Залавский Н.И. Железнодорожный путь. Учеб. пособ. 2017
.pdf
Рисунок 5.7 – Корневое устройство вкладышно-накладочного типа: 1 – рамный рельс; 2 – мостик; 3 – рельс переводной кривой; 4 – лапкаудержка; 5 – вкладыш; 6 – упорка; 7 – четырехдырная накладка;
8 – остряк; 9 – стальная распорная втулка
Корневые устройства остряков в виде обычного болтового или сварного стыка применяются при конструкции стрелочных переводов с гибкими остряками (рис. 5.8) и лишены недостатков, присущих вкладышнонакладочному корневому устройству, что позволяет уменьшить расходы на текущее содержание и продлить срок службы всех элементов стрелочного перевода.
Рисунок 5.8 – Обычный стык при гибких остряках:
1 – противоугонное устройство рамного рельса; 2 – задний стык рамного рельса; 3 – корневой стык остряка; 4 – противоугонное устройство остряка
151
Перед корневым стыком стрелки с гибкими остряками располагается мостик, на котором смонтировано устройство, обеспечивающее неподвижность корневого стыка при переводе остряка, и противоугонное устройство, препятствующее угону рамного рельса.
Неподвижность остряка в его гибкой корневой части обеспечивается за счет жесткого закрепления его подошвы клиновыми распорками (рис. 5.9).
Рисунок 5.9 – Заделка гибкой части остряка:
1 – мостик; 2 – заклинивающее устройство; 3 – остряк; 4 – болт; 5 – упругая шайба; 6, 8 – гайка; 7 – крепёжный болт; 9 – шайба
Угону рамного рельса препятствуют закрепленные на нем шиповые упорные накладки (рис. 5.10), которые своими выступами (шипами) входят в прямоугольные отверстия, расположенные в мостике.
Рисунок 5.10 – Закрепление рамного рельса от угона:
1 – мостик; 2 – отверстие под шип; 3 – шип; 4 – узел крепления; 5 – шиповая упругая накладка
Соединение остряков и обеспечение одновременного их перевода осуществляется стрелочными тягами.
152
2.2.1 Рамные рельсы, рельсовые скрепления, противоугонные устройства
Рамные рельсы – это обычные путевые рельсы с наличием в шейках, дополнительных отверстий для прикрепления упорных накладок или болтов, для прикрепления самого рамного рельса к стрелочным башмакам, а также деталей для монтажа корневого устройства и деталей запорного и переводного механизмов.
Рамные рельсы имеют разную форму в плане – один из них прямой,
другой, к которому примыкает прямой остряк основного пути, изогнут в плане, а также имеет подстрожку боковой грани головки для укрытия начала остряка.
Рамные рельсы имеют передний и задний вылеты.
Всовременных обыкновенных стрелочных переводах с поворотными остряками длина рамных рельсов составляет, как правило, 12,5 м, а в переводах с гибкими остряками она определяется условиями обеспечения рационального раскроя рельсов стрелочного перевода и схемой расположения стыков в его пределах. (Для применения машинизированного способа укладки стрелочных переводов в путь блоками стыки рамных рельсов и остряков располагают в одном шпальном ящике.) В пологих стрелочных переводах марки 1/22 длина рамных рельсов принята 25 м.
Для обеспечения необходимой устойчивости стрелок рамные рельсы должны надежно прикрепляться к опорам, а через них – и к переводным брусьям.
Конструкция крепления рамных рельсов постоянно претерпевает значительные изменения. Для современных стрелочных переводов лучшим оказалось крепление на башмаках, конструкция которых также совершенствовалась и продолжает совершенствоваться на основе опыта эксплуатации стрелочных переводов.
Стрелочный башмак состоит из подкладки, подушки и упорки. В стрелочном башмаке подушка соединяется с подкладкой с помощью заклепок или контактной электросваркой. Применяются также башмаки, в которых подушка формируется за счет выштамповки из самой подкладки. Верхняя часть подушки, на которую опирается остряк, делается более узкой, выступающей в виде консоли над подошвой рамного рельса.
