Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов

Бесстыковые рельсы (идея 1978 года)

Всегда обожал поезда. Наверное единственное место. где можно было отдохнуть, подумать и посмотреть на меняющиеся за окном пейзажи… Многие из пейзажей за окном меня улыбают до сих пор. Например домик с бассейном 4м х 4м, где плавает катамаран 2,5м х 2,5м,- по моему смешно.. два гребка вперед, два гребка назад; или загорающие «девушки»: внучка, мамка, бабка в пантолонах и две хрюшки, при этом все на одной подстилке…

Стук колес 80-ых, — это память на всю жизнь. В известном анекдоте причина стука выводится через площадь круга =Пи на Р квадрат… вот, типа, этот квадрат по рельсам и стучит!

Но как сделать бесстыковые рельсы? Впервые замысел устройства железнодорожного пути без стыков высказал в России инженер И. Ф. Стецевич ещё в 1896 году. Но у этого метода есть одна проблема, и имя ей коэффициент линейного теплового расширения. Напряжения от этого коэффициента в рельсах возникают такие, что рельсы гнутся как пластилиновые..

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 0 b2299 b6b4e409 XXL. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-0 b2299 b6b4e409 XXL. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 0 b2299 b6b4e409 XXL Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 138 gera nuotaika www dykai lt. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-138 gera nuotaika www dykai lt. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 138 gera nuotaika www dykai lt Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. title. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-title. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка title Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. f53a9 elbow river bridge. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-f53a9 elbow river bridge. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка f53a9 elbow river bridge

Как сделать бесстыковые рельсы, мне идея пришла на втором курсе института…

У нас в РФ бесстыковые рельсы изготавливают путем тупой сварки рельсов (25м, 50м, 100м) в так называемые плети, короткие до 800- 950м и длинные от 1000м до 30км и более. Понятно, что при таком подходе должны возникать и возникают огромные усилия при изменениях температуры.

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 67a261107d93. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-67a261107d93. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 67a261107d93Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 1386346490. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-1386346490. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 1386346490

Сейчас на железных дорогах Российской Федерации эксплуатируется температурно-напряжённая конструкция бесстыкового пути, препятствующая удлинению и укорочению плети рельсового полотна. И ненапряженная она бывает только в одном случае, когда температура рельса равна, так называемой, температуре закрепления. В остальное время от тепла рельс пытается удлиниться, а от холода сжаться, но ему этого не дает сделать конструкция установки на шпалы. Летом несостоявшееся удлинение плети может проявиться в виде выброса. Зимой несостоявшееся укорочение плети может проявиться в виде разрыва сварного стыка.

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 1224971553 11. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-1224971553 11. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 1224971553 11Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 473148. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-473148. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 473148

И что бы это все не накрылось медным тазом ставят, через определенные промежутки по 3-4-е пары так называемых уравнительных пролетов. Рельсы в уравнительных пролетах должны сбрасывать температурные напряжения хотя бы частично. В городе и вне города уравнительные рельсы выглядят по-разному.

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 8a9c163707e0d59a76a52fe2b6db9b50. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-8a9c163707e0d59a76a52fe2b6db9b50. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 8a9c163707e0d59a76a52fe2b6db9b50 Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. p10108411 4780. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-p10108411 4780. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка p10108411 4780

Зачем, скажете вы, так рисковать грузом и пассажирами и вообще делать бесстыковые рельсы? Оказывается, по мимо повышения износостойкости организация бесстыкового пути позволяет существенно экономить металл — до 1,8 т на километр пути, снижают расходы на обслуживание перегонов и экономят электричество на снижении сопротивления движению.

Так вот, бесстыковость моего железнодорожного полотна основана на применении специальных уравнительных рельсов, через определенные интервалы, обеспечивающие температурно — независимую, ненапряжённую конструкцию «бесстыкового» пути, обеспечивающую температурное удлинение и укорочение плети рельсового полотна во всем диапазоне температур, включая аварийно-экстремальные.

