Изменение зазора между остряком и рамным рельсом под движущимся поездом

При движении поезда по стрелке зазор между остряком и рамным рельсом меняется и может превышать значения, на­блюдаемые в статическом положении стрелки.

Таким образом при движении поезда может возникнуть «динамическая добав­ка» зазора за счет бокового давления колес на рамный рельс и остряк в определенных точках. Различные отклонения от норм содержания стрелок, а также характеристики и условия проследования экипажей вызывают различные «динамические добавки» и могут приводить к опасным ситуациям. Учет «ди­намических добавок» необходим при обосновании нормы на величину зазора. При движении поезда по стрелке наблюда­ются также и вертикальные смещения торца остряка относи­тельно рамного рельса.

Специальные исследования позволили установить пределы изменения положения остряка относительно рамного рельса. Положение остряка относительно рамного рельса изменяется при нахождении колесных пар в зоне стрелки, ограниченной стыками в переднем вылете рамных рельсов и стыками в кор­не остряка. При выходе экипажа за эти границы остряк воз­вращается в исходное состояние.

Зазор между остряком и рамным рельсом изменяется при движении поезда по стрелке как в сторону его увеличения, так и в сторону его уменьшения относительно первоначаль­ного значения. Зазор уменьшается, когда колесо, двигаясь по остряку, прижимает его к рамному рельсу. Электропривод стрелки допускает перемещение остряка в сторону рамного рельса до 10 мм. Таким образом уменьшение тем больше, чем больше его первоначальное значение.

Зазор может увеличиваться в двух случаях. Первый из них связан с прохождением колесной парой зоны переднего выле­та рамных рельсов. Из-за бокового давления колеса рамный рельс отжимается, и зазор увеличивается. Если при этом со­седняя колесная пара не находится на остряке, то увеличение зазора будет наибольшим. Такая ситуация возможна при про­следовании первой колесной пары в противошерстном направ­лении (или последней колесной пары — в пошерстном направ­лении), а также при движении подвижных единиц с расстояни­ем между тележками, большим длины остряков L (для стре­лочного перевода марки 1/11 L = 8,3 м). Расстояние между ко­лесными парами в основном меньше длины остряков, поэтому увеличение зазора происходит реже, чем его уменьшение.

Второй случай увеличения зазора связан с прохождением колесной парой той части прижатого остряка, где он прилегает к упоркам, а не непосредственно к рамному рельсу. Остряк соприкасается с рамным рельсом по линии АВ (рис. 28, а), поэтому при боковом давлении колес на часть остряка АС ост­рие остряка может немного отжиматься. Это отжатие возмож­но за счет упругого сжатия (или растяжения) тяг. Остряк при этом ведет себя как «коромысло» с центром вращения в точ­ке L и плечами АВ и АС. Особенно заметным становится та­кое поведение остряка при его изогнутости в горизонтальной плоскости (рис. 28,6). Изгиб легко обнаруживается при пе­реводе стрелки. При приближении к рамному рельсу такой остряк касается его не по всей линии нерабочей грани острия, а в точке А, а электропривод плотно прижимает острие остря­ка за счет некоторого изгиба острия. Если при наличии за­кладки электропривод работает на фрикцию, то в момент вы­ключения электродвигателя, например при обратном переводе, острие незамкнутого остряка самопроизвольно отходит.

Вслед­ствие возникновения напряжений при замыкании изогнутого остряка ветвь АС остряка (левое плечо «коромысла») несколь­ко отжимается от упорок, тем самым создавая возможность смещения этой части остряка при боковом давлении на нее колес движущегося поезда. В этом случае увеличение зазора за счет отжима острия остряка наблюдается, если в зоне ост­рия не находится соседняя колесная пара. Так же, как и для первого случая, такая ситуация возможна при большом рас­стоянии между колесными парами, составляющем около 4— 5 м (примерно половина длины остряка).

Максимальные значения зазора соответствуют прохождению колесными парами торца остряка, т. е. наблюдаются перед вкатыванием колеса на остряк в противошерстном направле­нии, или при сходе колеса с остряка на рамный рельс в пошерстном направлении движения. По сравнению с этим уве­личение зазора при прохождении колесными парами зоны стрелки, где остряк не прилегает к рамному рельсу (зона упорок), незначительно.

Увеличение зазора зависит от осевой нагрузки подвижных единиц и их направления движения. Установлено, что наиболь­шие отжатия остряка соответствуют проследованию тяжелых подвижных единиц в пошерстном направлении по боковому пу­ти. Максимальное увеличение зазора относительно Δ_п дости­гает 3,4 мм для пошерстного направления по боковому пути и 2,0 мм — для противошерстного направления по прямому пути.

Изменение положения остряка относительно рамного рель­са по вертикали происходит за счет смещения остряка и рам­ного рельса. Если торец остряка плотно, без зазора лежит на подушке, то при движении поезда возможен только его подъ­ем относительно рамного рельса. При наличии зазора между остряком и первой подушкой возможно смещение остряка вниз на величину этого зазора.

В основном вертикальные смещения Δ_у объясняются оседа­нием рамного рельса под действием вертикальной силы давле­ния колеса у острия, когда колесо еще не перекатилось на остряк.

Когда колесо находится на остряке, вертикальные смещения возможны, если остряк неравномерно лежит на подушках. Ес­ли, например, остряк плотно лежит на третьей или четвертой подушке, но имеет зазор между последующими (пятой или шестой) подушками, то остряк также представляет собой «ко­ромысло», но уже в вертикальной плоскости. Точка плотного прилегания остряка к подушке служит центром такого «коро­мысла», и вертикальное давление колес в зоне провисания ост­ряка над подушками вызывает подъем торца остряка.

Сравнительно простой механизм возникновения вертикаль­ных смещений остряка относительно рамного рельса определя­ет факторы, от которых зависит величина этих смещений. Ими являются: осевая нагрузка подвижных единиц; картина распо­ложения колесных пар в зоне стрелки; неприлегание остряка к подушкам.

Зависимость вертикальных смещений остряка от осевой на­грузки является прямо пропорциональной.

В табл. 8 даны максимальные смещения остряка относи­тельно рамного рельса в зависимости от направления движе­ния.

Наибольшие вертикальные смещения при движении по бо­ковому пути наблюдаются при прохождении колесными парами торца остряка. Если остряк не лежит на всех подушках, то наибольшие вертикальные смещения соответствуют прохожде­нию колесными парами сечения стрелки, где имеется зазор между подошвой остряка и подушкой.

В общем случае при отсутствии неисправностей стрелки (прежде всего изогнутости остряка в вертикальной и горизонтальной плоскостях и неприлегания остряка к подушкам) мак­симальные горизонтальные и вертикальные смещения остряка должны соответствовать прохождению колесными парами тор­ца остряка. Если остряки имеют такие неисправности, то мак­симальные горизонтальные и вертикальные смещения остряка не совпадают.