Закрепление рамного рельса осуществляется с помощью упорок, которые соединяются с рельсом горизонтальным болтом (рис. 5.11). Сама же упорка крепится к башмаку двумя вертикальными болтами.
Впоследнее время реализуется направление перехода к креплению рамного рельса с помощью упругих или жестких клемм снаружи и внутри колеи (рис. 5.12); в последнем случае – в виде упругих скоб, которые удерживают рамный рельс на опоре только за подошву и надобность в упорках в этом случае отпадает.
153
Рисунок 5.11 – Прикрепление рамного рельса с помощью упорок: 1 – шуруп; 2 – подкладка; 3 – заклепка; 4 – подушка; 5 – остряк;
6 – рамный рельс; 7 – упорка; 8 – упругая шайба; 9 – гайка; 10, 11 – болты; 12 – гайка; 13 – упругая шайба
Рисунок 5.12 – Прикрепление рамного рельса с помощью клемм:
1 – шуруп; 2 – подкладка; 3 – приварная подушка; 4 – упругая клемма; 5 – остряк; 6 – рамный рельс; 7 – клеммный болт; 8 – гайка;
9 – упругая шайба; 10 – клемма; 11 – реборда
Остряк под движущимся поездом должен быть устойчив как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Вертикальная устойчивость обеспечивается плотным опиранием подошвы на стрелочные подушки и частично за счет запорных устройств тяг и корневого крепления. Горизонтальная устойчивость обеспечивается качественным прилеганием его по всей длине острожки непосредственно к рамному рельсу, а за строжкой – прилеганием шейки остряка к специальным упорным устройствам, установленным на рамном рельсе. В современных стрелках в качестве таких устройств применяются литые упорные накладки (рис. 5.13, а), прикрепляемые к рамному рельсу двумя горизонтальными болтами (рис. 5,13, б), что предохраняет передний выступ такой накладки от перевертывания и перекоса в процессе эксплуатации.
154
Рисунок 5.13 – Упорная накладка (а) и ее прикрепление к рамному рельсу (б): 1 – подкладка; 2 – узел крепления; 3 – рамный рельс; 4 – остряк;
5 – упорная накладка; 6 – подушка
Вблизи корня остряков на стрелках с гибкими остряками размещено устройство, ограничивающее взаимные продольные смещения остряка и рамного рельса. Устройство состоит из двух половин, одна из которых прикреплена к рамному рельсу, а другая – к остряку. Совместная работа двух половин устройства не даёт возможности перемещаться остряку относительно рамного рельса более чем на 20 мм.
2.2.2 Механизмы управления остряками
Перевод остряков из одного положения в другое осуществляется с помощью специального оборудования с применением механических, электрических или ручных переводных механизмов. Наиболее широко распространены устройства электрической централизации, в которых перевод остряков выполняется при помощи электроприводов.
Стрелочные электроприводы выполняют функции перевода, запирания и контроля положения остряков. Они также должны обеспечивать плотное прилегание и прижатие остряка к рамному рельсу в рабочем положении, а также отводить отжатый остряк от рамного рельса.
Для обеспечения плотного прилегания остряков к рамным рельсам и необходимого размера желоба между рабочей гранью рамного рельса и нерабочей гранью остряка на стрелках применяются тяги (рис. 5.14). Тяги различают на стрелочные, переводные и соединительные. Стрелочные тяги связывают остряки, обеспечивая правильное их взаимное положение через стяжные регулировочные муфты. Переводные тяги служат для перевода
155
остряков из одного положения в другое. Рычаги и соединительная тяга необходимы для передачи усилия от электропривода ко второй переводной тяге, обеспечивающей более плотное прилегание остряков в рабочем положении по всей длине их остроганной части к рамному рельсу и электрический контроль этого прилегания.