Наиболее близкая к моей идеи,- разработка Т-образного вкладыша в середину рельса (патент 2048624)

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 1036945 o. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-1036945 o. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 1036945 o Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 3220345 o. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-3220345 o. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 3220345 o Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 3220346 o. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-3220346 o. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 3220346 o

Однако, существенным отличием моей конструкции является то, что у меня в разработке применяется особая конструкция самого рельса, исключающая необходимость самой T-образной вставки и применения сверхуязвимых пружин. Изготовление и ремонт таких рельсов, конечно, значительно дороже, чем обычных, но не требующая интенсивного обслуживания, эксплуатация, отсутствие риска выброса и разрыва, должна окупить изготовление. При этом жесткость конструкции «безстыкового» стыка достигается по классике за счет боковых накладок по обоим краям рельса.

Источник

Куда деваются температурные расширения / сжатия на рельсе без стыков.

Сейчас почти везде железнодорожный рельсы без стыков.
Соединения сваривают и получается один очень, очень длинный рельс.
Но изменения температуры пока еще ни кто не отменил, и по логике рельс должен менять свою длину.
Когда были стыки то они забирали в себя эти изменения.
Хотя. если стык не мог поглотить изменения размеров то происходил выброс, рельсу срывало и выбрасывало в сторону, иногда при этом даже убивало людей.

А как сейчас решается эти проблема? Ведь цельносварная рельса может накапливать в себе очень большие деформации.

Ну братья железнодорожники, ваш выход. Растолкуйте нам.

.
Всем спасибо. Есть ответ.

«Между рельсовыми плетями, независимо от их длины, при отсутствии изолирующих стыков должны быть уложены две или три пары уравнительных рельсов длиной 12,5 м. «
То есть вместо стыков применяется «Уравнительный прибор», а он может «проглотить» очень большие деформации.
Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. u f17b8174b2e43104a9a71901d9734008 800. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-u f17b8174b2e43104a9a71901d9734008 800. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка u f17b8174b2e43104a9a71901d9734008 800

зостыки (изолирующие стыки рельсов)
– предназначены для электрической изоляции.
Не то.

Да, но что то я не часто вижу их на перегонах.
А перегоны могут быть десятки километров, и в них должны накапливаться чудовишные деформации.
Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. u f17b8174b2e43104a9a71901d9734008 800. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-u f17b8174b2e43104a9a71901d9734008 800. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка u f17b8174b2e43104a9a71901d9734008 800

Источник

Бесстыковой путь: что это, устройство без стыков и бесшовных рельсов, преимущества и недостатки

Сегодня мы хотим рассмотреть одну из прогрессивных конструкций колеи, находящую самое широкое применение. Начнем с определения, что же такое бесстыковой железнодорожный рельсовый путь: это ЖД-линия, имеющая настолько длинные сварные плети, что даже силы, появляющиеся при температурных колебаниях, не могут преодолеть сопротивление сдвигу.

При его монтаже в десятки или даже тысячи раз (на протяженном маршруте, с учетом станций и переводных стрелок) уменьшается количество переходов. Ведь именно места стыка являются самыми уязвимыми и напряженными на железной дороге – затраты труда на обслуживание достигают 40% от общих. В них в первую очередь проявляются вредные динамические и ударные воздействия от подвижных частей проезжающего транспорта. Поэтому чем меньше таких проблемных точек, тем лучше.

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. train tracks crop small. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-train tracks crop small. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка train tracks crop small

Особенности работы, устройства и содержания бесстыкового пути

С 60-х годов ХХ века этот способ для обустройства железнодорожных систем обретает популярность в развитых странах, с 30-х – внедряется на просторах СССР и, гораздо позднее в СНГ – с подачи инженеров Мищенко и Боченкова. К 80-м протяженность сплошных плетей верхнего строения жд в масштабах постсоветских государств составляла 26% сети, сейчас доля возросла.

Причина такой актуальности и востребованности объясняется просто: минимизировать число соединений рельсов и снизить нагрузки на критических участках пытались долго. С этой целью производители увеличивали длину выпускаемых двутавровых направляющих, но это негативно сказывалось на показателях конечной продукции. А впервые представленный вниманию специалистов бесстыковый путь (или бесшовный – встречается и такое название) стал принципиально другим решением за счет характерной конструкции.

