Рельсовый стык и способ его создания

Изобретение относится к строительству железнодорожных путей, а именно к рельсовым стыковым соединениям. Рельсовый стык содержит на стыкуемых концах (4, 5) сплошного рельсового профиля частей (2, 3) рельса (1) соответствующие друг другу зигзагообразные уступы (6, 7). Оба конца рельсов прикрепляют к соответствующему несущему элементу. Концы рельсов, прикрепленные к несущим элементам, совмещают друг с другом. Несущие элементы скрепляют друг с другом. Зигзагообразные уступы (6, 7) выполнены таким образом, что нижние кромки (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов не являются зигзагообразными. При этом зигзагообразные уступы проходят от нижних кромок к верхним поверхностям или концам рельсов. Нижние кромки (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов по всей их ширине сваривают с их несущими элементами (8, 9). Достигается возможность равномерного и стабильного распределения нагрузки в стыке. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Уровень техники

[0001] Изобретение относится к способу создания рельсового стыка, согласно которому на стыкуемых концах частей рельсов, имеющих сплошной рельсовый профиль, выполняют соответствующие друг другу зигзагообразные уступы таким образом, чтобы на виде сверху готового рельсового стыка головки рельсов были сцеплены, при этом оба конца рельсов прикрепляют к соответствующим несущим элементам; концы рельсов, прикрепленные к несущим элементам, совмещают друг с другом, за счет чего получают указанное сцепление, а примыкающие друг к другу несущие элементы скрепляют друг с другом. Изобретение относится также к рельсовому стыку, получаемому таким способом.

[0002] Указанный рельсовый стык используется, например, в главных опорах крана, которые выполняют из двух или более блоков, соединяемых в месте окончательной сборки посредством стыкового соединения с накладкой. Обычно часть, расположенную между рельсовыми блоками для крановой тележки, сваривают в месте конечной сборки, а после сборки сопряженные поверхности подвергают чистовой обработке и окрашивают. Чистовая обработка рельса требует особой квалификации персонала, специальных инструментов и времени, что требуется учитывать при планировании графика поставки и ресурсов. Кроме того, чистовая обработка во время окончательной сборки часто представляет собой дорогостоящий специальный вид работ в жестких условиях, включающих в себя, в частности, напряженный график, работу на высотных конструкциях, временные рабочие уровни, получение разрешений на проведение огнеопасных работ, погодные условия при проведении наружных установочных работ и т.п.

[0003] Если рельсовый стык не сваривают, он создается между двумя зигзагообразными частями двух блоков, при этом опорное колесо тележки, проходящей по рельсу, перемещается с одного блока на другой с максимально возможной плавностью. Приваривание зигзагообразного конца рельса к несущему элементу с целью обеспечения надлежащего опирания и прочности рельса является затруднительным.

[0004] В известном способе получения рельсового стыка балки, которые служат несущими элементами для соединяемых рельсов, вначале устанавливают встык и соединяют посредством болтов, предусмотренных в боковых сторонах балок. Концы соединяемых рельсов, установленные на соединенных балках, располагаются на расстоянии от соединительных кромок балок. Отдельный отрезок рельса вводят между концами удаленных друг от друга стыкуемых рельсов и сваривают сверху с концами соединяемых рельсов посредством многослойного сварного шва. Затем развинчивают болтовые соединения, удерживающие балки и рельсы, раздвигают балки, сваривают низ соединяемого рельса, дорабатывают сварочный шов и снова закрепляют демонтированные болтовые соединения. Такое решение является чрезвычайно трудоемким и, кроме того, неудовлетворительным с точки зрения функционирования и долговечности рельсового стыка.

[0005] Из публикации WO 2012/034895 А9 известен способ соединения концов капсулярных рельсов с открытым профилем, согласно которому к боковым сторонам концов соединяемых сегментов рельсов параллельно рельсам приваривают соединительные муфты. Сегменты соединяют торцами посредством болтов, проходящих через соединительные муфты, без сварочного соединения. Такой способ предназначен для рельсовых стыков в рельсах с открытым профилем, которые рассчитаны на меньшую нагрузку, и является непригодным для стыков рельсов со сплошным профилем, поскольку не обеспечивает достаточной прочности и безотказной эксплуатации рельсового стыка в более тяжелых режимах применения, которые требуются для рельсов со сплошным профилем.

[0006] Известен также зигзагообразный рельсовый стык, указанный вначале, который имеет равномерную зигзагообразную форму, проходящую сверху донизу на концах соединяемых рельсов в рельсовом стыке, при этом оба зигзагообразных конца рельсов привариваются к несущему элементу, имеющему ровные кромки, на половину зигзага, которая в любом случае доходит до кромки несущего элемента, в то время как половина зигзага, которая находится дальше от края несущего элемента, свободно покоится на несущем элементе. Такое решение обеспечивает весьма хороший результат, однако даже в этом случае нагрузка неравномерно распределяется в стыке и не является достаточно стабильной при долговременной эксплуатации.

