1.6. Стрелочные переводы

1.6.1. Назначение и основные части

Путевые устройства, предназначенные для перевода подвижного соста­ва с одного пути на другой, называются стрелочными переводами. Они по­зволяют объединить два или три рядом расположенных пути в один или наоборот один путь разветвить на два или три пути;

По количеству и расположению в плане соединяемых путей применяют­ся стрелочные переводы следующих видов: одиночные, двойные и перекрест­ные. Наибольшее распространение имеют одиночные обыкновенные стре­лочные переводы (рис. 1.89)

Основные элементы одиночного обыкновенного стрелочного перевода:

• стрелка с переводным механизмом;

• крестовина с контррельсами (крестовинная часть);

• соединительные пути;

• переводные брусья (или другое подрельсовое основание).

84

Стрелка направляет движущийся подвижной состав с прямого пути на боковой путь или с бокового пути на прямой. Стрелка современного стре­лочного перевода состоит из двух остряков, двух рамных рельсов, двух ком­плектов корневых устройств, комплекта переводного механизма, упорных и опорных устройств;

Рамными называют рельсы, к которым прижимаются остряки. Рамные рельсы являются продолжением путевых рельсов разветвляющегося пути и представляют собой целые рельсы стандартной длины 12,5 м и 25 м (для пологих марок) или несколько короче. Кроме того, они отличаются от пу­тевых рельсов наличием отверстий в шейке для прикрепления упорных бол­тов (упорных накладок), самого рамного рельса к башмакам, корневых бол­тов и деталей переводного механизма. Рамные рельсы должны быть длиннее остряков на величину т в начале остряков, и т_к — в их корне (рис. 1.90).

В обыкновенных стрелочных переводах один рамный рельс прямой, а другой изогнут в плане (криволинейный).

Остряки позволяют изменить направление движения подвижного состава. Изготавливают их из специальных остряковых рельсов пониженной по срав­нению с рамным рельсом высоты типов ОР75 и ОР65 (рис. 1.90), ОР50 и ОР43. Эти рельсы имеют мощное поперечное сечение. Меньшая высота остряка по сравнению с рамным рельсом позволяет укладывать остряки без острожки их подошвы. Передний конец остряка называют острием, задний — корнем.

По очертанию в плане остряки бывают прямолинейные (рис. 1.91) и криволи­нейные касательного и секущего типа (рис. 1.92). Угол р* между рамным рельсом и прямолинейным остряком называется стрелочным углом. В стрелках с криво­линейными остряками угол между рабочими гранями остряка и рамного рельса называют начальным стрелочным углом р*_н, а стрелочным называется угол меж­ду рабочей гранью рамного рельса и касательной к остряку в его корне. В криво­линейных остряках начальный угол почти вдвое меньше стрелочного, поэтому криволинейные остряки обеспечивают меньшие углы ударов гребней колес и бо-

85

лее плавное прохождение подвижного состава на боковой путь. Кроме того, длина стрелоч­ного перевода с криволинейными остряками ко­роче, чем с прямолинейными.

Для обеспечения плавного перехода коле­са с рамного рельса на остряк делают гори­зонтальную и вертикальную острожку ос­тряка (рис. 1.93). Горизонтальная острожка делается для более плотного прилегания остряка к рамному рельсу. Острожка в вертикальной плоскости делается для того, чтобы ослабленный остряк не сломался под нагрузкой. Вертикальную острожку ведут с понижением относительно поверхности ка­тания головки рамного рельса в сечении, где ширина остряка: 50 — 0 мм; 20 — 2 мм; 5 — 15 мм; 0 — 25 мм, т.е. там, где ширина остряка равна 0, нагрузку от подвижного состава полностью возьмет на себя рамный рельс.

86

Один из двух остряков стрелки все­гда прижат к соответствующему рам­ному рельсу, а второй в это время от­веден от другого рамного рельса. Расстояние между отведенным остря­ком и рамным рельсом, называемое ша­гом остряка, должно быть достаточ­ным, чтобы гребни колес проходящего по стрелке подвижного состава не за­девали остряк.