Его создатели предложили использовать стандартные прокатные изделия (по 25 м). Спаивать их между собой сразу на рельсосварочных предприятиях в нити значительной протяженности, которые окончательно сваривать на местах установки.

Сегодня это делается при помощи ПРСМ – специальной рельсосварочной мобильной путевой машины. В таком варианте даже при резком изменении климатического режима и воздействии высоких нагрузок сдвигаются только концевые участки (температурно-подвижные), а это лишь 50 м, тогда как километры средней части не испытывают критических напряжений и деформаций.

Фото рельсосварочного поезда

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. d00529166766d55919044439962f0cf0. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-d00529166766d55919044439962f0cf0. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка d00529166766d55919044439962f0cf0

Современная конструкция в общем случае выглядит так:

Дальше цикл повторяется – именно по такой схеме продолжены Приволжская, Калининградская, Северо-Кавказская, Юго-Восточная и многие другие железные дороги. Причем приняты во внимание погодные особенности регионов. Это важно, с оглядкой на то, что по способу эксплуатации каждая бесшовная колея считается температурно-напряженной, но одна может быть без периодической разрядки, а вторая – с ней.

В обычных условиях первая предпочтительнее, так как используется при фактическом терморежиме местности. При жаре, холоде, резких перепадах лучше вторая, с сезонным (осенним и весенним) снятием напряжений. Также она подходит при тяжелых нагрузках со стороны подвижных составов, слишком малой мощности конфигурации полотна или его недостаточной устойчивости.

С таким назначением конструкция бесстыкового пути просто обязана обладать следующими особенностями:

Похожие новости

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 1635332228 rails 2021 08 29 12 14 08 utc 1. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-1635332228 rails 2021 08 29 12 14 08 utc 1. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 1635332228 rails 2021 08 29 12 14 08 utc 1

Как укладывают бесстыковые рельсы: технология монтажа

Итак, стандартные 25-метровые двутавровые жд профили свариваются в плети. На размерах последних остановимся поподробнее: они условно делятся на те, что свыше 800 м, и короткие. Впрочем, могут быть и 150, и 1500 м.

Хотя маркер в 800 м выбран не случайно: более протяженные металлоконструкции оказываются слишком громоздкими и, как следствие, неудобными в транспортировке. Да и высокие нагрузки уже способны преодолеть их сопротивление изгибу и вызвать нежелательные смещения, искривления, деформации. Когда на 1,5-2 километра всего одно соединение, концентрация напряжений в этой точке столь сильна, что поломка является лишь делом времени.

Рельсоукладчик

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 1617087988 east west rail needs to stay on track. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-1617087988 east west rail needs to stay on track. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 1617087988 east west rail needs to stay on track

С другой стороны, чем меньше длина бесстыкового рельса, тем выше расходы на обслуживание транспортной системы. Эмпирически установлено, что экономически нецелесообразно монтировать сварные прокатные изделия короче 400 м, так как обслуживать такую колею выйдет дороже, чем звеньевую. Поэтому рекомендуется спаивать металлоконструкции в пределах 500 м (а лучше по 800 м).

При этом стоит обеспечить защиту от «угона» – промежуточными скреплениями типа КБ, АРС или ЖБР (в отдельных случаях допустимы противоугоны), надежно прижимающими к опорному основанию. Места соединений важно правильно содержать – своевременно смазывать и подтягивать болты, – иначе под воздействием продольных сил неизбежны кантования и перекосы шпал, смятие резьбы элементов крепежа и изоляции.

Укладка рельсовых плетей бесстыкового пути проходит со следующими особенностями:

все размеры и габариты (за исключением последних) указываются для температуры +20 градусов Цельсия.

Рельсосварочный поезд после сварки

Благодаря такому внушительному сочетанию плюсов настолько прогрессивная колея может эксплуатироваться на 20-25% дольше, чем звеньевая. Да, без «ложки дегтя» тоже не обходится, но если взвесить достоинства и недостатки бесстыкового пути, достоинства явно перевесят.

