Почему типы железнодорожных креплений имеют значение в путевой технике
Система рельсового скрепления — это интерфейс между рельсом и шпалой или плитой. Он удерживает рельсы на нужной ширине и наклоне, передает вертикальные, поперечные и продольные силы на подконструкцию пути и обеспечивает электрическую изоляцию, необходимую для рельсовых цепей. Поскольку рабочий цикл подъездного пути с низкой-интенсивностью движения полностью отличается от рабочего цикла магистрали для тяжелых-магистральных перевозок, типы рельсовых скреплений не являются взаимозаменяемыми: форма зажима, нагрузка на опору, количество компонентов и метод крепления зависят от условий эксплуатации. Требования к характеристикам системы крепления изложены в серии EN 13481, а сам рельс указан в GB/T 2585 и EN 13674-1. В этом руководстве объясняются основные семейства крепежных элементов, используемых в современных путях, а также то, как выбор типа влияет на установку и обслуживание.
Рельсовые крепления с эластичным зажимом
В рельсовом креплении с эластичным зажимом используется стержень или стержень, имеющий форму петли или дуги, которая отклоняется во время установки. Важной механической особенностью этого семейства является то, что оно может использовать как изгибающие, так и скручивающие напряжения, что обеспечивает превосходные характеристики пружины: зажим поддерживает стабильную нагрузку на пятку в широком диапазоне прогиба рельса и компенсирует небольшие допуски в подошве рельса, накладке и изоляторе. Компромисс- заключается в том, что геометрия зажима более сложна в изготовлении, а загруженный зажим демонстрирует большее линейное изменение между свободным и установленным положениями, поэтому окна установки и проверки необходимо определять по чертежу зажима, а не судить на глаз.
Системы эластичных зажимов обычно собираются без ведомого шипа, входящего в основание рельса. Зажим давит на подошву рельса через изолирующую подкладку и закрепляется либо болтом с резьбой в литой или катаной опорной плите, либо буртиком, залитым в шпалу или плиту. Органы железнодорожного транспорта в Германии, Великобритании, Нидерландах и Китае преимущественно определяют тип эластичного зажима для магистральных и высокоскоростных гусениц,-где приоритетом является постоянная сила зажима и низкие затраты на техническое обслуживание.
Преимущества:стабильное усилие зажима, малое количество компонентов, надежная электроизоляция, высокое сопротивление продольной ползучести.
Соображения:более жесткие допуски при установке, специальные инструменты для натяжения, тщательный контроль усталости зажимов.
Типичная обязанность:высокоскоростные-линии, тяжеловесные-магистральные линии, бетонные шпалы и пути из плит.
Рельсовые крепления пружинного типа
В рельсовом креплении пружинного типа используется плоское или слегка изогнутое лезвие, которое крепится болтами так, чтобы оно опиралось на основание рельса. Его эластичность достигается главным образом за счет изгиба лезвия. Это делает конструкцию простой в изготовлении и проверке, а также устойчива к пыли, рассыпанию балласта и небольшим неровностям основания рельса. Поскольку жесткость пружины ниже и зависит от свободной длины полотна, кривая отклонения нагрузки-больше меняется по мере износа полотна, поэтому на линиях с высокой динамической нагрузкой полотно необходимо повторно-подтягивать или заменять чаще.
Крепления пружинного типа с лопастями остаются распространенным выбором в Японии, Франции и Австралии, особенно в сетях смешанного движения, где крепление должно подходить к широкому спектру участков рельсов и где бригады технического обслуживания уже знакомы с практикой натяжения лопастей.
| Элемент | Тип эластичного зажима | Тип пружинного лезвия |
|---|---|---|
| Режим упругой деформации | Сгибание плюс скручивание | Изгиб плоского лезвия |
| Пружинная характеристика | Превосходная, более плоская кривая нагрузки на носок | Простой, чувствительный к нагрузкам и износу |
| Сложность конструкции | Более сложная геометрия. | Простая геометрия |
| Линейное изменение под нагрузкой | Больше | Меньший |
| Типичные регионы спецификации | Германия, Великобритания, Нидерланды, Китай | Япония, Франция, Австралия |
Методы крепления: болтовой и безболтовой.
