RU236084U1

RU236084U1 - CONTROL RAIL FOR CROSSINGS OF TURNOUTS WITH INCREASED WEAR RESISTANCE

Info

Publication number: RU236084U1
Application number: RU2025111469U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Николай Михайлович Паладин
Original assignee: Акционерное Общество "Инновационный Научно-Технический Центр" (Ао "Интц")
Filing date: 2025-04-30
Publication date: 2025-07-25

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к железнодорожному пути на участках стрелочных переводов, имеющему в своем составе рельс контррельсовый. Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является снижение интенсивности износа рабочей грани рельса контррельсового, сохранение его жесткости и обеспечение более благоприятного прохождения колесных пар подвижного состава. Технический результат достигается рельсом контррельсовым для крестовин стрелочных переводов повышенной износостойкости, Г-образного профиля, имеющим подошву, шейку, головку, прямолинейный участок в центральной части, предназначенный для прохождения колесных пар подвижного состава через «вредное пространство» крестовины, и пологие отводы на концах рельса, направляющие гребни колес в узкие желоба, находящиеся напротив «вредного пространства», при этом головка, со стороны контактной поверхности на прямолинейном участке подвергнута дифференцированной закалке до получения твердости на поверхности головки на 35-40% выше твердости основы, полученной после проката, с последующим уменьшением твердости на глубину не более 10-12 мм, а на участках пологих отводов на глубину не более 4-6 мм.The utility model relates to railway transport, namely to a railway track on turnout sections, which includes a counter-rail rail. The technical result, which the claimed solution is aimed at achieving, is a decrease in the intensity of wear of the working edge of the counter-rail rail, maintaining its rigidity and ensuring more favorable passage of wheel pairs of rolling stock. The technical result is achieved by a counter-rail rail for turnout frogs with increased wear resistance, an L-shaped profile, having a base, a neck, a head, a straight section in the central part intended for the passage of wheel pairs of rolling stock through the "harmful space" of the frog, and gentle bends at the ends of the rail, guiding the wheel flanges into narrow grooves located opposite the "harmful space", wherein the head, from the side of the contact surface on the straight section, is subjected to differentiated hardening until a hardness on the surface of the head is obtained that is 35-40% higher than the hardness of the base obtained after rolling, with a subsequent decrease in hardness to a depth of no more than 10-12 mm, and on sections of gentle bends to a depth of no more than 4-6 mm.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к железнодорожному пути на участках стрелочных переводов имеющие в своем составе рельс контррельсовый.The utility model relates to railway transport, namely to a railway track on sections of turnouts that include a counter-rail.

Рельс контррельсовый, или охранный рельс - устройство для предотвращения схода поездов с рельсов, а также для корректировки направления движения колёсной пары при прохождении стрелочного перевода. Представляет собой дополнительный рельс, установленный внутри колеи рядом с основным рельсом, который входит в соприкосновение с колесом в случае его отклонения от траектории и удерживает его в заданном пространстве. От среднего участка контррельса в обе стороны делают прямолинейные отводы, для чего контррельс изгибают под углом, примерно равным углу удара в остряк. На выходах ширина желоба составляет 88-90 мм. Пологие отводы на их концах направляют гребни колес в узкие желоба, находящиеся напротив «вредного пространства крестовины стрелочного перевода. Контррельсы располагают на общих с путевым рельсом плоских подкладках и соединяют с ним болтами, пропущенными через вкладыши.A guard rail, or a check rail, is a device for preventing trains from derailing and for correcting the direction of travel of a wheel pair when passing a switch. It is an additional rail installed inside the track next to the main rail, which comes into contact with the wheel in the event of its deviation from the trajectory and holds it in a given space. Straight bends are made from the middle section of the check rail in both directions, for which the check rail is bent at an angle approximately equal to the angle of impact with the switch. At the exits, the width of the gutter is 88-90 mm. Gentle bends at their ends direct the wheel flanges into narrow gutters located opposite the "harmful space of the switch frog. The check rails are located on flat pads common with the track rail and are connected to it with bolts passed through the inserts.