Основной минус заключается в сложности восстановления поврежденных (изношенных, дефектных) сварных металлоконструкций. Поэтому прокатные изделия нужно внимательно использовать в условиях неустойчивого земельного полотна, сезонного вспучивания и просадок грунта, интенсивного засорения щебеночной «подушки». Хотя и эта проблема решается, стоит только предусмотреть достаточно толстый (от 45 см), широкий (плечи от 25 см) и пологий (крутость откосов призмы не более 1:1,5) балластный слой. Также отрицательную роль может сыграть необходимость проведения работ по разрядке, но и ее можно избежать.

Особенности бесстыкового пути

К его конструкции предъявляют следующие требования:

При любой длине бесстыкового пути его плети могут быть компенсированы одним из двух видов уравнителей – или рельсами, или приборами. Первые мы уже рассмотрели выше, а вторые представляют собой некий аналог стрелок (с остряками, но без крестовин). С ними концы крайних двутавров способны свободно двигаться на расстояние до 50 см. Но их использование усложняет содержание колеи, да и в точках монтажа возникают дополнительные динамические нагрузки. Поэтому применение целесообразно только в тех случаях, когда проблематично организовать регулярное снятие обычных звеньев для разрядки сезонных температурных напряжений.

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. Via de tren. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-Via de tren. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка Via de tren

Как делают рельсы без стыков: технология получения плетей

Ко всему вышеописанному добавим следующие подробности:

После этого проводят проверку качества сварного контакта и плотности прилегания соответствующих элементов, а также подключают к звеньевой колее (если это необходимо).

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. . Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка

Сравнение технологий укладки бесшовных трамвайных рельсов

Современные модели транспорта тоже ездят по бесстыковому пути, который в данном случае можно организовать 4 разными способами (их больше, но мы приводим самые популярные):

У каждой технологии есть свои плюсы и минусы – выбирайте в зависимости от особенностей своего объекта. Но помните, что в любом случае нужно правильно нанести маркировку рельсовых плетей бесстыкового пути, указав номер РСП, самой металлоконструкции по ведомости, длину, проектное обозначение и сторонность, дату укладки и температуру.

Надеемся, что помогли вам разобраться, а если возникли какие-то дополнительные вопросы по теме, не стесняйтесь задать их консультантам компании «ПромПутьСнабжение». Про скрепление рельсов на стыковых участках вы можете узнать из этой статьи.

Источник

Способ компенсации температурных зазоров бесстыкового рельсового пути

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 13541630 o. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-13541630 o. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 13541630 o

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 13541630 s. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-13541630 s. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 13541630 s

Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. 13541631 s. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов фото. Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов-13541631 s. картинка Как компенсируется тепловое расширение бесстыковых рельсов. картинка 13541631 s

Владельцы патента RU 2679849:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к автоматической компенсации зазоров в стыках рельсовых нитей большой длины. Согласно способу компенсации температурных зазоров бесстыкового рельсового пути, затяжку и закрепление болтовых соединений осуществляют автоматически в зависимости от изменений температуры окружающей среды в различных климатических зонах, за счет установки блока компенсаторов, включающего твердотельный и жидкостной компенсаторы, которые изготавливают из материалов с большим коэффициентом линейного и объемного расширения и устанавливают на продолжении стыковых болтов. В результате обеспечивается автоматическое поддержание температурных зазоров в стыковых соединениях, что позволяет контролировать и регулировать уровень напряженно-деформационного состояния в рельсах, уменьшает уровень колебания установленных зазоров при монтаже. 2 ил.

Изобретение относится к соединению рельсовых нитей и плетей бесстыкового рельсового пути, включающее рельсы, боковые накладки, стыковые болты, гайки, свинченные контролируемым моментом и может быть использовано в машиностроении и других отраслях для компенсации температурных зазоров в сложных размерных цепях.

Известно стыковое соединение, содержащее рельсы, боковые накладки, крепежные элементы, приваренные к рельсам вставки, перекрывающие температурный зазор.

Недостатком соединения является отсутствие средств, регулирующих напряженно-деформационное состояние рельсов, способствующих уменьшению температурных деформаций и колебаний стыковых зазоров и ограниченные возможности регулирования зазоров в плетях большой длины [1].

