RU2400588C2

RU2400588C2 - Railway and method of its operation

Info

Publication number: RU2400588C2
Application number: RU2009116066/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Тихонович Зиньковский (RU); Александр Тихонович Зиньковский
Original assignee: Александр Тихонович Зиньковский
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2010-09-27
Also published as: RU2009116066A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: proposed method comprises running trains on railways. Railway comprises guide track formed by rails jointed together with a gap. Rail head top faces feature cylindrical shape in the zone of gap. Cylindrical surface generatrix stays parallel to track lengthwise axis and parallel to rail foot bottom face. Cylindrical surface guide features radius equal to that of train wheel along rolling circle.

EFFECT: electric power savings, railway and rolling stock longer life.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройству железной дороги и может быть использовано при строительстве и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, метрополитена, аттракционов типа «Американские горки». Известна железная дорога, содержащая состыкованные с зазором рельсы (а.с. СССР 998624, Е01В 2/00, опубл. 23.02.83, бюл. №7).The invention relates to a railroad device and can be used in the construction and repair of railway and tram tracks, subway, roller coaster attractions. Known railway containing rails docked with a gap (AS USSR 998624, ЕВВ 2/00, publ. 23.02.83, bull. No. 7).

Ее недостатком является быстрый износ рельсов и колес проходящего транспортного средства, связанный с большими ударными нагрузками, испытываемыми торцами рельсов и колесами при перескакивании колес на зазорах с одного рельса на другой.Its disadvantage is the rapid wear of the rails and wheels of a passing vehicle, associated with large shock loads experienced by the ends of the rails and the wheels when jumping wheels on the gaps from one rail to another.

Указанная дорога является ближайшим аналогом предлагаемого изобретения.The specified road is the closest analogue of the invention.

Технический результат заключается в снижении энергозатрат на разрушение колес и верхних кромок торцов рельсов, уменьшении угона рельсов, снижении ударных нагрузок и шума, воздействующего на человека и окружающую среду, повышении комфортности и удобства пассажиров, в том числе за счет эффекта укачивания, увеличении сроков службы железной дороги, подвижного железнодорожного состава.The technical result consists in reducing energy consumption for the destruction of the wheels and the upper edges of the ends of the rails, reducing the theft of the rails, reducing shock loads and noise affecting the person and the environment, increasing the comfort and convenience of passengers, including due to the effect of motion sickness, increasing the life of the iron road rolling stock.

Технический результат достигается за счет того, что на железной дороге, содержащей направляющую рельсовую колею, образованную состыкованными с зазором рельсами, верхние грани головок рельсов в области зазора имеют цилиндрическую поверхность, образующая которой перпендикулярна продольной оси рельсовой колеи и параллельна нижней грани подошвы рельса, а направляющая выполнена радиусом, равным радиусу колеса транспортного средства по кругу катания.The technical result is achieved due to the fact that on a railway containing a guide rail track formed by rails docked with a gap, the upper faces of the rail heads in the gap region have a cylindrical surface, the forming of which is perpendicular to the longitudinal axis of the rail track and parallel to the lower edge of the rail sole, and the guide made with a radius equal to the radius of the vehicle’s wheel in a driving circle.

На фиг.1 показана железная дорога, вид сверху; на фиг.2 - то же самое, вид сбоку.Figure 1 shows the railway, a top view; figure 2 is the same side view.

Железная дорога содержит рельсовые нити 1 и 2, образованные в том числе состыкованными с зазором 3 рельсами 4 и 5. Рельсы 4 и 5 находятся на равном расстоянии от продольной оси 6 рельсовой колеи. В зазоре 3, равном m, показан фрагмент колеса транспортного средства радиусом R по кругу катания. От значения h зависит эффект укачивания пассажиров при движении по железной дороге за счет плавного перемещения вверх-вниз.The railway contains rail yarns 1 and 2, including rails 4 and 5, which are joined, inter alia, with rails 3. Rails 4 and 5 are equally spaced from the longitudinal axis 6 of the rail track. In the gap 3, equal to m, shows a fragment of a vehicle wheel of radius R in a circle. The effect of motion sickness of passengers when traveling by rail due to smooth movement up and down depends on the value of h.

