УПП. Лекция №3
Промежуточные рельсовые скрепления: назначение, требования, классификация, конструкции
Назначение: промежуточных рельсовых скреплений предназначены для соединения рельсов с подрельсовыми опорами.
Требования:
1.Обеспечение надёжного прикрепления рельсов к опоре.
2.Обеспечение стабильности ширины колеи и подуклонки рельсов. 3.Обеспечение прижатия рельсов к основанию, исключающее отрыв и угон рельсов.
4. Обеспечение возможности регулировки рельсовых нитей по высоте и ширине колеи, замены деталей скреплений без перерыва движения поездов.
5. Обеспечение механизированной сборки и содержания узлов.
6.Обеспечение рациональной пространственной упругости и вибростойкости.
7. Обеспечение электроизоляции рельсов от основания.
8. Обеспечение экономической эффективности.
Классификация скреплений
Промежуточные скрепления подразделяются:
1.по материалу шпал (для деревянных шпал, для ж/б шпал);
2.по наличию подкладок (подкладочные, бесподкладочные).
Подкладка обеспечивает большую площадь передачи давления от рельса на опору, подуклонку рельсов без затески деревянных шпал, объединяет все прикрепители при работе на сдвиг.
Подкладочные скрепления подразделяются, в свою очередь, на 3типа:
Нераздельные, смешанные, раздельные
В нераздельном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой одними и теми же прикрепителями.
В смешанном скреплении рельс через подкладку соединяется с опорой, а подкладка, кроме того, самостоятельно прикрепляется к опоре.
В раздельном скреплении рельс к подкладке и подкладка к опоре прикрепляются самостоятельно разными прекрипителями
Табл.1- классификация промежуточных скреплений РЖД.
|
|
| Вид промежуточного скрепления | Тип промежуточного скрепления | Конструкции прикрепителей | Схема узла скрепления | Наименование (марка)промежуточного скрепления | |
| рельса с подкладкой или шпалой | подкладки со шпалой | ||||
| 1. Подкладочное,не противоугонное | 1.1 смешанное, костыльное | Костыли | Костыли | 
| ДО |
| 2. подкладочное, противоугонное | 2.1 раздельное, клеммно-болтовое | Жесткие клеммы, упругие шайбы | Закладные болты, шурупы | 
| КБ, КД |
| 2.2 раздельное, клеммно-болтовое | Упругие клеммы, болты | Шурупы | 
| Д-4у | |
| 2.3 нераздельное, клеммно-болтовое | Упругие клеммы, Закладные болты | - | 
| , КН-65 | |
| 3. бесподкладочные, противоугонное | 3.1 нераздельное, клеммно-болтовое | Упругие клеммы, Закладные болты, шурупы- | - | 
| ЖБ, ЖБР |
| 4. бесподкладочные, анкерные, противоугонные | 4.2 бесподкладочное, анкерное, безболтовое | Упругие защелкивающиеся или прижимные клеммы | - | 
| АРС |
Подробно остановимся на типовых промежуточных скреплениях.
Типовые промежуточные скрепления для деревянных шпал
1. Костыльное скрепление смешанного типа Д 0 (рис. 1)
|
|
|
Рис 1. Костыльное скрепление смешанного типа Д 0
Основные элементы: клинчатая ребордчатая пятидырная подкладка (рис 2) и костыли (рис.3).Преимущества скреплений ДО: малодетальность, малыйрасход металла, простота в изготовлении и эксплуатации.
Рис 2 – Подкладка для скрепления ДО к рельсам Р65и Р75
Недостатки: не обеспечивает упругую связь рельса со шпалой, не противоугонно.
|
|
В скреплении ДО основные костыли (пришивочные) прижимают подошву рельса к подкладке и шпале, удерживают рельс от бокового сдвига и опрокидывания, а обшивочные костыли прижимают подкладку к шпале, уменьшают ее вибрацию и воспринимают сдвигающие усилия.
На прямых и в кривых радиусом более 1200 м рельсы пришивают на каждом конце промежуточной шпалы 4-мя костылями, на стыковой шпале, в кривых радиусом 
1200м, на мостах, в тоннелях на участках со скоростями 
более 120км/ч – 5-ю костылями.
Подкладки к рельсам Р65 и Р75 размером (170*360)мм унифицированы. (рис. 2). Все костыльные отверстия смещены один относительно другого во избежании образования трещин в шпале.
На кривых участках радиусом 501 – 800 м по наружной нити укладывают несимметричные подкладки, удлиненные в наружную сторону, а при радиусе менее 500м такие подкладки используют под обеими нитями с целью более равномерной передачи давлений от рельса на шпалу.
Нормальные костыли (рис 3а) имеют овальную головку, а удлиненные (пучинные) призматическую. Длина нормальных костылей (165мм), пучинных – 205, 240, 280мм. Сопротивление выдергиванию нормального костыля -20 кН. Для уменьшения разрушающего действия костылей в шпалах предварительно сверлят отверстия глубиной 130мм и диаметром 12,7мм.
