Тупая крестовина для глухого пересечения
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к конструкциям пересечений рельсовых путей. Технический результат,- повышение сроков службы крестовины, - достигается тем, что в конструкции тупой крестовины для глухого пересечения, содержащей желобы (7), (8), образованные боковыми рабочими кантами (9), (10) усовиков (4) и сердечников (2), имеющих поверхности катания с поперечными уклонами, равными уклонам i типового профиля колес (15), зону L перекатывания колес с усовиков (3), (4) на сердечники (1), (2) и вылеты (11), (12), соединяющие эту зону со стыками (13), (14) примыкания к крестовине путевых рельсов, в состав зоны перекатывания включены два дополнительных участка 
l по ее концам, длина каждого соответствует расстоянию от практического острия (16) сердечника (2) до его сечения, равного разности между шириной поверхности катания колеса (15) и шириной желоба, по всей длине зоны перекатывания усовик выполнен с возвышением относительно сердечника так, что в желобах боковые рабочие канты усовиков (4) расположены выше боковых рабочих кантов (10) сердечников (2) на величину 
=ci, где с - ширина желоба, i - уклон поверхности катания колеса, а отвод возвышения до уровня головок путевых рельсов выполнен в пределах вылетов крестовины. Ил. 2.
Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к конструкциям пересечений рельсовых путей.
Известна тупая крестовина для глухого пересечения (С.В. Амелин. «Соединения и пересечения рельсовых путей» М. Трансжелдориздат 1957 г. Стр. 217-218, рис.204.), содержащая желобы, образованные боковыми рабочими кантами усовиков и сердечников, имеющих поверхности катания, зону перекатывания колес с усовиков на сердечники и вылеты, соединяющие эту зону со стыками примыкания к крестовине путевых рельсов. Крестовина собрана из рельсовых рубок, связанных между собой болтами через вкладыши.
Форма поверхностей катания головок рельсов и их, расположение в одном уровне на всей длине крестовины не в полной мере отвечает требованиям рационального распределения нагрузок между усовиками и сердечниками в зоне перекатывания, что приводит к ускоренному износу сердечников крестовин в этой зоне, а ослабленные затяжки болтов под действием вибраций, передаваемых на путь колесами подвижного состава, создает реальные предпосылки к отказам в работе конструкции из-за нарушения связей между отдельными ее несущими элементами. Поэтому главными недостатками сборнорельсовых крестовин является их невысокая износостойкость и надежность в работе.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является конструкция тупой крестовины для глухого пересечения (С.В.Амелин. «Соединения и пересечения рельсовых путей» М. Трансжелдориздат 1957 г. Стр. 217, рис.202.), содержащая желобы, образованные боковыми рабочими кантами усовиков и сердечников, снабженных поверхностями катания с поперечными уклонами, равным уклонам типового профиля колес, зону перекатывания колес с усовиков на сердечники и вылеты, соединяющие эту зону со стыками примыкания к крестовине путевых рельсов. Данная конструкция в сравнении со сборнорельсовой не отличается многодетальностью и не содержит резьбовых соединений, которые под действием вибраций могут приводить к ослаблению связей между элементами крестовины. Поэтому можно утверждать, что цельнолитая крестовина обладает большей устойчивостью и надежностью в работе, чем сборная. Кроме того ее преимущество заключается в том, что в литейной модели поверхностям катания усовиков и сердечников крестовины можно придать практически любую форму. В частности, в конструкций прототипа эти поверхности выполнены с поперечными уклонами, равными уклонам типового профиля колес подвижного состава, обращающегося по крестовине. Такое соответствие уклонов поверхностей катания колес и крестовины позволяет обеспечить максимальные площади взаимодействия колес с крестовинами, и тем самым свести к минимуму контактные напряжения во взаимодействующих элементах, а, следовательно, и интенсивность износа металла в контактных зонах колес, усовиков и сердечников. Однако эксплуатационные наблюдения показали, что в конструкции прототипа возможности снижения контактных напряжений за счет оптимизации формы отливки используются не в полной мере. Так, на участке перекатывания колес с усовиков на сердечники, последние в самой тонкой их части, вблизи практического острия, работают с перегрузкой от вертикальных сил. Крестовины изымаются из пути чаще всего по вертикальному износу сердечников именно в этой зоне, хотя на остальных участках крестовины вертикальный износ к этому времени составляет менее половины допустимых.
Следовательно, недостаток конструкции заключается в чрезвычайно высокой интенсивности вертикального износа сердечников в зоне перекатывания, что снижает срок службы всей крестовины в целом.
При разработке полезной модели решалась задача повышения срока службы тупой крестовины за счет оптимизации взаимного положения по высоте поверхностей катания усовиков и сердечников в зоне перекатывания колес с усовиков на сердечники и обратно.
Технический результат достигается тем, что в конструкции тупой крестовины для глухого пересечения, содержащей желобы, образованные боковыми рабочими кантами усовиков и сердечников, имеющих поверхности катания с поперечными уклонами, равными уклонам типового профиля колес, зону перекатывания колес с усовиков на сердечники и вылеты, соединяющие эту зону со стыками примыкания к крестовине путевых рельсов, в состав зоны перекатывания включены два дополнительных участка по ее концам, длина каждого соответствует расстоянию от практического острия сердечника до его сечения, равного разности между шириной поверхности катания колеса и шириной желоба, по всей длине зоны перекатывания усовик выполнен с возвышением относительно сердечника так, что в желобах боковые рабочие канты усовиков расположены выше боковых рабочих кантов сердечников на величину =ci, где с - ширина желоба, i - уклон поверхности катания колеса, а отвод возвышения до уровня головок путевых рельсов выполнен в пределах вылетов крестовины.
