Железнодорожный рельс

 

Использование: для железнодорожных путей магистрального и промышленного транспорта. Сущность изобретения: рельс содержит головку 1, ограниченную кривой 2 профиля поверхности катания и гранями 3, шейку 4 и подошву 5. Кривая 2 наклонена в поперечном направлении от оси симметрии рельса. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для железнодорожных путей магистрального и промышленного транспорта.

Цель изобретения - уменьшение контактных напряжений в паре колесо-рельс и за счет этого повышение долговечности железнодорожных рельсов, и увеличение их износостойкости.

На чертеже изображен железнодорожный рельс, содержащий головку 1, ограниченную асимметричной кривой 2 профиля поверхности катания и гранями 3, шейку 4 и подошву 5.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Железнодорожный рельс содержит головку 1, ограниченную кривой 2 и боковыми гранями 3. Точка 0 - мгновенный центр катания, служит началом координат. Длина дуги АВ радиусной кривой постоянна и равна 20 мм. В процессе передвижения колеса по рельсу на головку рельса воздействуют большие вертикальные и боковые нагрузки, передаваемые поверхностью катания колеса и рабочей поверхностью его реборды.

Криволинейно-коническая поверхность контактирует с рельсом в тех же пределах ±10 мм центральной кривой, описывающей головку рельса. За счет несколько увеличенной криволинейной конусности рельсовой колеи, устойчивость колесной пары на рельсе, особенно на кривых участках пути, значительно увеличивается. С появлением износа поверхности качения колеса на рельсе не только фиксируется положение пятна контакта в пределах центральной части коробовой кривой, описывающей профиль головки рельса, но и увеличивается его площадь, что приводит к следующим положительным моментам: не менее чем на четверть уменьшается износ рабочих поверхностей колеса и рельса; улучшается состояние узлов крепления подошвы рельса к основанию; уменьшается возможность появления очага разрушения на внутренней боковой поверхности головки рельса (дефект 21); повышается устойчивость движения экипажа.

Особенно ярко подтверждаются указанные преимущества конструкции рельса при эксплуатации его в паре с колесами, имеющими изначально комплексно-криволинейную поверхность катания.

Форма головки рельса за счет большей линии контакта с поверхностью качения колеса позволяет существенно уменьшить кинематические колебания рельсового экипажа и снизить контактные напряжения в паре колесо-рельс.

Формула изобретения

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ РЕЛЬС, содержащий головку, шейку и подошву, отличающийся тем, что головка выполнена асимметричной относительно вертикальной оси симметрии рельса, при этом кривая профиля поверхности катания головки наклонена к горизонтали в поперечном направлении, угол наклона α указанной кривой определяется из соотношения α= arctg(-2,75˙10^-1˙R²+2,6˙10^-1˙R+ +2,6˙10^-2-K ) , а центр кривизны указанной кривой смещен относительно вертикальной оси симметрии на величину R sinα , где R = 0,25 - 0,60 м - радиус кривой поверхности катания головки рельса; K = 0 - 0,0625 - подуклонка рельса.

РИСУНКИ

Рисунок 1