Стыковая накладка для ходовых рельсов с улучшенной проводимостью
Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Стандартная стыковая накладка снабжается медным вкладышем в качестве электросоединителя, который помещается в пазуху между шейкой рельса и шейкой накладки. Конфигурация вкладыша, площади прилегания и сечение подбираются так, чтобы при сборке стыка обеспечивалась достаточная проводимость для токов тяговой сети метрополитена и вкладыш выдерживал длительные допустимые токи на ходовых рельсах метрополитена. Конструкция позволяет обойтись без сварных электросоединителей на ходовых рельсах метрополитенов и электрифицированных железных дорог. Достигается обеспечение прохождения предельно допустимых токов тяговой сети метрополитена. 1 ил.
Использование: при сборке стыков ходовых рельсов метрополитена.
Уровень техники. До настоящего времени на всех отечественных метрополитенах для компенсации дополнительного сопротивления на сборных электропроводящих стыках применяются стыковые электросоединители из медного гибкого провода площадью сечения 95 кв. мм, которые приваривают к боковым нерабочим граням головок рельсов, см. фотографию в приложении.
На электрифицированных железных дорогах, где переменный ток 300 А и напряжение 25 кВ, предельный допустимый ток для электросоединителя - 368 А значительно превышает средний в контактной сети - 300 А (на каждый ходовой рельс приходится по 150 А), положение вполне удовлетворительное.
На метрополитене при напряжении 825 В пусковые токи только одного поезда достигают 8000 А, а длительный допустимый ток на контактном рельсе 5000 А. На каждом ходовом рельсе нужно обеспечить длительный допустимый ток 2500 А, на каждой накладке не менее 1250 А. Применяются стандартные накладки: 1Р65 Накладка рельсовая двухголовая для железных дорог широкой колеи. ГОСТ 33184-2014. По 4 электросоединителя на каждом рельсе (на контактном рельсе тиражируется именно такая ошибка!) - недопустимо, к тому же трудно добиться качественного сварного соединения.
Кардинальное решение проблемы - изготовить накладку из меди - неприемлемо по стоимости и влечет ненужные бюрократические препятствия в виде испытаний изделия на прочность и т.д.
Но можно поместить электросоединитель в пазуху, которая образуется в пространстве между шейкой рельса и накладкой. Теперь электросоединителем будет медный вкладыш длиной 286 мм, площадью сечения 1580 кв. мм и конфигурацией вписанной с одной стороны в шейку ходового рельса, с другой в шейку стандартной накладки, см. Рис. 1.
Обозначения на Рис. 1 - Устройство вкладыша-электросоединителя в пазухе ходового рельса:
1 - ходовой рельс
2 - стыковая накладка
3 - вкладыш-электросоединитель
4 - зона прилегания вкладыша к шейке рельса
5 - зона фрезеровки на накладке
6 - место защиты пазухи графитовой смазкой
7 - отверстие для стягивающего болта.
С внутренней стороны накладка [2] фрезеруется на глубину до 3 мм, куда запрессовывается вкладыш-электросоединитель [3]. Углубление [5] предотвращает продольное смещение вкладыша [3] относительно накладки [2] при температурном смещении самого рельса [1]. Таким образом стандартную накладку снабжаем вкладышем, с которым накладка являет единое целое; в этом и состоит изобретение.
Толщина вкладыша намеренно делается больше на 2 мм относительно ширины пазухи и на всю поверхность вкладыша [4], примыкающую к шейке рельса перед сборкой стыка наносится 1 мм слой смазки «Суперконт». При затяжке болтов накладки с усилием 80 даН*м на один болт излишки смазки выдавливаются, а частицы меди в смазке сжимаются, обеспечивая надежный контакт вкладыша с рельсами. Площадь контактной поверхности вкладыша и шейки рельса составляет не менее 6850 кв. мм на каждый из двух концов рельса. Для предотвращения коррозии вкладыша от влаги пазухи с обоих концов накладки [6] и зазор между торцами рельсов промазываются графитовой смазкой.
Накладка с медным вкладышем выдерживает длительный предельно допустимый ток более 2950 А, а с алюминиевым - более 2300 А, что значительно превышает требуемый максимальный длительный ток по свойствам тяговой сети метрополитенов с напряжением 825 В.
Сущность изобретения состоит в переносе стыкового электросоединителя рельсов в виде медного или алюминиевого вкладыша в пазуху между рельсовой накладкой и шейкой рельса. Это позволяет кратно увеличить сечение электросоединителя для обеспечения прохождения предельно допустимых токов тяговой сети метрополитена и отказаться от сварных электросоединителей на ходовых рельсах метрополитена (сварное соединение ненадежно, плохо контролируется, а место приварки соединителей приводит к дефектности рельсов). Последнее может быть применено для ходовых рельсов электрифицированных железных дорог.
Стыковая накладка для ходовых рельсов с улучшенной проводимостью с медным вкладышем в качестве электросоединителя, который помещается в пазуху между рельсом и накладкой и выдерживает длительные токи на ходовых рельсах метрополитена.