Остряки соединяются между собой тягами fpnc. 1.94), число которых за­висит от длины остряков. Тяги подразделяют на стрелочные, переводные и соединительные. Стрелочные тяги 1 связывают остряки, обеспечивая им пра­вильное взаимное расположение. При одном прижатом к рамному рельсу остряке, другой должен отстоять от соответствующего рамного рельса на такую величину, чтобы не мешать проходу колес. Переводные тяги 3 пред­назначены для перевода остряков из одного положения в другое.

Перевод остряков из одного положения в другое осуществляется с по­мощью специальных устройств, включаемых в электрическую или механи­ческую централизацию стрелок, или ручными переводными механизмами. Наиболее распространены устройства электрической централизации, в ко­торых перевод остряков выполняется при помощи электроприводов. Стре­лочные электроприводы предназначены для перевода, запирания и контро­ля положения остряков.

Переводной механизм (рис. 1.95) применяется для перевода остряков вруч­ную. При переводе остряков в соответствующее положение поворачивается также сигнальный фонарь или указатель.

Корневое устройство служит для укрепления остряка в его корне. Оно должно обеспечивать:

• свободный поворот остряков при переводе их из одного положения в другое;

• препятствовать продольному перемещению остряка (его угону);

• создавать надежное примыкание остряка к рельсу соединительной части;

• сохранять неизменность корня остряка относительно рамного рельса;

• быть прочным и устойчивым, надежным и простым, недорогим и удоб­ ным в эксплуатации.

88

Наибольшее распространение получило корневое устройство вкладыш-но-накладочного типа (рис. 1.96). Основные детали следующие: вкладыш чу­гунный или стальной и накладка, отогнута от середины в сторону оси пути.

Поэтому между накладкой и остряком имеется зазор, который позволя­ет остряку поворачиваться при переводе его из одного положения в другое.

Для того, чтобы накладка не распрямлялась от стягивающих ее болтов, между накладкой и вкладышем на первый болт (от начала остряка) надева­ется стальная термически упроченная распорная втулка.

Преимущество этого устройства — простота конструкции, прочность, устойчивость, небольшое количество деталей.

Однако ему присущи и серьезные недостатки: распорная втулка от на­грузок быстро изнашивается, а нередко и разрушается; пространство меж­ду отогнутой накладкой и остряком забивается мелким песком и пылью, которые сильно уплотняются и препятствуют переводу остряка с одного положения в другое.

Обычный стык при гибких остряках (рис. 1.97) принят для стрелок в стре­лочных переводах марки 1/11, в том числе в переводах для скоростного дви­жения поездов, и марки 1/18. В корне остряка стык ничем не отличается от обычного стандартного стыка. Перевод остряков происходит за счет их из­гиба. Для придания большей гибкости остряку подошву его остругивают с обеих сторон заподлицо с его головкой на протяжении 800—900 мм с плав­ными отводами к полной ширине подошвы на длине 200—250 мм в каждую сторону. Такую строжку остряков делают за 1—2 м до его корня. При дос­таточной длине остряков гибкость может быть получена и без боковой ост­рожки его подошвы. Конструкцию корневого устройства с гибкими остря­ками следует считать наилучшей.

Крестовины обеспечивают прохождение колес подвижного состава в ме­стах пересечения рельсовой нити одного пути рельсовой нитью другого.

89

Комплект крестовинной части состоит из собственно крестовины (сердеч­ника и двух усовиков), двух контррельсов (рис. 1.98). Боковые грани сердеч­ника пересекаются под углом ос, называемым углом крестовины. Точка пере­сечения рабочих граней сердечника называется математическим центром. Угол а, под которым пересекаются рабочие грани сердечника крестовины, называется углом крестовины. Тангенс угла крестовины а можно определить как отношение ширины сердечника в его корне b к длине сердечника /

где UN называется маркой крестовины и стрелочного перевода; N — число мар­ки, которое показывает, во сколько раз длина сердечника больше его ширины.