Верхние грани 7 и 8 головок 9 и 10 рельсов 4 и 5 в области зазора имеют, соответственно, цилиндрические поверхности, образующая которых перпендикулярна продольной оси рельсовой колеи (продольной оси рельсов) и параллельна нижней грани подошвы рельсов, а направляющая выполнена радиусом, равным радиусу R колеса транспортного средства по кругу катания.The upper faces 7 and 8 of the heads 9 and 10 of the rails 4 and 5 in the gap region, respectively, have cylindrical surfaces, the generatrix of which is perpendicular to the longitudinal axis of the rail track (longitudinal axis of the rails) and parallel to the lower edge of the sole of the rails, and the guide is made with a radius equal to the radius R vehicle wheels in a driving circle.

Железная дорога эксплуатируется следующим образом.The railway is operated as follows.

При прохождении колесами транспортного средства по рельсовым нитям 1 и 2 через рельсовый стык происходит более плавный и мягкий переход колеса через зазор 3.When the wheels of the vehicle pass along the rail threads 1 and 2 through the rail joint, a smoother and softer transition of the wheel through the gap 3 occurs.

Это происходит потому, что колесо транспортного средства «садится» на поверхность катания головки рельса сверху, что уменьшает продольную составляющую силы удара колеса транспортного средства о кромку торца принимающего рельса.This is because the wheel of the vehicle "sits" on the tread surface of the rail head from above, which reduces the longitudinal component of the impact force of the vehicle wheel on the edge of the end face of the receiving rail.

Направляющая, по которой перемещается образующая цилиндрических поверхностей 7 и 8, плавно переходит в плоскости верхних граней головок рельсов 4 и 5 соответственно.The guide along which the generatrix of the cylindrical surfaces 7 and 8 moves moves smoothly into the plane of the upper faces of the rail heads 4 and 5, respectively.

Наибольший эффект от данного технического предложения при разнонаправленном движении будет достигаться, когда проекция оси вращения радиуса R на полотно железной дороги будет проходить через середину зазора 3.The greatest effect of this technical proposal with multidirectional movement will be achieved when the projection of the axis of rotation of radius R on the railroad track passes through the middle of the gap 3.

Зазор 3 является тепловым, и его величина меняется с изменением температуры окружающей среды. Для снижения угона (удара колеса транспортного средства о торец принимающего рельса) и уменьшения удельного давления на полотно железной дороги со стороны рельса при наезде на него колеса со стороны зазора необходимо, чтобы площадь соприкосновения колеса с верхней гранью головок рельсов при переходе через зазор была как можно больше удалена от зазора. При этом давление колеса через принимающий рельс на полотно железной дороги будет распределяться на большей площади верхней грани головки рельса и полотна железной дороги, что приведет к снижению удельного давления на рельс и полотно железной дороги и к увеличению срока их эксплуатации.The gap 3 is thermal, and its value changes with a change in ambient temperature. To reduce theft (impact of the vehicle’s wheel against the end of the receiving rail) and to reduce the specific pressure on the railroad track from the side of the rail when the wheel runs over the side of the gap, it is necessary that the contact area of the wheel with the upper face of the rail heads when crossing the gap be as high as possible more removed from the gap. In this case, the wheel pressure through the receiving rail to the railroad track will be distributed over a larger area of the upper face of the rail head and the railroad track, which will lead to a decrease in the specific pressure on the rail and the railroad track and to increase their service life.

Для достижения вышеуказанного при выполнении цилиндрических поверхностей 7 и 8 длина m зазора 3 должна быть наибольшей, т.е. соответствовать наиболее холодному времени суток. В этом случае при повышении температуры окружающей среды зазор 3 будет уменьшаться, а расстояние от зазора 3 до участка соприкосновения колеса с верхней гранью головки принимающего рельса при переходе колеса через зазор увеличиваться.To achieve the above, when performing cylindrical surfaces 7 and 8, the length m of the gap 3 should be the largest, i.e. correspond to the coldest time of day. In this case, with increasing ambient temperature, the gap 3 will decrease, and the distance from the gap 3 to the area of contact of the wheel with the upper face of the head of the receiving rail when the wheel passes through the gap increases.