Рисунок 5.14 – Схема стрелки с указанием всех тяг:
1 – стрелочные тяги; 2 – регулировочные муфты; 3 – переводные тяги; 4 – соединительная тяга; 5 – рычаг; 6 – электропривод
Стрелки (кроме расположенных на горочных и сортировочных путях), в том числе централизованные, оборудуются приспособлениями для запирания их висячими замками. Для этого устанавливаются откидные запорные накладки на стрелочном брусе перед первой стрелочной тягой. В закрытом положении они упираются в шейку остряка и предотвращают отставание его острия от рамного рельса.
2.3 Крестовинная часть стрелочного перевода
Крестовинная часть предназначена для осуществления пересечения рельсовых нитей двух путей стрелочного перевода и состоит из самой крестовины (сердечник и два усовика), переднего и заднего стыковых устройств крестовины, двух контррельсов, лежащих против крестовины, опорных приспособлений, скреплений и других деталей.
Крестовины по форме в плане его сердечника бывают: острые (прямолинейные, криволинейные), тупые и с непрерывной поверхностью катания (подвижным или поворотным сердечником).
Острые крестовины применяются в конструкциях обыкновенных и перекрёстных стрелочных переводов.
Тупые крестовины применяются в конструкциях глухих пересечений железнодорожных путей и в перекрёстных стрелочных переводах.
Крестовины с непрерывной поверхностью катания (подвижным или поворотным сердечником) применяются в конструкциях обыкновенных стрелочных переводов (1/11, 1/18, 1/22) на участках с большой грузонапряжённостью и высокими скоростями движения поездов. В стрелочных переводах с такой формой крестовин отпадает необходимость устраивать контррельсы.
156
Рисунок 5.15 – Крестовинный узел острой крестовины
снеподвижным сердечником:
1– сердечник; 2 – усовик; 3 – передний вкладыш; 4 – контррельс; 5 – рельс крестовины
Математическим центром, или математическим острием, острой крестовины (Ок) называется точка пересечения продолжения рабочих кантов сердечника крестовины (рис. 5.16).
Практическое острие – это округлённая вершина сердечника с шириной 9–12 мм.
Горлом крестовины tг называют сечение, в котором расстояние между рабочими кантами усовиков минимально.
Промежуток от горла до практического острия крестовины, на котором гребни колес не направляются рельсовыми нитями, называется вредным пространством (lвр). Направление колес на этом участке осуществляется контррельсами, являющимися поэтому непременным дополнением к крестовине.
На линиях скоростного и высокоскоростного движения применяются крестовины с непрерывной поверхностью катания (не имеющие вредного пространства) с подвижным сердечником крестовины, перемещающимся с помощью специального переводного механизма, работающего совместно с переводным механизмом стрелки. В конструкции таких стрелочных переводов контррельсы не используются.
По форме в плане крестовины обыкновенных стрелочных переводов могут быть прямолинейные или криволинейные. Прямолинейные крестовины имеют наибольшее распространение из-за своей относительной простоты и универсальности – для правых и левых стрелочных переводов используются одни и те же крестовины.
157
Рисунок 5.16 – Основные виды острых крестовин
снеподвижным сердечником:
а– сборно-рельсовая; б – сборная с литым сердечником; в – цельнолитая;
г– сборная с цельнолитым сердечником и изнашиваемой частью остряков;
1– усовик; 2 – практическое острие сердечника; 3 – сердечник; 4 – усовая часть отливки; tг – горло крестовины; l1, l2 – соответственно передний
изадний вылет крестовины; Ок – математический центр крестовины;
lвр – вредное пространство
При применении прямолинейных крестовин переводная кривая заканчивается перед крестовиной. Это заставляет при проектировании обыкновенных стрелочных переводов использовать геометрические схемы с переводными кривыми относительно небольших радиусов, что ограничивает допускаемые скорости движения поездов на боковой путь стрелочного перевода.
