Железнодорожный рельс
Использование: изобретение относится к конструкции верхнего строения пути, в частности, к конструкции железнодорожного рельса. Сущность изобретения: на подошве рельса выполнены периодически повторяющиеся по его длине пары выступов , параметры которых определяются из соотношений: Pi l/n, И (Pi - l2)/2, l2 (0,73-1,12)h. Ri (0,078-0,1)h; P2 (Pi(n-1); R2 (0,026-0,033)h; hi (0,078-0,1) h, где h - высота рельса, I - длина рельса, п - количество пар выступов. Pi - период чередования пар выступов, h - расстояние первого выступа от торца рельса; h - расстояние между выступами одной пары, Ра - расстояние между первыми выступами первой и последней пар, Ri, R2 - радиусы округлений, hi - высота выступа, при этом выступы выполнены с прямолинейными гранями под углом а 40-50°С. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 Е 01 В 5/02
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1.) 4740791/11 (22) 26,06.89 (46) 07,12.92, Бюл. ¹ 45 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) В.П.Есаулов, А.Т,Есаулов. А.А.Алимов, Е,И.Шевченко, А.В.Сладковский, Ф.К.Клименко и В,И,Ковальченко (56) Патент США ¹ 1653001, кл. Е 01 В 5/02, 1927. (54) ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ РЕЛЬС (57) Использование; изобретение относится к конструкции верхнего строения пути, в частности. к конструкции железнодорожного рельса. Сущность изобретения; на подошве рельса выполнены периодически
Изобретение относится к конструкции верхнего строения пути, в частности к конструкциям железнодорожного рельса.
Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности рельса путем увеличения его сопротивления угону, На фиг. 1 изображен поперечный профиль рельса; на фиг. 2 — то же, вид сбоку; на фиг. 3 — выносной элемент — отдельный выступ подошвы.
Рельс состоит из головки 1, шейки 2 и подошвы 3, на которой выполнены и пар выступов, например 4. 5 и 6, 7. При этом выступ 4 расположен от торца рельса на расстоянии Ii, а выступ 5 — на расстоянии Iz от выступа 4. Следующая пара выступов 6 и
7 отстоит от предыдущей пары выступов 4 и
5 на величину периода Р1. при этом период
Р1 зависит от длины рельса I и количества пар выступов и. Количество пар выступов и
Ы2 1779698 А1 повторяющиеся по его длине пары выступов, параметры которых определяются из соотношений; Р1 =1/и, 11 =(P1 — 1г)/2, Iг = (0,73-1,12)h, R > = (0,078-0,1)h; Рг = (P >(n-1), йг = (0,026-0,033)h; Ь1 = (0,078-0,1) h, где h— высота рельса, I — длина рельса, n — количество пар выступов, Р1 — период чередования пар выступов, I> — расстояние первого выступа от торца рельса; Iz — расстояние между выступами одной пары, Рг — расстояние между первыми выступами первой и последней пар, R1, Яг — радиусы округлений, h> — высота выступа, при этом выступы выполнены с прямолинейными гранями под углом a = 40-50 С. 1 э.п. ф-лы, 3 ил. зависит от эпюры укладки шпал на 1 км пути из расчета: 1 пара выступов на 1 шпалу.
Пары выступов периодически повторяются и последняя пара отстоит от первой на расстоянии Рг. Каждый выступ (фиг.3) описан окружностью радиуса R>, сопряженной с прямолинейной гранью, расположенной под углом наклона а, которая в свою очередь сопряжена с окружностью радиуса Rz.
Высота выступа при этом равна hi.
Ввиду того, что в процессе эксплуатации рельса возможно ослабление усилия, действующего на рельс от костыля и прижимающего последний к подкладке для скреплений типа ДО, то можно данным усилием пренебречь, Считаем также, что из-за уширения зева противоугонов они не обеспечивают надежности на данном звене, т.е. основное сопротивление угону обусловлено трением между подошвой рельса и подклад1779698
Р=- PS, К =- — =- 1,86
1+f
1 — f
К= = f--03
P кой. Тогда, допуская, что контактные напряжения между подошвой рельса и подкладкой распределены равномерно в области контакта, запишем выражение: где Р— нормальное напряжение, S — суммарная площадь контактных зон. Для предельного сдвигающего усилия аналогично 10 запишем
Q =- т5 =- fPS, где t —; f — коэффициент трения стали по стали f =0 3. Введем 15 коэффициент противоугонности
Безразмерный коэффициент К характеризует сопротивление рельсового звена угону, т,е. предельную силу угона, которую может выдержать данное звено при действии усилия Р, 25
В том случае, если противоугоны находятся в исправном состоянии, коэффициент
К повышается на 28%, так как к силе 0 необходимо добавить суммарное усилие от не более 22 противоугонов, для стандарт- 30 ной длины звена — 25 мм.
Предполагается, что рельсовые подкладки выполнены со скошенными гранями, причем угол скоса соответствует углу наклона прямолинейного участка подо- 35 швы рельса. В предельном случае (предсдвиговом) контакт рельса с подкладкой осуществляется в зонах данных участков.
При этом усилия P u Q определяются следующим образом: 40
P = PS cos а- tS< sin а, Q = Р$1 sin а+ tS< cos а. где S< — половина суммарной площади прямолинейных участков, а угол а -- 45О. То да, используя закон трения Кулона получим для К
Следовательно, коэффициент противоугонности возрастает в 5-6 раз.
Формула изобретения
1. Железнодорожный рельс. содержащий гловку, шейку и подошву с периодически повторяющимися по ее длине выступами на ширину подошвы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем увеличения его сопротивления угону, выступы подошвы сгруппированы парами, параметры которых определяются из соотношений
Р1 = I/n;
I1 = (P ) - l2)t2;
12 = (0,73-1,12)h, р2 = р1(n-1);
В1 = (0,078-0,1)h;
Rz = (0,026-0,033)h;
hi = (0,078-0,1)h; где h — высота рельса; — длина рельса;
n — количество пар выступов:
P> — расстояние между первыми выступами смежных пар:
Iz — расстояние до первого выступа от торца рельса;
I, — расстояние между выступами одной пары;
Pp — расстояние между первыми выступами первой и последней пар;
Й1, R2 радиусы скруглений;
h> — высота выступа. .2. Рельс по п.1, отличающийся тем, что выступы выполнены с плоскими гранями, наклоненными под углом 40-50" одна к другой. !
= 3-!
«U I д,|!
I» (, (
ГК
-; ! =1
1 т.
1i "Л7
-.-)
1 ч
/ ..
1779698
Составитель А. Петрухин
Техред М.Моргентал Корректор С. Юско
Редактор С. Кулакова
Производственно-издательский комбинат "Патент", r..Óæãoðoä, ул,Гагарина, 101
Заказ 4417 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