Известен блок рельсового стыка железнодорожного пути, принятый за прототип, содержащий соединенные с зазором рельсы, торцы которых симметричны относительно линии стыка, косо срезанные под углом 60 градусов, с ограничением размера треугольника в срезе с соотношением сторон 3:4:5. Рельсы соединены боковыми накладками с установленными вкладышами с возможностью возвратно-поступательного движения с помощью рычажной кинематической цепи [2].

Недостатком изобретения является сложность конструкции и наличие большого количества конструктивных элементов, уменьшающих вероятность безотказной эксплуатации стыков Незначительное расстояние между блоками стыков (до 33 метров) обеспечивает непрерывность рельсовой нити.

Общим недостатком многих технических решений рассматриваемого направления является устранение последствий, возникающих от удара колес о рельсы в зоне стыков, вызывающих разрушение головки, усталостное выкрашивание шеек, угон, увод, разрыв рельсов, износ пути и колес, снижение тяги поездов, а не устранение причин их появления.

Основным недостатком к перечисленным добавляется трудоемкая, сложная модернизация всех стыков пути, доведенных до достаточного уровня совершенства в течение двух столетий. Она повлечет появление новых дефектов и длительную доводку.

В то время как основными причинами разрушения стыковых соединений являются, недостаточность костыльных, погонных, стыковых сопротивлений, необходимость частого размещения узлов компенсации температурных зазоров, неоднократная сезонная замена укороченных и удлиненных рельсов, перезакрепление, регулировка зазоров, постоянный контроль за их состоянием и содержание огромного штата обслуживающего персонала по всей сети дорог.

Целью изобретения является стабилизация стыковых зазоров, повышение стыковых сопротивлений, регулирование уровня деформаций и напряжений растяжения и сжатия в рельсах и их взаимного сложения, уменьшение вероятности угона и выброса пути, ударных нагрузок в стыках, износа колес и рельсов, изгиба и среза болтов.

На фиг 1 показан общий вид блока компенсатора для осуществления способа.

Устройство состоит из следующих основных элементов: стыкового соединения рельсов 1, стыковых болтов 2, пружинной гайки 3, накладок 4 (фиг. 1). На болт 6, свинченный по резьбе с стыковым болтом 2 или выполненный заодно с ним, установлен твердотельный компенсатор 5 и набор элементов жидкостного компенсатора 11, которые стянуты пружинной гайкой 8 через шайбу 7. Твердотельный 5 и жидкостной 11 компенсаторы упираются в торцевые поверхности раздельно подвижной в осевом направлении шайбы 9, защищенной теплоизоляционным покрытием, и в упор 10, передающих усилие от температурной деформации на накладку 4. Для расширения возможностей регулирования сдвиговых сопротивлений, усилий затяжки и напряженно-деформационного состояния в рельсах твердотельный компенсатор снабжен подогревателем 12, управляемым от электронного блока программного управления 13 (БПУ), который подключен к сети или к автономному блоку питания 14.

Посредством устройства способ осуществляется следующим образом. На продолжении стыкового болта 6, стыкового соединения 1, затянутого моментом предварительной затяжки пружинной гайкой 3, устанавливают твердотельный 5 и жидкостной компенсатор 11 с упором в шайбу 9 и в упор 10, размещенные в корпусе 19. Весь пакет установленных деталей стягивают пружинной гайкой 8 через шайбу 7 до упора в накладку 4 с регламентированным моментом. Замер осевых усилий от затяжки гайки 8 осуществляется тензодатчиком 16, затянутым и сжатым винтом 18 при установке.

Гайка 8 кроме конструктивного назначения обеспечивает создание дополнительного момента для дозатяжки всего соединения 1 в зависимости от технического, технологического состояния пути, климатических условий, костыльного, рельсошпального и стыкового сопротивлений. Величина затяжки при монтаже определяется по тарировочному графику, показывающему зависимость требуемого момента от фактической температуры окружающей среды и состояния зазоров близ лежащих соединений.

Глухое отверстие А с торца болта 6 служит для замера величины деформации болта и развиваемого им усилия дозатяжки. При установке датчика деформации 16 он подает сигнал отключения нагрева на БПУ при достижении предельно допустимой деформации болта. Корпус 19 выполняет функцию предохранения от доступа внешней среды, осевые усилия он не передает. Между подвижной в осевом направлении шайбой 9 и упором 10 предусмотрена полость, в которой устанавливают набор элементов 24 (фиг. 2) жидкостного компенсатора, заполненных легко замерзающей жидкостью 22 с большим коэффициентом объемного расширения типа воды, глицерина или их смесей, образующих при замерзании твердую фазу с увеличением объема.