Контррельсы разделяются на три типа соответственно их назначению:Counter rails are divided into three types according to their purpose:

1. стрелочные и крестовинные контррельсы, которые ставятся, чтобы предотвратить удар реборд колес в сердечник крестовины в стрелочных переводах и пересечениях или в стрелочные остряки;1. turnout and frog counter rails, which are installed to prevent the wheel flanges from hitting the frog core in turnouts and crossings or the turnout points;

2. контррельсы на крутых кривых ставятся, чтобы направлять гребни колес локомотивов и вагонов или поддерживать безребордные колеса локомотивов;2. Counter rails are installed on sharp curves to guide the flanges of the wheels of locomotives and wagons or to support the flangeless wheels of locomotives;

3. контррельсы на мостах ставятся, чтобы удержать сошедшие с рельсов колеса на шпалах или брусьях на мосту, на виадуке или на эстакаде.3. Counter rails are installed on bridges to hold derailed wheels on the sleepers or beams on the bridge, viaduct or overpass.

Известны конструкции контррельсов для крестовин стрелочных переводов (Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. Под ред. В.Ф. Яковлева. Москва. Транспорт. 1990 г. Стр. 177, рис.14.20.), которые крепятся к путевому рельсу с помощью вкладышей, болтов и упорок. Контррельсы изготавливают по ГОСТ Р 55497-2013 из незакаленной стали.There are known designs of counter rails for switch frogs (Track and track facilities of industrial railways. Ed. by V.F. Yakovlev. Moscow. Transport. 1990. Page 177, Fig. 14.20.), which are attached to the track rail using inserts, bolts and stops. Counter rails are manufactured according to GOST R 55497-2013 from unhardened steel.

По длине и профилю поперечного сечения контррельсы существенно отличаются от рельсов и остряков. Контррельс из незакаленной стали изнашивается быстрее, чем крестовина и основной рельс. По этой причине контррельсовые узлы приходится изымать из пути и заменять новыми на протяжении одного жизненного цикла крестовины неоднократно.In terms of length and cross-section profile, counter rails differ significantly from rails and switch blades. A counter rail made of unhardened steel wears out faster than a frog and main rail. For this reason, counter rail assemblies have to be removed from the track and replaced with new ones repeatedly during one frog life cycle.

На практике при эксплуатации стрелочных переводов, после ввода усиленных профилей РК65 и РК50, отказы контррельсов по дефектам усталостного характера имеют место лишь в единичных случаях. Одиночное изъятие контррельсов из пути производится, как правило, в результате их износа, расстройства узлов крепления или совместно с дефектным ходовым рельсом. Величина допустимого бокового износа контррельсов в прямой их части определяется допустимой шириной желоба между рельсом и контррельсом. При достижении предельной ширины желоба (46 мм) из-за износа контррельса его заменяют новым.In practice, when operating turnouts, after the introduction of reinforced РК65 and РК50 profiles, failures of the counter rails due to fatigue defects occur only in isolated cases. Single removal of counter rails from the track is usually carried out as a result of their wear, failure of the fastening units or together with a defective running rail. The amount of permissible lateral wear of the counter rails in their straight part is determined by the permissible width of the groove between the rail and the counter rail. When the maximum width of the groove (46 mm) is reached due to wear of the counter rail, it is replaced with a new one.

В комплект крестовиной части стрелочного перевода входят два контррельса, направляющие гребни колес в соответствующие желоба крестовины. При проследовании так называемого «вредного пространства», то есть расстояния от горла крестовины до острия сердечника, на колеса воздействуют только контррельсы. Контррельсы к крестовинам всех типов и марок изготовляют из проката специального Г-образного профиля.The set of the frog part of the switch includes two counter rails, guiding the wheel flanges into the corresponding grooves of the frog. When passing the so-called "harmful space", that is, the distance from the neck of the frog to the tip of the core, only the counter rails act on the wheels. Counter rails for frogs of all types and brands are made from rolled metal of a special L-shaped profile.

Известно техническое решение, которое направлено на уменьшение интенсивности износа рабочей грани уголка рельса контррельсового, содержащий головку с желобом, разделяющим ее на две части, одна из которых служит опорой для поверхностей катания колес, а другая выполнена с боковым контррельсовым рабочим кантом, направляющим движение колес так, чтобы колесные пары проходили через вредное пространство крестовины без попадания их гребней из желоба бокового направления в желоб прямого направления и наоборот, отличающийся тем, что против вредного пространства крестовины боковой рабочий кант контррельса спрямлен посредством наплавки слоя износостойкой легированной стали по хорде, концы которой расположены на равных расстояниях от границ вредного пространств (Патент RU 153001. Заявка 2013145330/11, 09.10.2013).A technical solution is known which is aimed at reducing the intensity of wear of the working face of the corner of a counter rail, comprising a head with a groove dividing it into two parts, one of which serves as a support for the rolling surfaces of the wheels, and the other is made with a lateral counter rail working edge guiding the movement of the wheels so that the wheel pairs pass through the harmful space of the frog without their crests getting from the lateral direction groove into the straight direction groove and vice versa, characterized in that opposite the harmful space of the frog, the lateral working edge of the counter rail is straightened by surfacing a layer of wear-resistant alloy steel along a chord, the ends of which are located at equal distances from the boundaries of the harmful spaces (Patent RU 153001. Application 2013145330/11, 09.10.2013).