Для определения марки стрелочного перевода на местности нужно измерить длину сердечника и разделить на его ши­рину в корне. Частное будет равно зна­менателю марки.

Чем больше N, тем меньше угол ос и более плавное движение подвижного со­става по крестовине.

Самое узкое пространство между усо-виками в месте их изгиба называется горлом крестовины. Расстояние от ма­тематического центра до горла кресто­вины называется вредным простран­ством, т.к. колесо здесь не направляется рельсовыми нитями. Для направления колеса в нужный желоб крестовины во вредном пространстве служат контр­рельсы.

На дорогах России применяют стрелочные переводы марок: 1/6, 1/9, 1/11, 1/18. В зависимости от конструкции крестовины бывают сборнорельсовые, сборные с литым сердечником, цельнолитые (рис. 1.99), сборные крестови­ны с литым сердечником типа единой отливки с наиболее изнашиваемой частью усовиков (рис. 1.100).

Сборнорельсовыекрестовины (см. рис. 1. 99, а) изготавливают из путевых рельсов, соединенных между собой при помощи болтов и накладок, и поэтому ненадежны в эксплуатации. В настоящее время на сети осталось небольшое их количество на малодеятельных линиях.

90

Сборная крестовина с литым сердечником (рис. 1.99, б). Преимущество цельнолитых (рис. 1.99, в) крестовин перед сборными в их малодетальности, простоте и удобстве эксплуатации. Недостаток — большой расход металла, стоимость цельнолитых крестовин в несколько раз дороже, чем сборных, поэтому их производство прекращено.

Сборная крестовина с литым сердечником в виде единой отливки с наи­более изнашиваемой частью усовиков (рис. 1.100) принята на наших доро­гах в качестве основной. В этих крестовинах сердечник и наиболее изнаши­ваемая часть усовиков представляет собой единую монолитную конструк­цию. В той части крестовины, в пределах которой происходит перекатыва­ние колеса с усовика на сердечник, головку усовика частично состругивают и заменяют соответствующей частью отливки. Эта отливка опирается на подошвы усовиков, передавая им давление, воспринимаемое от колес под­вижного состава. Сердечник и наиболее изнашиваемые части усовиков из­готавливаются из высокомарганцевой стали. Для облегчения перекатывания колеса с усовика на сердечник и обрат­но, литые части усовиков имеют возвы­шение над поверхностью катания рель­совых усовиков до 6 мм, а сердечник от сечения, где его ширина 20 мм, к практи­ческому острию снижается на 4 мм. В этом случае колесо перекатывается с усовика на сердечник без нажима на узкое острие сердечника.

Контррельсы служат для направления колес при их движении по вредному про­странству в соответствующий желоб крес­товины (см. рис. 1.98). Контррельс своей средней частью должен перекрывать вред­ное пространство длиной / от горла кре­стовины до сечения сердечника 40 мм. На входах и выходах контррельса делаются желоба 88—90 мм. Контррельсы могут из­готавливаться как из обычных рельсов, так и из рельсов специального профиля. На рис. 1.101 показан контррельс специ­ального профиля типа Р65. Контррельсы соединяются между собой с помо­щью вкладышей и горизонтальных болтов.

В крестовинах при перекатывании колеса через вредное пространство не­избежны удары в сердечник или усовик, что приводит к их быстрому изно­су. Для уменьшения этих ударов применяют крестовины с подвижным сер­дечником или усовиками. На наших дорогах получили распространение крестовины с подвижным сердечником, которые используются для высоко­скоростных линий. В таких крестовинах нет вредного пространства. При­жимаясь с помощью специального привода к тому или другому усовику, под-

91

вижныи сердечник создает непрерыв­ную поверхность катания для колес проходящего подвижного состава (рис. 1.102). Для возможности перево­да применена вкладышно-накладоч-ная конструкция типа корневого уст­ройства в стрелке.