Для уменьшения силы удара о торец принимающего рельса направляющая, вдоль которой движется образующая цилиндрических поверхностей 7 и 8, должна плавно переходить в горизонтальную плоскость верхних граней головок рельсов.To reduce the force of impact on the end of the receiving rail, the guide along which the generatrix of the cylindrical surfaces 7 and 8 moves should smoothly pass into the horizontal plane of the upper faces of the rail heads.

Способ эксплуатации железной дороги, включающей движение по ней транспортных средств, заключается в том, что движение транспортных средств осуществляют по указанной выше железной дороге.The method of operation of the railway, including the movement of vehicles on it, is that the movement of vehicles is carried out on the above railway.

Для достижения технического результата часто бывает достаточным, чтобы на железной дороге, содержащей направляющую рельсовую колею, образованную состыкованными с зазором рельсами, верхняя грань головки, по меньшей мере, одного рельса в области зазора была выполнена с наклоном в сторону зазора. При этом плоскость наклона должна плавно переходить в горизонтальную плоскость верхней грани головок рельсов.To achieve a technical result, it is often sufficient that on a railroad containing a guide rail track formed by rails joined to the gap, the upper face of the head of at least one rail in the gap region be inclined towards the gap. In this case, the inclination plane should smoothly pass into the horizontal plane of the upper face of the rail heads.

Реализация предложенного технического решения при всей его, казалось бы, незначительности даст значительный экономический эффект. Обеспечение наклона поверхности катания принимающих рельсов в сторону отдающих рельсов осуществимо технически, к примеру, путем снятия металла с помощью фрезы или наждачного круга.The implementation of the proposed technical solution for all its seemingly insignificance will give a significant economic effect. Ensuring the inclination of the rolling surface of the receiving rails in the direction of the giving rails is technically feasible, for example, by removing metal with a cutter or an emery wheel.

В соответствии с договором о патентном праве PLT за исключением тех случаев, когда из контекста следует иное, слова в единственном числе включают слова во множественном числе и наоборот.Pursuant to the PLT Patent Law Treaty, unless otherwise specified in the context, singular words include the plural and vice versa.

Преимущества предложенных технических решений.The advantages of the proposed technical solutions.

1. Снижаются энергозатраты на перевозку пассажиров и грузов по железной дороге.1. Reduced energy costs for the transport of passengers and goods by rail.

2. Уменьшается удельное давление колеса транспортного средства на головку рельса в области зазора.2. The specific pressure of the vehicle wheel on the rail head in the gap area is reduced.

3. Увеличивается срок службы рельсов и транспортных средств и уменьшается производимый колесами при переходе через зазор характерный стук колес, влияющий на окружающую среду и здоровье человека.3. The service life of rails and vehicles is increased, and the characteristic knock of the wheels, which affects the environment and human health, decreases when the wheels pass through the gap.

4. В течение значительного времени года (когда зазор не является наибольшим) центр тяжести колеса транспортного средства в момент соприкосновения с принимающим рельсом при переходе через зазор удален от вертикальной грани торца принимающего рельса, что уменьшает удельное давление рельса на полотно дороги и увеличивает срок его эксплуатации, а также уменьшает изгибающий момент, действующий на рельс в области зазора со стороны колеса.4. During a significant time of the year (when the clearance is not the largest), the center of gravity of the vehicle’s wheel at the moment of contact with the receiving rail when passing through the gap is removed from the vertical face of the end of the receiving rail, which reduces the specific pressure of the rail on the roadbed and increases its life , and also reduces the bending moment acting on the rail in the area of the gap from the side of the wheel.

5. Увеличивается срок эксплуатации железной дороги и подвижного состава.5. The life of the railway and rolling stock is increasing.

6. Минимизируются последствия смещения торцов рельсов по вертикали при их укладке в рельсовую нить.6. The consequences of the vertical displacement of the ends of the rails when they are laid in the rail thread are minimized.

7. Уменьшается угон рельсов.7. The theft of rails is reduced.

Claims

1. A railroad containing a guide rail track formed by rails docked with a gap, characterized in that the upper faces of the rail heads in the gap region have a cylindrical surface, the shape of which is perpendicular to the longitudinal axis of the rail track and parallel to the lower edge of the rail sole, and the guide is made with a radius of equal to the radius of the vehicle’s wheel in a driving circle.

2. The method of operation of the railway, including the movement of vehicles on it, characterized in that the movement of vehicles is carried out by rail according to claim 1.