Недостатком данного технического решения является трудоемкость процесса нанесения наплавки износостойкого покрытия. Неоднородность износостойкого покрытия по высоте покрытия и по длине контррельса, что приводит к появлению микротрещин, которые при ударных нагрузках прорастают вглубь и приводят к излому контррельса.The disadvantage of this technical solution is the labor intensity of the process of applying the wear-resistant coating. The non-uniformity of the wear-resistant coating along the height of the coating and along the length of the counter rail, which leads to the appearance of microcracks, which, under impact loads, grow deep and lead to a fracture of the counter rail.

Известно техническое решение рельс контррельсовый повышенной износостойкости, имеющий прокатный профиль типа РК, имеющий подошву, шейку, головку, характеризующийся тем, что в головке со стороны контактной поверхности установлены композиционные элементы из металлокерамического износостойкого материала. Кроме этого, в качестве прокатного профиля использован контррельсовый уголок СП850, в качестве прокатного профиля использован контррельсовый рельс типа РК, композиционные элементы установлены в отверстиях неподвижно, отверстия выполнены глухими, отверстия выполнены с межосевым расстоянием 20-25 мм, глубиной 5-25 мм, диаметром 15-25 мм, композиционные элементы выполнены из металлокерамического материала с коэффициентом трения 0,1-0,6.A technical solution is known for a counter-rail rail with increased wear resistance, having a rolled profile of the RK type, having a base, a neck, a head, characterized by the fact that composite elements made of a metal-ceramic wear-resistant material are installed in the head on the side of the contact surface. In addition, a counter-rail angle SP850 is used as a rolled profile, a counter-rail rail of the RK type is used as a rolled profile, the composite elements are installed in the holes fixedly, the holes are made blind, the holes are made with an interaxial distance of 20-25 mm, a depth of 5-25 mm, a diameter of 15-25 mm, the composite elements are made of a metal-ceramic material with a friction coefficient of 0.1-0.6.

Недостатком данного технического решения является снижение жёсткости рельса контррельсового в целом, и высокая стоимость рельса контррельсового, из-за необходимости сверловки отверстий для установки фрикционных элементов, и высокой себестоимости фрикционных элементов.The disadvantage of this technical solution is the reduction in the rigidity of the counter-rail rail as a whole, and the high cost of the counter-rail rail, due to the need to drill holes for installing friction elements, and the high cost of friction elements.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое решение, является снижение интенсивности износа рабочей грани рельса контррельсового, сохранение его жесткости и обеспечение более благоприятного прохождения колесных пар подвижного состава.The technical result, which the claimed solution is aimed at achieving, is a reduction in the intensity of wear of the working edge of the counter rail, maintaining its rigidity and ensuring more favorable passage of wheel pairs of rolling stock.

Технический результат достигается рельсом контррельсовым для крестовин стрелочных переводов повышенной износостойкости, Г-образного профиля, имеющим подошву, шейку, головку, прямолинейный участок в центральной части, предназначенный для прохождения колесных пар подвижного состава через «вредное пространство» крестовины, и пологие отводы на концах рельса, направляющие гребни колес в узкие желоба, находящиеся напротив «вредного пространства», при этом головка, со стороны контактной поверхности, на прямолинейном участке, подвергнута дифференцированной закалке до получения твердости на поверхности головки на 35-40% выше твердости основы, полученной после проката, с последующим уменьшением твердости на глубину не более 10-12 мм, а на участках пологих отводов на глубину не более 4-6 мм.The technical result is achieved by a counter-rail rail for turnout frogs with increased wear resistance, an L-shaped profile, having a base, a neck, a head, a straight section in the central part intended for the passage of wheel pairs of rolling stock through the "harmful space" of the frog, and gentle bends at the ends of the rail, guiding the wheel flanges into narrow grooves located opposite the "harmful space", wherein the head, from the side of the contact surface, on the straight section, is subjected to differentiated hardening until the hardness on the surface of the head is 35-40% higher than the hardness of the base obtained after rolling, with a subsequent decrease in hardness to a depth of no more than 10-12 mm, and on the sections of gentle bends to a depth of no more than 4-6 mm.