Применяется также крестовина с подвижным сердечником с гибкими ветвями типа Р65 марки 1/11, пред­назначенная для движения поездов со скоростью 200 км/ч; она состоит из усовиков, длинного и короткого рельсов сердечника. Длинная ветвь сердечника соединена обычным стыком в корне, а короткая ветвь, работающая по боковому пути, со­единяется в корне корневым устрой­ством вкладышно-накладочного

типа. Обе ветви сердечника выполнены из остряковых рельсов низкого несимметричного профиля ОР65.

Соединительные пути (см. рис. 1.88) представляют собой прямолиней­ные и криволинейные отрезки пути, которые соединяют стрелку с кресто-винной частью. Соединительные пути включают в себя отрезки пути от зад­них стыков рамных рельсов до конца стрелочного перевода и внутренние пути от корневых стыков до крестовины. Криволинейный соединительный путь называется переводной кривой, а кривую на ответвленном пути за пре­делами крестовины — закрестовинной кривой. Переводная кривая в стре­лочных переводах начинается от корня остряков и примыкает к прямой вставке перед крестовиной. Чем меньше угол крестовины, тем переводная кривая более пологая. В стрелочных переводах марки 1/11 радиус перевод­ной кривой 300 м, а в стрелочных переводах марки 1/9—200 м.

92

Переводные брусья представляют собой поперечины, на которых смон­тированы стрелка, рельсы соединительных путей и крестовинная часть. Пе­реводные брусья объединяют в единую конструкцию все части стрелочного перевода и передают давление подвижного состава на балластный слой. Наи­более широкое распространение получили деревянные переводные брусья. Они имеют преимущества перед другими видами подрельсовых оснований. Они сравнительно просты в изготовлении, име­ют небольшой вес, позволяют сравнитель­но легко осуществлять электроизоляцию рельсовых нитей, обеспечивают умерен­ную жесткость пути. Применяются пере­водные брусья двух видов: обрезные (^4) и необрезные (Б). Поперечные сечения пере­водных брусьев показаны на рис. 1.103: для I типа Ь = 200, Ъ_х = 260, Ъ₂ = 300, h = 180, h_x = 150. В зависимости от длины брусья делятся на группы, каждая из которых отли­чается от соседних на 25 см. Самые короткие брусья имеют длину 3,0 м, самые длинные — 5,5 м. Количество брусьев в оди­ночном стрелочном переводе зависит от его марки: для 1/9 — 63—68 шт., 1/11 — 75—80 шт., 1/18—135 шт.

Для замены дорогостоящих и дефицитных переводных брусьев, на изготовление кото­рых расходуется особо ценная древесина (в основном сосна) начали применяться желе­зобетонные переводные брусья (рис. 1.104). Они выполнены из предварительно напря­женного железобетона с арматурой в виде вы­сокопрочной стальной проволоки. Эксплуа­тационные наблюдения показали высокую стабильность стрелочных переводов на же­лезобетонных брусьях, возможность приме­нения для их укладки, выправки и рихтовки комплекса машин и механизмов. Стрелочные переводы на железобетонных брусьях — перспективная конструкция. Они нача­ли широко применяться на главных и приемо-отправочных путях. Началась их укладка на участках со скоростями движения пассажирских поездов до 200 км/ч. Применение стрелочных переводов на железобетонных брусьях требу­ет соблюдения ряда условий:

• сварки стыков, как внутри переводов, так и на примыкающих к нему рельсов обычного пути (для исключения быстрого износа и дефектов рельсов в стыках);

• укладки переводов с высокой точностью, так как выправка перевода сложная и тяжелая работа;

• применения под подкладками упругих прокладок для обеспечения не­ обходимой упругости стрелочных переводов.

93