Элементы компенсатора выполнены сварными, боковые пластины 20 (фиг. 2) выполняют роль эластичных мембран, деформирующихся при изменении объема замерзающей жидкости, собраны в пакет, стягиваемый при сборке гайкой 8. Суммарная величина осевой деформации пластин 20 и объем жидкости 22 берутся из расчета равенства осевой деформациям твердотельного компенсатора. От радиальной нагрузки давлением замороженной жидкости элементы компенсатора со стороны вала и корпуса защищены кольцевыми профилированными вставками 23.

В регионах, где отсутствуют отрицательные температуры или они кратковременны и ничтожно малы установка жидкостного компенсатора не требуется. Регулирование усилий и перемещений при замерзании жидкости осуществляется количеством элементов.

При повышении температуры выше температуры закрепления (до +60-80°С), твердотельный компенсатор 5 (фиг. 1) выполненный из материала с большим коэффициентом линейного расширения, удлиняется, растягивая болт 6 и стыковой болт 2. Усилие от деформации болтов передается на накладки 4 через шайбу 9 и упор 10, повышая усилие затяжки, стыковое сопротивление, напряжения сжатия в рельсах и их сдвиговое перемещение относительно накладок, сохраняя до определенного уровня установленный первоначальный зазор между торцами рельсов и стяжными болтами. Стыковой болт 2 и болт 6 выполняет функцию осевой пружины, возвращаясь по мере снижения температуры в исходное состояние.

Величина создаваемых усилий твердотельного компенсатора, стыковое, костыльное, погонное сопротивления, усилия дозатяжки болтов, уровень напряжений и деформации в рельсах, температура закрепления представляют сложный трудно определяемый комплекс параметров, зависящий от состояния пути и температурных колебаний в каждой климатической зоне.

При любых изменениях температуры в положительной области твердотельный компенсатор автоматически через БПУ без участия человека будет обеспечивать необходимое стыковое сопротивление, регулировать напряженно-деформационное состояние в рельсах, исключая проявление аномальных явлений.

При сезонном суточном снижении температуры окружающей среды усилия развиваемые твердотельным компенсатора будут снижаться до исходного значения, полученного при затяжке пружинной гайки 8.

Для предотвращения потерь контролирующего действия твердотельных компенсаторов, сохранения уровня деформации в рельсах и стыковых сопротивлений при снижении температуры на 10-30°С от предельно допустимых плюсовых температур датчик температуры 15 подаст сигнал на БПУ 13 для включения подогревателя 12. Программа БПУ регулирует интенсивность нагрева в зависимости от перепада температур окружающей среды и самого твердотельного компенсатора, фиксируемой датчиком температуры 17.

Мощность подогревателя находится из расчета поддержания температуры твердотельного компенсатора в пределах 10-30 градусов и составляет 10-20 ватт. Для уменьшения потерь тепла при длительном включении на период сезонных изменений температуры блок компенсаторов закрывают теплоизолирующим чехлом.

Использование подогрева позволяет уменьшить уровень колебаний установленного зазора при монтаже рельсов вплоть до полного устранения, делает возможным управление напряженно-деформационным состоянием рельсов, позволяет значительно увеличить длину нитей бесстыкового пути вплоть до полного устранения уравнительных стыков.

Для работы подогревателя возможно использование стационарного и автономного источников питания, как это сделано на бакенах речного флота. Автоматика БПУ поддерживающая необходимую температуру, включает и выключает подогреватель 12 в требуемых пределах температур, устанавливаемых для каждого региона.

Места установки автоматических компенсаторов совмещают с установкой узлов компенсации температурных зазоров. Значительному перемещению подвержены стыки концевых участков бесстыковых плетей длиной порядка 150-200 м на которых необходимо устанавливать блоки компенсаторов. Средняя часть плетей при этом остается неподвижной. Количество блоков должно обеспечивать сохранение достаточного уровня напряжений и деформаций сжатия в рельсах на концевых перемещающихся участках. Сохранение деформаций сжатия в рельсах необходимо для компенсации напряжений и деформаций, возникающих при достижении отрицательных температур.

