23. Крестовинная часть стрелочного перевода

омплект крестовиной части стрелочного перевода состоит из собственно крестовины (сердечник и два усовика), двух стыковых устройств крестовины, двух контррельсов, лежащих против крестовины, опорных приспособлений, скреплений и других деталей.

Крестовины могут быть жесткие – без подвижных элементов и с подвижными элементами. В настоящее время наиболее распространены жесткие крестовины без подвижных элементов. Основные элементы такой крестовины – сердечник (рис. 1) с рабочими гранями О_кС и О_кВ и два усовика. Самое узкое пространство между усовиками в их первом изгибе называется горлом крестовины. Промежуток между боковыми гранями усовика и сердечником представляет желоб для прохода колесных гребней. Точка пересечения рабочих граней усовиков и сердечника О_к называется математическим центром, или острием крестовины.

Угол α, под которым пересекаются рабочие грани сердечника, называется углом крестовины. Он выражается в градусах или в виде дроби 1/N (N в большинстве случаев целое число), называемой маркой крестовины.

Марка крестовины связана с ее углом следующим образом (рис. 1). Измерив прямую СЕ – перпендикуляр, опущенный из точки С на рабочую грань О_кВ сердечника, и длину этой грани, то есть линию С_кЕ, выражают их отношение: СЕ/О_кЕ – 1/N и принимают равным tg α, то есть 1/N = tg α.

В РФ крестовины обыкновенных переводов имеют в основном марки 1/9, 1/11, 1/18 и 1/22.

По форме рабочих граней в плане различают прямолинейные и криволинейные крестовины.

Рис. 1 – Общий вид крестовины (схема): 1 – усовики; 2 – горло; 3 – желоба; 4 – сердечник; 5 – контррельс

Прямолинейные крестовины (в которых рабочие грани прямолинейны по обоим направлениям) получили наибольшее распространение. Главнейшее их преимущество – возможность применения одной и той же крестовины для правопутных и для левопутных стрелочных переводов, а также в обыкновенном и симметричном стрелочных переводах.

Криволинейные крестовины по боковому направлению имеют криволинейное очертание рабочей грани усовика и сердечника, что дает некоторые преимущества перед прямолинейными крестовинами, а именно: длина перевода сокращается, а при сохранении длины возможно увеличение радиуса переводной кривой, повышается плавность движения подвижного состава. Такие крестовины распространены в ГДР, ФРГ, Франции и у нас на дорогах промышленных предприятий. К недостаткам таких крестовин следует отнести:

• сложность изготовления;

• непригодность одной и той же крестовины как для левопутного, так и для правопутного перевода;

• невозможность укладки в симметричные стрелочные переводы.

По конструкции жесткие крестовины бывают сборно-рельсовые, сборные с литым сердечником и цельнолитые.

Сборно-рельсовые крестовины – у них сердечник состоит из двух пристроганных друг к другу отрезков рельсов, соединенных между собой и усовиками комплектом вкладышей и болтов. Они полностью собранные из рельсов, в настоящее время в РФ не изготовляются. К недостаткам их относят многодетальность, а также меньшую взаимосвязь элементов, в связи, с чем расстройства в них появляются быстрее, чем в крестовинах других конструкций.

Из крестовин с литым сердечником в РФ сейчас наиболее распространены сборные крестовины с литым односторонним сердечником общей отливки с изнашиваемой частью усовиков (рис. 2). В таких крестовинах сердечник и изнашиваемые части усовиков представляют собой единую монолитную конструкцию, отлитую из высокомарганцовистой стали. Сердечник присоединяется к усовикам, изготовленным из типовых рельсов. Поверхность катания отлитых частей усовиков (рис. 2) повышается на 5 мм над поверхностью катания путевых рельсов подобно усовикам цельнолитых крестовин. По сравнению со сборно-рельсовыми эти крестовины имеют больший срок службы и значительно меньше деталей. Широко распространены такие крестовины и в США. Вместе с тем связь элементов в этих крестовинах по сравнению с цельнолитыми менее прочна. Кроме того, конструкция достаточно сложна – при изготовлении ее требуется не только выгиб, но и фигурный вырез в рельсах для усовиков.

Рис. 2 – Сборная крестовина с литым сердечником типа общей отливки с изнашиваемой частью усовиков: 1 – изнашиваемые части усовиков; 2 – усовики; 3 - сердечник

Цельнолитые крестовины – состоят из одной детали и отличаются большой прочностью и устойчивостью, но требуют большого расхода металла. Цельнолитые крестовины применяют на наших дорогах в стрелочных переводах типа Р65 марки 1/11 при скоростях движения поездов по прямому направлению 160 км/ч (рис. 3). Широко используют цельнолитые крестовины во Франции и США. По сравнению со сборными крестовинами они малодетальны, более устойчивы и прочны, имеют больший срок службы при прочих равных условиях.

Представленная на (рис. 3) «скоростная» цельнолитая крестовина имеет полое сечение с диафрагмами жесткости; для более плавного перекатывания колес по крестовине поперечный профиль поверхности катания усовиков состоит по аналогии с профилем поверхности катания колес из двух участков: внутреннего с уклоном 1/20 и внешнего 1/7; отводы усовиков и контррельсов сделаны более пологими. Из жестких крестовин цельнолитые считаются лучшими.

Рис. 3 – Цельнолитая крестовина

Во избежание удара колеса в острие сердечника и для обеспечения плавного накатывания на элементы крестовины сердечнику и усовикам придают необходимые продольный и поперечный профили. В цельнолитых крестовинах и в крестовинах с литым сердечником типа общей отливки с изнашиваемой частью усовиков принято поднимать поверхности катания усовиков и снижать сердечник в его начале относительно поверхности катания рельсов (рис. 4).

Рис. 4 – Продольный профиль сердечника и усовиков цельнолитой (а) и сборной с литым сердечником общей отливки (б) крестовин: 1 – линия усовика; 2 – линия сердечника; 3 – положение горла; 4 – положение математического центра крестовины (МЦК); 5, 6 – положение сечений сердечника, где ширина его 12 и 35 мм; 7 – схема литой части крестовины

Если профиль изготовить с припуском металла на эксплуатационный наклеп (рис. 5), то срок службы крестовин повысится в 1,3–1,5 раза по сравнению с типовыми крестовинами (не имеющими припуска на наклеп).

Рис. 5 – Продольный профиль сборной крестовины типа Р65 марки 1/11 с литым сердечником общей отливки, с изнашиваемыми частями усовиков, с припуском металла на эксплуатационный наклеп: 1 – горло; 2 – поверхность катания усовика; 3 – то же сердечника