработаны более совершенные конструкции скреплений, которые заменят типовые. В первую очередь это касается крепления крестовины к подрельсовому основанию и рельсов контррельсового узла к подкладкам. В обычных крестовинах, как и в корне остряков, крепление осуществляется жесткими «лапками-удержками», устанавливаемыми на лафетах. После непродолжительной эксплуатации они изнашиваются в зоне контакта с подошвой рельса. «Лапки-удержки» быстро теряют свои противоугонные свойства и лишь препятствуют раскантовке рельсовых элементов. Вместо них созданы скрепления с упругими клеммами.

Для удобства выполнения выправочных работ в зоне крестовины, где, как известно, остаточные деформации в балласте наиболее значительные, исследуется возможность использования отдельных крестовинных подкладок с высокими ребордами вместо массивных лафетов.

Контррельс и ходовой рельс соединяются посредством двухдырных вкладышей и горизонтальных болтов. В случае разрыва двух подряд контррельсовых болтов ПТЭ запрещают эксплуатацию стрелочного перевода. При закреплении вкладышей на контррельсовые болты с овальными подголовниками надеваются специальные шайбы, которые должны упираться в шейку рельса, фиксируя головки болтов. При замене болтов шайбы зачастую проворачиваются в пазухе ходового рельса вместе с болтами. Кроме того, соединение вкладышами контррельса с ходовым рельсом осложняет их раздельную замену, а также затрудняет очистку от снега и льда стрелочного перевода зимой.

На экспериментальном кольце ВНИИЖТа изучают работу прутковых и пластинчатых клемм в скреплениях крестовинных подкладок, установленных вместо лафетов. При испытании новой для отечественных дорог конструкции узла с контррельсом, не связанным вкладышами с ходовым рельсом, особое внимание уделлено узлам крепления контррельса. Проверены контррельсовые упоры, имеющие сварные или литые «варианты», приварные или цельнотянутые высокие реборды для установки клемм и захваты для подошвы ходового рельса, упругие или жесткие клеммы. Между подошвой ходового рельса и подкладкой, контррельсовой шиной и упором находились резиновые прокладки.

Получены следующие результаты. Сварные контррельсовые упоры с приварными высокими ребордами для установки упругих клемм пропустили до выхода из строя в среднем 150 млн. т груза, а упоры с цельнотянутыми элементами — меньше. Изломы подкладок контррельсовых упоров происходили, в основном, в зоне кромки подошвы ходового рельса между рельсом и контррельсовой шиной. На рис. 3—5 представлены варианты башмаков после излома. Несмотря на то, что для уменьшения жесткости укладывали амортизирующие прокладки между упорами и контррельсовой шиной, из-за невысокой упругости контррельсовых узлов был отмечен интенсивный износ и смятие рабочей поверхности шин с наплывом металла. В отдельных случаях высота гребня достигала 5 мм.

Наряду с упором вкладышами для контррельсов, не связанных с ходовым рельсом, испытали литые упоры, применяющиеся в типовых конструкциях при соединении контррельса с ходовым рельсом двухдырными вкладышами и горизонтальными болтами. Отличие состояло лишь в том, что литой упор, более удобный в изготовлении чем типовой, крепится на подкладке одним вертикальным болтом, а подкладка имеет высокую цельнотянутую реборду и клеммное крепление. При таких упорах длинные подкладки контррельсов начали ломаться после пропуска около 20 млн. т груза. Изломы одинаково проходили в сечении по наружной кромке ходового рельса по технологическому отверстию, образующемуся при выдавливании реборды.

Подкладки с приварными или цельнотянутыми высокими ребордами для установки клемм испытали и на крестовинах. Удлиненные подкладки укладывали вместо лафетов. Лучшие эксплуатационные показатели оказались у подкладок с приварными ребордами.

На крестовинах и в контррельсовых узлах испытали также упругие прутковые клеммы (с плоскими шайбами) типа «Vosslo», опытные партии которых изготавливаются отечественными предприятиями. Их устанавливали вместо жестких клемм на подкладках с высокими приварными ребордами. В скреплениях с упругими клеммами при ослаблении гаек клеммные болты отклоняются от первоначального вертикального положения. В результате может снизиться усилие прижатия и произойти раскантовка ходового рельса. Подтягивание гаек клеммных болтов между контррельсовой шиной и ходовым рельсом затруднено тем, что контррельсовыи упор ограничивает ход типового путевого ключа.

Сделаны следующие выводы.

Скрепления, имеющие подкладки с высокими ребордами и жесткие или упругие клеммы, обладают лучшими эксплуатационными показателями, чем типовые с «лапками—удержками». Они рекомендованы для внедрения.

Крепление вкладышами контррельса, не связанного с ходовым рельсом, — перспективное. Для повышения его эффективности нужны дополнительные исследования по выбору упругих прокладок между шиной и упорами, а также между подошвой ходового рельса и подкладкой.

Чтобы облегчить сборку и разборку клемм контррельсовых упоров существующим путевым инструментом, в дальнейшем будет рассмотрена возможность уширения подкладки упоров и увеличения расстояния между опорными стойками. В связи с изломами подкладок с цельнотянутыми элементами намечены дополнительные исследования, касающиеся материалов, конструкций, технологии изготовления.

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Путь и путевое хозяйство".

Перенес: Admin