Повысить допускаемые скорости движения поездов на боковой путь обыкновенных стрелочных переводов позволяет применение в их конструкции криволинейных крестовин и крестовин с поворотным или подвижным сердечником. В обыкновенном стрелочном переводе криволинейная крестовина имеет криволинейное очертание по боковому пути (как
158
продолжение переводной кривой). При одной и той же длине стрелочного перевода криволинейные крестовины дают возможность увеличить радиус переводной кривой (например, с 200 до 275 м при марке 1/9). Благодаря этому скорости движения поездов на боковой путь по обыкновенным стрелочным переводам с криволинейными крестовинами можно повысить. Например, в переводе марки 1/9 увеличение радиуса переводной кривой с 200 до 275 м позволяет увеличить скорости движения на боковое направление с 25 км/ч до 40 км/ч. Однако устройство криволинейных крестовин сложнее, чем прямолинейных. Кроме того, необходимо иметь отдельно крестовины с правым и левым криволинейным рабочим кантом, а для симметричных переводов – с двумя криволинейными кантами.
В криволинейной крестовине маркой называется тангенс угла между касательными к ее рабочим кантам в ее конце.
2.3.1 Острые крестовины
Острые крестовины стрелочных переводов с неподвижным сердечником наиболее распространены и применяются на железных дорогах всех стран. Они применяются как на стрелочных переводах, так и в глухих пересечениях (косоугольных), перекрестных съездах, а также в сплетениях путей.
Острые сборно-рельсовые крестовины с литым сердечником на наших магистральных железных дорогах уже не изготовляются и сохранились в небольшом количестве в прочих путях железных дорог и путях промышленных предприятий из-за их низкой эксплуатационной надежности.
Острые цельнолитые крестовины начали изготавливать для ско-
ростных стрелочных переводов типа Р65 марки 1/11 и для стрелочных переводов того же типа марки 1/18. Преимуществами цельнолитых крестовин перед сборными являются их малодетальность, удобное и простое содержание, устойчивость в работе. Вместе с тем стоимость цельнолитых крестовин типа Р65 марки 1/11 в несколько раз выше стоимости аналогичных типовых крестовин, а сроки службы крестовин существенно не отличаются. Поэтому цельнолитые крестовины стали изготавливать в основном для специальных видов железнодорожного транспорта.
Острые сборные с цельнометаллическими (общей отливки) сердечником и наиболее изнашиваемой частью усовиков крестовины получили самое широкое распространение на железных дорогах России. В этих крестовинах сердечник и наиболее изнашиваемые части усовиков составляют единую конструкцию, отлитую из высокомарганцевой стали аустенистого класса (рис. 5.17).
Литые части усовиков снизу имеют обработанные наклонные поверхности, которые опираются на подошвы рельсовых усовиков. Литая часть крестовины после обработки скрепляется с рельсовыми усовиками с помощью горизонтальных болтов. При этом верхняя ее часть помещается в вырезы на головках рельсовых усовиков.
159
Рисунок 5.17 – Схема конструкции сборной крестовины с общей отливкой сердечника и изнашиваемой частью усовиков:
1 – рельсовый усовик; 2 – литая часть
Для улучшения траектории движения колеса – при перекатывании с усовика на сердечник и обратно, а также увеличения площади опирания его на оба эти элемента – сердечник и литые части усовиков имеют повышение над поверхностью катания рельсовых усовиков. Оно начинается от переднего стыка врезки литой части усовика в рельсовую, в сечении сердечника шириной 20 мм достигает 6,7 мм, затем постепенно уменьшается и в сечении сердечника шириной 40 мм сводится к нулю. Поверхности катания усовиков и сердечника имеют поперечный уклон крутизной 1:20. К переднему стыку врезки и заднему стыку крестовины этот уклон сводится к нулю.
Понижение сердечника относительно уровня головки рельсовых усовиков в его сечении шириной 12 мм принято 2 мм, от сечения шириной 20 мм до хвостового торца неизношенный сердечник плавно понижается до уровня поверхности катания примыкающих рельсов.
В процессе эксплуатации высокомарганцовистая сталь сердечника и изнашиваемой части усовиков интенсивно упрочняется. Твердость ее от исходного состояния, составляющая примерно 200 НВ по Бринеллю, после пропуска 20–25 млн т груза повышается до 400–500 НВ. При этом в зоне перекатывания колес с усовика на сердечник и обратно происходит износ металла за счет его смятия, что приводит к потере примерно половины вы-
160