Сущность изобретения

[0007] Целью изобретения является разработка способа создания рельсового стыка и рельсовый стык, описанные вначале, которые позволяют решить вышеуказанные проблемы. Эта цель достигнута благодаря способу и рельсовому стыку согласно изобретению, которые представлены в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

[0008] Изобретение основано на том, что нижние кромки соединяемых концов рельсов, по существу, не являются зигзагообразными, поэтому концы рельсов можно сваривать этими нижними кромками по всей их ширине с соответствующим несущим элементом. Только участки концов рельсов, идущие вверх от нижней кромки, являются зигзагообразными, что является полностью подходящим для того, чтобы воспринимать боковое усилие, направленное на рельс, в частности, когда нижние кромки жестко присоединены к несущему элементу по всей их ширине.

[0009] Если зигзагообразные уступы являются, предпочтительно, прямоугольными и, предпочтительно, содержат плоскую стенку, проходящую в продольном направлении рельса, и соединяющиеся с ней плоские передние стенки, перпендикулярные боковым сторонам рельсов, то передние стенки на обоих концах рельсов образуют углы одинакового размера относительно поперечной вертикальной плоскости рельса и верхняя поверхность концов рельсового стыка постоянно поддерживается на одном уровне, обеспечивая плавное перемещение по рельсовому стыку колес рельсового транспортного средства, которое движется по рельсам. Такой вариант осуществления рельсового стыка согласно изобретению является одновременно простейшим и наиболее предпочтительным. Зигзагообразные уступы согласно изобретению могут быть, разумеется, выполнены также множеством других способов, поскольку важным фактором является только отсутствие зигзагообразных участков в области нижней кромки конца рельса, где производится сварка с несущим элементом.

[0010] Другие достоинства изобретения включают в себя, например, отсутствие необходимости проведения сварочных работ на месте фактической сборки, поскольку единственная задача, которую нужно выполнить, может представлять собой только стыковку элементов, состоящих из несущих элементов и рельсов, присоединенных к ним и приваренных на заводе-изготовителе, без необходимости чистовой обработки или окраски. Одним из достоинств является также возможность доставки балок к месту окончательной сборки в виде укороченных секций, упакованных, например, в контейнер.

Перечень чертежей

[0011] Ниже приведено более подробное описание изобретения на примере одного предпочтительного варианта его осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показаны:

[0012] фиг. 1 - вид в аксонометрии двух соединяемых концов рельсов;

[0013] фиг. 2 - вид в аксонометрии сварки одного конца рельса с его несущим элементом;

[0014] фиг. 3 - вид в аксонометрии готового рельсового стыка, в котором концы рельсов с фиг. 1 соединены друг с другом;

[0015] фиг. 4 - вид сбоку рельсового стыка с фиг. 3; и

[0016] фиг. 5 - вид сверху рельсового стыка с фиг. 3.

Подробное раскрытие изобретения

[0017] На чертежах показано получение рельсового стыка согласно изобретению между концами 4 и 5 сплошного рельсового профиля стыкуемых частей 2 и 3 рельса 1. Стык содержит зигзагообразные уступы 6, 7 соответствующие друг другу и соединяемые друг с другом с фиксацией за счет геометрической формы на стыкуемых концах 4 и 5 рельсов, противоположных друг другу, таким образом, на виде сверху готового рельсового стыка концы 4 и 5 рельсов являются сцепленными.

[0018] При этом нижние кромки 4а и 5а концов рельсов, по существу, не являются зигзагообразными, и зигзагообразные уступы 6 и 7 проходят от этих, по существу, незигзагообразных нижних кромок 4а и 5а концов 4 и 5 рельсов в направлении верхних поверхностей концов 4 и 5 рельсов.

[0019] Концы 4 и 5 рельсов сваривают их нижними кромками 4а и 5а по всей их ширине с торцевыми кромками 8а и 8b несущих элементов 8 и 9, при этом указанные торцевые кромки расположены в той же самой вертикальной плоскости, что и нижние кромки концов 4 и 5 рельсов, а затем посредством болтового соединения между несущими элементами 8 и 9 концы 4 и 5 рельсов соединяют друг с другом, образуя рельсовый стык. Сварка обычно выполняется в механическом цехе, поэтому на месте эксплуатации рельсового стыка обычно требуется только соединить несущие элементы 8 и 9. Разумеется, в случае необходимости части 2 и 3 или рельс 1 прикрепляются к их несущим элементам 8 и 9 также кромками частей 2 и 3 при помощи известных способов.

[0020] Зигзагообразные уступы 6 и 7 имеют, по существу, прямоугольную форму, при этом зигзагообразные уступы на обоих концах 4 и 5 рельсов содержат плоскую стенку 6а и 7а, расположенную, по существу, в продольном направлении рельса 1, и соединенные с этой стенкой передние стенки 6b, 6с и 7b, 7с, перпендикулярные боковым сторонам рельса 1.

[0021] Передние стенки 6b, 6с, и 7b, 7с обоих концов 4 и 5 рельсов образуют одинаковые углы относительно поперечной вертикальной плоскости рельса 1. Это означает, что части 2 и 3 рельса 1, раскрытые в данном описании, являются идентичными.