Вторая классификация производится по методу крепления, то есть по способу крепления конструкции к опорной плите, шпале или плите. Известны две семьи.
Тип болта:зажим или лезвие удерживается болтом с резьбой, проходящим через опорную пластину или основание рельса, поэтому сила зажима устанавливается за счет момента затяжки. К этому семейству относятся болты с пружинным лезвием и болты с упругим зажимом.
Безболтовой тип:упругий элемент входит в зацепление с литым- или ведомым буртиком, и на основном пути нагрузки не остается резьбового соединения. Это семейство широко используется с бетонными шпалами и плитами.
Поскольку эти два семейства различаются по количеству деталей, необходимым инструментам и способу проверки силы зажима, их обычно не смешивают в одной зоне крепления. Германия предпочитает болтовые соединения с упругими зажимами, Великобритания широко перешла на безболтовые крепления с упругими зажимами на бетонных шпалах, а Япония и Франция сохраняют на многих линиях болтовые соединения с пружинными лопастями.
Съемность и ее влияние на техническое обслуживание
Какой бы тип ни был выбран, решающим фактором является съемность крепежной детали. При замене рельса, его подъеме для подбивки или разрезании для ремонта сваркой соединение между опорной плитой и фундаментом под рельсом не должно оставаться неизменным. Поэтому крепление должно быть съемным, не нарушая крепления шпалы, плеча или балластного плеча. Системы, зажимы которых можно освобождать и-переустанавливать с помощью одного инструмента, а плечи которых остаются в шпале, сокращают время владения гусеницей и снижают риск повреждения опорной плиты во время технического обслуживания.
Этот критерий часто является решающим, когда сеть обновляет участок пути. Крепеж с отличными пружинными характеристиками, но с плохой съемностью увеличивает стоимость каждого последующего вмешательства, а крепеж, который быстро открывается и закрывается, снижает-стоимость всего срока службы актива и сохраняет рельсы доступными для движения.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: В чем основное различие между типом эластичного зажима и рельсовым крепежом с пружинным лезвием?
Эластичный зажим использует как изгибающее, так и скручивающее напряжение и, следовательно, более устойчиво удерживает нагрузку на палец ноги, в то время как пружинное лезвие опирается на изгиб плоского лезвия, которое проще изготовить, но более чувствительно к износу.
Вопрос: Почему в некоторых странах предпочитают безболтовые рельсовые крепления?
Безболтовая сборка не имеет резьбового соединения на основном пути нагрузки, поэтому нет необходимости повторно -затягивать болты и отсутствует риск потери крутящего момента под действием вибрации, что подходит для железобетонных шпал и плитных путей на загруженных линиях.
Вопрос: Что означает съемность для системы рельсового скрепления?
Это означает, что крепление можно снять и-переустановить, не повредив опорную плиту, плечо шпалы или зону фундамента под рельсом, поэтому замену и подбивку рельса можно выполнить в течение короткого времени.
Вопрос: Можно ли использовать эластичные зажимы и пружинные крепления на одном участке пути?
Их не следует смешивать внутри одной зоны крепления, поскольку две конструкции различаются жесткостью пружины и способом проверки усилия зажима; изменение типа должно производиться при запланированном переходе с согласованными контактными площадками и изоляторами.
Вопрос. Какой тип рельсового скрепления подходит для высокоскоростных-путей?
На высокоскоростных-гусеничных гусеницах обычно используется эластичный зажим, поскольку он поддерживает стабильную силу зажима в широком диапазоне отклонений, точно поддерживает толщину и требует минимального вмешательства по техническому обслуживанию.
Вопрос: Какая информация необходима для выбора типа рельсового скрепления?
Стандарт сечения и профиля рельса, осевая нагрузка и грузоподъемность, тип шпалы или плиты, необходимое электрическое сопротивление, диапазон регулировки колеи и инструменты для обслуживания, имеющиеся в распоряжении путевой бригады.