Суть предлагаемого технического решения разъясняется с помощью чертежей:
Фиг.1. - Предлагаемая конструкция:
а - общий вид крестовины в плане;
б - продольный профиль.
Фиг.2. - Схемы опирания колес на крестовину:
а - конструкции прототипа;
б - предлагаемой конструкции в пределах зоны перекатывания колес с усовиков на сердечники и обратно;
в - то же на границах этой зоны.
Тупая крестовина для глухого пересечения содержит сердечники 1, 2, усовики 3, 4, 5, 6 и желобы 7, 8, ограниченные боковыми рабочими кантами 9, 10 усовиков 3, 4 и сердечников 1, 2 а так же вылеты 11, 12 к местам 13, 14 стыковки крестовины с примыкающими рельсами на чертеже не показаны. Чтобы обеспечить прямолинейную траекторию движения колеса 15 по всей крестовине в конструкции прототипа боковые рабочие канты усовиков и крестовин расположены в одном уровне. При этом, как видно из фиг.2а, нагрузка от колеса 15, показанного пунктирам, проходящего по усовику4, распределяется на всю ширину поверхности катания и вызывает меньшие контактные напряжения, чем нагрузки от такого же колеса 15, проходящего по сердечнику 2 и опирающегося на его тонкое сечение. От поверхности катания усовика 4, который мог бы принять на себя часть этой нагрузки, его отделяет зазор h, вызванный коничностью поверхности катания колеса 15 и служащий причиной ускоренного износа сердечника. В предлагаемой конструкции этот зазор h ликвидируется за счет возвышения поверхности катания усовика относительно сердечника 2, как это показано на фиг 1б и в. В этом случае часть вертикальной нагрузки берет на себя усовик, и интенсивность вертикального износа крестовины в зоне перекатывания колес 15 с усовика 4 на сердечник 2 существенно снижается. В крестовине конструкции прототипа это перекатывание происходит в пределах ограниченного участка l0, где прямолинейность траектории движения колеса 15 нарушается неровностью типа «впадина» и происходит смятие концов сердечников, расположенных по границам зоны l0 перекатывания. В предлагаемой конструкции перекатывание колес 15 с сердечника 2 на усовик 4 начинается на расстоянии l от практического острия 16 сердечника 2 до точки К, находящейся против сечения сердечника равного tp по фиг.1в:
tp=B-c,
где В - ширина поверхности колеса;
с - ширина желоба.
Именно в этом сечении в точке К начинается взаимодействие крайнего круга катания колеса с возвышенным усовиком 4, это и есть границы зоны L перекатывания. Как показано на фиг 1б, в пределах этой зоны L возвышение h усовиков 3 и 4 остается постоянным, а в пределах вылетов отводится до уровня ГР головок рельсов, примыкающих к крестовине.
Устройство работает следующим образом.
При движении колеса 15 по крестовине в направлении, указанном стрелкой I от первого контакта колеса 15 с усовиком 4 в точке К до практического острия 16 колесо одновременно опирается на усовик 4 и сердечник 2. Площадки их взаимного контакта показаны жирными полосами 17. Затем колесо 16 движется по усовику 3, опираясь на всю ширину его поверхности катания, и, наконец, опускается в пределах вылета 11 до уровня поверхности катания рельсов, примыкающих к крестовине в стыке 13. Не трудно себе представить, что при движении колеса 15 в направлении, указанном стрелкой II возвышение усовика 3 принимает на себя часть вертикальной нагрузки, передаваемой на тонкие сечения сердечника 1. Совместная работа сердечников 1, 2 и усовиков 3, 4 на вертикальную нагрузку обеспечивается в предлагаемой конструкции не только равенством поперечных уклонов их поверхностей катания укланом профилей колес, но и разностью высотного расположения их боковых рабочих кантов 9, 10 в желобах. Эта разность равна: =ci, где с-ширина желоба, i-уклон поверхности катания типового профиля железнодорожного колеса (см. фиг.1в). Следует отметить, что возвышение усовиков над сердечниками позволяет заменить локальную неровность типа «впадина» на участке l0 неровностью типа «бугор», что так же является положительным фактором. Известно, что уровень силового взаимодействия на неровностях типа «бугор» существенно (в 1,5-2 раза) ниже, чем на неровностях типа «впадина», тем более, что в нашем случае сама форма «бугра» обеспечивает плавный въезд колеса на возвышение в пределах вылетов крестовины.
Все это способствует снижению контактных напряжений, возникающих по поверхностям катания крестовины и обеспечивает увеличение сроков службы рассматриваемой конструкции.
Тупая крестовина для глухого пересечения, содержащая желобы, образованные боковыми рабочими кантами усовиков и сердечников, имеющих поверхности катания с поперечными уклонами, равными уклонам типового профиля колес, зону перекатывания колес с усовиков на сердечники и вылеты, соединяющие эту зону со стыками примыкания к крестовине путевых рельсов, отличающаяся тем, что в состав зоны перекатывания включены два дополнительных участка по ее концам, длина каждого соответствует расстоянию от практического острия сердечника до его сечения, равного разности между шириной поверхности катания колеса и шириной желоба, по всей длине зоны перекатывания усовик выполнен с возвышением относительно сердечника так, что в желобах боковые рабочие канты усовиков расположены выше боковых рабочих кантов сердечников на величину =ci, где с - ширина желоба; i - уклон поверхности катания колеса, а отвод возвышения до уровня головок путевых рельсов выполнен в пределах вылетов крестовины.