Дифференцированная закалка головки рельса контррельсового - это процесс термической обработки, который позволяет получить упрочнение поверхности головки рельса контрельсового на определенную глубину.Differential hardening of the counter-rail head is a heat treatment process that allows for hardening of the surface of the counter-rail head to a certain depth.

В результате дифференцированной закалки на различных участках головки по глубине происходят неодинаковые структурные и фазовые превращения, в результате чего формируются неодинаковые механические и физические свойства. Эффективный режим термообработки (не является предметом защиты данного технического решения) обеспечивает на необходимой глубине требуемый уровень прочности закаленных слоев, которые в свою очередь позволяют получить высокий комплекс физико-механических и эксплуатационных свойств головки рельса. Индукционный высокочастотный нагрев и последующее охлаждение позволяют получить микроструктуру поверхностного слоя, тонкопластинчатый сорбит закалки с минимальным межпластинчатым расстоянием. Такая структура обеспечивает контактную прочность, твердость, живучесть, выносливость, т.е. износостойкости, при этом сохраняется пластичная основа, полученная после прокатки рельса.As a result of differentiated hardening, different structural and phase transformations occur in different sections of the head by depth, resulting in the formation of different mechanical and physical properties. An effective heat treatment mode (not the subject of protection of this technical solution) ensures the required level of strength of the hardened layers at the required depth, which in turn allows obtaining a high complex of physical, mechanical and operational properties of the rail head. Induction high-frequency heating and subsequent cooling allow obtaining a microstructure of the surface layer, thin-lamellar hardening sorbite with a minimum interlamellar distance. Such a structure ensures contact strength, hardness, durability, endurance, i.e. wear resistance, while preserving the plastic base obtained after rolling the rail.

Полезная модель реализуется следующим образом.The utility model is implemented as follows.

Уголок контррельсовый РК50, РК65, РК75 из стали марки К76Ф, Э76Ф, К76Т, Э76Т, К76, Э76 по ГОСТ 55497-2013 укладывается на подвижную платформу, контактная поверхность (головка уголка) располагается кверху.Counter-rail angle RK50, RK65, RK75 made of steel grade K76F, E76F, K76T, E76T, K76, E76 according to GOST 55497-2013 is placed on a movable platform, the contact surface (angle head) is located upward.

Над контактной поверхностью располагается индуктор установки ТВЧ.The inductor of the high-frequency current installation is located above the contact surface.

Режим термообработки головки уголка, при перемещении уголка τ_{нагрева}=5…8 мин/п.м., t = 900°С ± 10°, спрейерное охлаждение водо-воздушной смесью нагретой головки рельса в течении 3…4 мин. Скорость перемещения и время охлаждения подбираются таким образом, чтобы получить твердость на поверхности головки, на 35-40% выше твердости основы, полученной после проката, с последующим уменьшением твердости на глубину не более 10-12 мм, а на участках пологих отводов на глубину не более 4-6. Далее без охлаждения происходит самоотпуск материала головки уголка.The mode of heat treatment of the angle head, when moving the angle τ _heating = 5 ... 8 min / running meter, t = 900 ° C ± 10 °, spray cooling with a water-air mixture of the heated rail head for 3 ... 4 min. The speed of movement and cooling time are selected in such a way as to obtain a hardness on the surface of the head, 35-40% higher than the hardness of the base obtained after rolling, with a subsequent decrease in hardness to a depth of no more than 10-12 mm, and in areas of gentle bends to a depth of no more than 4-6. Then, self-tempering of the angle head material occurs without cooling.

Claims

A counter-rail rail for turnout frogs with increased wear resistance, with an L-shaped profile, characterized by the fact that it has a foot, a neck, a head, a straight section in the central part intended for the passage of wheel pairs of rolling stock through the "harmful space" of the frog, and gentle bends at the ends of the rail, guiding the wheel flanges into narrow grooves located opposite the "harmful space", while the head on the side of the contact surface on the straight section is subjected to differentiated hardening until the hardness on the head surface is 35-40% higher than the hardness of the base obtained after rolling, with a subsequent decrease in hardness to a depth of no more than 10-12 mm, and on the sections of gentle bends to a depth of no more than 4-6 mm.