Рис.3 Прикрепители для деревянных шпал: а) костыли; б) шурупы
Для предотвращения продольного перемещения рельсов по подкладкам при костыльном скреплении на рельс закрепляются пружинные противоугоны. Усилие сдвига противоугона вдоль подошвы рельса должно оставаться не 
Рис.4 Пружинный противоугон для рельсов Р65 и схемы расстановки противоугонов
|
|
менее 5-6 кН,
Скрепление КД (рис 5 а). Рельс прижат к подкладке двумя жесткими Г-образными клеммами. Клеммы прижимаются натяжением болтов, устанавливаемых в вырезы реборд подкладок. Между гайкой болта и клеммой ставят двухвитковую шайбу. Под подошву рельса укладывают упругую прокладку. Упругие элементы обеспечивают постоянное прижатие рельса к подкладке. Клинчатая подкладка с высокими ребордами прикрепляется к шпале 4-мя шурупами, под головки которых иногда
устанавливаются двухвитковые шайбы, препятствующие быстрой разработке отверстий в шпалах. Шурупы (рис.3б), благодаря винтовой нарезке сопротивляются выдергиванию в 1,5-2 раза лучше, чем костыли.
Во избежание смятия древесины под подкладки укладывают резиновые или резинокордовые прокладки.
1). Скреплен6ие КД-65 позволяет регулировать рельс по высоте до 14мм за счет применения прокладок различной толщины;
Рис 5. Рельсовые скрепления КД (а) и Д4 (б) для деревянных шпал:1- двухвитковая шайба; 2- шуруп; 3- подкладка; 4- клеммный болт; 5- клемма; 6-подрельсовая прокладка; 7- прокладка под подкладку.
2).минимизирует вибрации подкладок;
3).дает возможность менять рельсы без вывинчивания шурупов;
4).обеспечивает достаточное сопротивление угону и температурным деформациям.
Недостатки.: Жесткость, многодетальность, быстрое ослабление натяжения болтов.
Значительно рациональнее использовать раздельные скрепления не с жесткими, а упругими клеммами, примером которых являются скрепления Д4,
Промежуточные скрепления для железобетонных шпал представлены 4 –мя основными типами: КБ, ЖБ-65 - типовые и КН-65, АРС.- в стадии широкого эксперимента.
Скрепление КБ. (рис.6). – типовое промежуточное скрепление для железобетонных шпал, используемое на наиболее грузонапряженных,
высокоскоростных линиях и линиях с продолжительным зимним периодом эксплуатации.
Плоскую подкладку скрепления укладывают на наклонную (для обеспечения подуклонки рельсов), заглубленную в тело шпалы подрельсовую площадку и прикрепляют к шпале закладными болтами, под гайки которых укладывают пружинные шайбы.
Клеммный узел аналогичен узлу в скреплении КД. Между рельсом и подкладкой и между подкладкой и шпалой с целью электроизоляции и увеличения упругости скрепления укладывают резиновые прокладки: подрельсовые повышенной упругости (толщиной 11-13мм), нашпальные толщиной 7-8мм. Меняя их толщину, можно регулировать положение рельсов по высоте
Достоинства: надежно, противоугонно, возможна регулировка рельса по высоте, возможна смена рельсовых плетей без расшивки.
Недостатки: жесткое, многодетальное (21 деталь в узле), трудоемкое (очистка от грязи, смзка, подтягивание гаек), разброс ширины колеи, малый срок службы резиновых прокладок, плохая работа в кривых.,дорогое.
Рис 6.Промежуточное скрепление КБ65: 1- прокладка под подкладку КБ; 2- подкладка КБ; 3- гайка М22*22; 4-клеммный болт; 5 –двухвитковая шайба; 6- клемма; 7- закладной болт; 8- скоба для изолирующей втулки КБ; 9- изолирующая втулка; 10- прокладка под подошву рельса.
.
Предназначено для крепления Р65 к ж.б. шпалам. Достоинством скрепления является малодетальность. Отличается от КБ отсутствием металлической подкладки и двумя болтами на узел скрепления вместо 4-ех. В качестве прикрепителя применяется упругая прутковая клемма из рессорной стали. Надежная работа скреплений с пружинными клеммами в первую очередь определяется состоянием монтажной затяжки гаек закладных болтов, стабильность которого несколько больше чем в скреплении КБ. Однако сборка рельсошпальной решетки, смена инвентарных рельсов на плети с этим скреплением более трудоемкая и сложная. Поскольку нет подкладки, плохо держит ширину колеи в кривых, поэтому применяется на прямых и станционных путях.
.
1-Упорная прокладка; 2- Боковой упор; 3- Клемма; 4-Прокладка; 5-Закладной болт;
Рис.7 – Скрепление ЖБР
АРС - перспективное безболтовое анкерное рельсовое скрепление., предназначенное для магистральных линий без ограничений по грузонапряженности и скоростям движения поездов.
Основные элементы (рис.8):
замоноличенный в подрельсовой зоне железобетонной шпалы объединенный анкер(5) рамно – арочного типа с двумя хвостовиками, (объединяет работу двух клеммных узлов, охватывая подошву рельса);
две В- образные пружинные клеммы 1;
два эксцентриковых монтажных регулятора 2 в виде правильного шестигранника, обеспечивающих необходимую величину натяжения пружин;
два плоских подклеммника 4;
два нарельсовых изолирующих и амортизирующих уголка 6;
подрельсовая резиновая прокладка 7 повышенной упругости толщиной 14мм.
1- клемма; 2,3.- монорегулятор (регулятор + фиксатор); 4- подклеммник; 5 - анкер; 6 - уголок изолирующий; 7- резиновая прокладка
Рис 8. Скрепление АРС - 4
Достоинства.:1.- высокая надежность и стабильность рельсовой колеи;
2.- малодетальность (отсутствие резьбовых соединений0;
3.-прстота сборки и эксплуатации;.4- высокая экономическая эффективность.
4.регулировка положения рельсов по высоте до 20 мм.
Недостаток: выход шпал в зоне заделки анкеров..