[0022] Конструкция согласно изобретению может быть использована во всех типах кранов, в которых рельс главной опоры может свариваться на месте конечной сборки, без необходимости проведения сварочных работ. Такие краны могут представлять собой, например, мостовые краны, причальные краны-перегружатели (STS) или какую-либо установку на передвижной платформе.

[0023] Приведенное выше описание изобретения предназначено только для иллюстрации основной идеи изобретения. Поэтому специалисты в данной области техники могут изменять его детали в пределах объема, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Следовательно, конфигурация зигзагообразных уступов согласно изобретению также может быть изменена множеством различных способов, поскольку важным фактором является только отсутствие зигзагообразной формы в области нижней кромки конца рельса, где осуществляется сварка с несущим элементом.

1. Способ создания рельсового стыка, в котором:

выполняют соответствующие друг другу зигзагообразные уступы (6, 7) на имеющих сплошной рельсовый профиль стыкуемых концах (4, 5) частей (2, 3) рельса (1) таким образом, чтобы на виде сверху готового рельсового стыка концы (4, 5) рельсов были сцеплены;

оба конца (4, 5) рельсов прикрепляют к соответствующим несущим элементам (8, 9);

концы (4, 5) рельсов, прикрепленные к несущим элементам (8, 9), совмещают друг с другом, за счет чего получают указанное сцепление; и

расположенные напротив друг друга несущие элементы (8, 9) скрепляют друг с другом,

отличающийся тем, что зигзагообразно расположенные уступы (6, 7) выполнены таким образом, что нижние кромки (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов, по существу, остаются незигзагообразными, при этом зигзагообразные уступы (6, 7) проходят от этих, по существу, незигзагообразных нижних кромок (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов к верхним поверхностям или концам (4, 5) рельсов; и при этом

концы (4, 5) рельсов приваривают по всей ширине их нижних кромок (4а, 5а) к их несущим элементам (8, 9).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что зигзагообразные уступы (6, 7) выполняют, по существу, прямоугольными, при этом зигзагообразные уступы (6, 7) на обоих концах рельсов (2, 3) содержат стенку (6а, 7а), расположенную, по существу, в продольном направлении рельса (1), и соединенные с ней передние стенки (6b, 6c, 7b, 7c), по существу, перпендикулярные боковым сторонам рельса (1).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что все стенки (6а, 6b, 6c, 7а, 7b, 7c) зигзагообразного уступа (6, 7) выполняют в виде плоских стенок.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что передние стенки (6b, 6c, 7b, 7c) обоих концов (4, 5) рельсов образуют одинаковые углы относительно поперечной вертикальной плоскости (А) рельса (1).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что нижние кромки (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов и соответствующие передние кромки (8а, 9а) несущих элементов (8, 9) располагают в одной вертикальной плоскости (А) для сварки.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что рельсовый стык выполняют в рельсе главной опоры крана.

7. Рельсовый стык, содержащий соответствующие друг другу зигзагообразные уступы (6, 7) на имеющих сплошной рельсовый профиль стыкуемых концах (4, 5) частей (2, 3) рельса (1), выполненные таким образом, что на виде сверху готового рельсового стыка концы (4, 5) рельсов сцеплены, при этом оба конца (4, 5) рельсов прикреплены к соответствующим несущим элементам (8, 9), которые скреплены друг с другом,

отличающийся тем, что нижние кромки (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов, по существу, не являются зигзагообразными, при этом зигзагообразные уступы (6, 7) проходят от этих, по существу, незигзагообразных нижних кромок (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов к верхним поверхностям или концам (4, 5) рельсов и при этом концы (4, 5) рельсов по всей ширине нижних кромок (4а, 5а) приварены к их несущим элементам (8, 9).

8. Рельсовый стык по п.7, отличающийся тем, что зигзагообразные уступы (6, 7) выполнены, по существу, прямоугольными, при этом зигзагообразный уступ (6, 7) обоих концов рельсов (2, 3) содержит стенку (6а, 7а), расположенную, по существу, в продольном направлении рельса (1), и соединенные с ней передние стенки (6b, 6c, 7b, 7c), по существу, перпендикулярные боковым сторонам рельса (1).

9. Рельсовый стык по п.8, отличающийся тем, что все стенки (6а, 6b, 6c, 7а, 7b, 7c) зигзагообразного уступа (6, 7) являются плоскими.

10. Рельсовый стык по п.8 или 9, отличающийся тем, что передние стенки (6b, 6c, 7b, 7c) обоих концов (4, 5) рельсов образуют одинаковые углы относительно поперечной вертикальной плоскости (А) рельса (1).

11. Рельсовый стык по п.7, отличающийся тем, что нижние кромки (4а, 5а) концов (4, 5) рельсов и соответствующие торцевые кромки (8а, 9а) несущих элементов (8, 9) расположены в одной вертикальной плоскости.

12. Рельсовый стык по п.7, отличающийся тем, что указанный рельсовый стык выполнен в рельсе главной опоры крана.