По мере отладки всех параметров расстояния между уравнительными пролетами будут расти. При оснащении электронной связью возможна передача сигнала о работе компенсаторов.

Поддержание температуры твердотельных компенсаторов в пределах 10-30 градусов с ничтожными потерями тепла в течение сезонного изменения до появления отрицательных значений позволяет сохранить стыковое сопротивление, допустимый уровень напряжений и деформаций сжатия рельсов, зазор в стыках установленный при монтаже с незначительными колебаниями.

При снижении температуры ниже нуля подогрев твердотельного компенсатора 12 автоматически отключается БПУ. Происходит замерзание жидкости с образованием льда в элементах жидкостного компенсатора 11. Силы от увеличения объема жидкостного компенсатора при замерзании передаются через подвижный упор 10 на накладку 4, суммируясь с усилиями затяжки гаек 3 и 8. При этом сохраняется стыковое сопротивление, напряжения и деформация сжатия в рельсах, возникшие при действии положительных температур, которые компенсируют деформацию укорочения, возникающую от действия вновь появляющихся отрицательных температур, уничтожая друг друга, оставляя неизменными зазоры в стыках.

Изложенный факт показывает, что температурное закрепление компенсаторов желательно осуществляться при незначительном снижении максимальных положительных температур на 10-15°С для сохранения соответствующих им сдвиговых сопротивлений, напряжений и деформаций, исключающих аварийную ситуацию с выбросом, уводом пути, срезом болтов и разрушением стыков.

Преждевременное отключение подогрева и разгрузка рельсов от напряжений и деформаций сжатия не даст желаемого эффекта, поскольку при переходе в отрицательную область температур начнется укорочение рельсов с появлением растягивающих напряжений, которые при взаимодействии с сохраненными напряжениями сжатия будут взаимно уничтожаться.

Таким образом, за несколько циклов сезонных и суточных изменений температур в пределах ±60°С и более можно настроить БПУ на поддержание температурного режима для сохранения стыкового сопротивления при котором напряжения и деформации разного знака будут близки и полностью самокомпенсироваться, не меняя зазора в стыках. В процессе сезонных изменений температуры цикл взаимодействия напряжений повторяется.

Использование предлагаемого способа компенсации температурных зазоров бесстыкового рельсового пути обеспечивает автоматическое регулирование стыковых сопротивлений, напряженно-деформационного состояния рельсов, позволяет стабилизировать зазоры, улучшить качество и безопасность эксплуатации ЖД транспорта, увеличить длину бесстыковых пролетов рельсового пути на десятки километров. Вся доработка при внедрении предлагаемой технологии сводится к установке стыковых болтов измененной конструкции.

Затраты на поддержание, контроль и закрепление стыков рельсов составляют 40% от затрат на эксплуатацию верхнего строения пути. Частые аварии, связанные с выбросами, уводами пути, разрывами рельсов и болтовых соединений резко снижают безопасность эксплуатации ЖД транспорта [4].

Внедрение предлагаемого способа автоматической компенсации температурных зазоров позволит снизить интенсивность износа колес, рельсов, потерь на тягу, выбросы, уводы пути, разрыв рельсов, срез болтов, обеспечить высокий уровень безопасности движения и снизить затраты на эксплуатацию верхнего строения пути. Конструкция блока компенсаторов позволяет выполнять работы по их установке на рельсовом полотне, не нарушая режима движения транспорта.

1. Патент №2272.857 С2, Е01В 11/32 от 10.03.2004.

2. Патент №2254408 С2, Е01В 11/32 от 11.11.2002.

3. Интернет: Тема №6. «РЕЛЬСОВЫЕ СТЫКИ И СТЫКОВЫЕ СКРЕПЛЕНИЯ» Классификация стыков.

4. Касымжанова К.С. Управление температурной работой длинных рельсов и плетей бесстыкового пути в условиях Казахстана. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н. Республика Казахстан, Алмата, 2010.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *