Противоугонные устройства на жд

Опубликовано: 04.05.2024

Проблема продольного перемещения рельсов под колесами составов возникает из-за следующих факторов:

косой удар — когда колеса переходят через стык;

динамические силы — перемещение рельса и деформация частей ВСП в направлении движения.

В итоге снижается надежность работы путей, увеличивается бюджет на их содержание.

Как исключить угон пути? Самый действенный метод был предложен еще в 1986 году профессором Вериго Михаилом Феликсовичем. В этом году впервые были озвучены основные принципы изготовления и применения ж/д противоугонов. Это открытие повысило надежность ВСП за счет того, что единственной возможностью для угона стал отказ продольных связей.

Конструкция и способ производства ненамного изменились за это время. Но до сих пор не решены такие проблемы, как обратный угон рельсов в кривых участках, влияние параметров колеи и характер движения состава на специфическое поведение полотна.

Виды рельсовых противоугонов

На сегодняшний день используются следующие виды противоугонов в зависимости от вида ж/д путей:

пружинные — для звеньевых;

раздельное КБ и ЖБР — для бесстыковых.

В зависимости от поперечного сечения детали бывают:

Один и тот же противоугон не подойдет для всех типов рельсов. Например, для Р65 рекомендуем использовать модели П65 и ПШ1-65; для Р50 — П50 и ПШ1-50. Все модели производятся согласно ГОСТ 32ЦП-811-95. К этим деталям ВСП предъявляют высокие требования: марка стали, способ ее обработки, финишные мероприятия четко регламентированы.

Высокое качество всех видов противоугонов для ж/д достигается за счет перекристаллизации стали. Это помогает улучшить выносливость и сопротивляемость ударным нагрузкам, повышает качество вторично используемых деталей, что сокращает количество замен между капитальными ремонтами путей.

Современные нагрузки на ж/д пути провоцируют растущие потребности в противоугонах. Стоит отметить, что связка устройство-рельс чаще выходит из строя из-за разгиба скоб. Сама деталь при этом еще не изношена, ее можно и нужно использовать повторно, чтобы сократить траты на обслуживание ВСП.

Установка противоугонов на ж/д пути

Противоугоны закрепляются по официальным схемам и нормативам. Стоит помнить, что нагрузка на пути постоянно меняются, поэтому некоторые параметры могут и должны быть пересмотрены.

В норме пружинные скобы устанавливают симметрично на подошву рельса так, чтобы она упиралась в шпалы. При повышении интенсивности угона устройства ставят в замок, что увеличивает количество пар на звено до 80-90.

Обратите внимание: при использовании деталей из стали 65 есть вероятность ослабления ж/д противоугонов после перестановок. Это объясняется пластической деформацией при установке за счет конструктивных особенностей: расстояние в 11 мм между боковой гранью подошвы рельса и скобой.

Практически все скобы в течение своего срока службы крепятся на пути несколько раз. Если деталь не вышла из строя, схема будет такой же, как и в случае с новой. В противном случае противоугон можно предварительно отремонтировать методом холодной правки с дальнейшей термообработкой и использовать повторно.

В случае обратного угона пути, противоугоны закрепляют в экспериментальном порядке — к сожалению, единых нормативов для этого случая до сих пор не разработали. В качестве отправной точки можно обратиться к рекомендациям ТУ Восточно-Сибирской железной дороги.

Противоугон — устройство для защемления подошвы рельса и передачи продольных сил при движении подвижного состава на шпалы или подкладки; препятствует продольному перемещению рельсов — угону пути.

Простейшие клиновые противоугоны, применявшиеся на деревянных шпалах, имели скобу, надеваемую на подошву рельса, с приваренной к ней пластиной (якорем), упирающейся в шпалу. Для защемления подошвы между ней и длинной ветвью скобы забивался клин. Сила сопротивления сдвигу клинового противоугона (20—30 кН) передавалась на балласт деревянными распорками (3 пары при щебёночном и 4 пары при песчаном балласте), которые ставились между шпалами.

На звене длиной 25 м устанавливалось следующее количество противоугонов:

на двухпутных нетормозных участках — 6 пар;
на двухпутных тормозных участках — 8 пар;
на однопутных нетормозных участках — 4 пары;
на однопутных тормозных участках — 8 пар.

На однопутных участках противоугоны устанавливались «в замок» — один навстречу другому с обеих сторон распорок.

На отечественных железных дорогах с 1947 года применяются самозаклинивающиеся противоугоны в виде скобы меньшего сечения, чем у клиновых противоугонов, с клином-якорем, упирающимся в шпалу, ставящиеся без распорок. Существенный недостаток обоих типов противоугонов — отсутствие пружинных свойств, что приводит к разработке скобы в процессе эксплуатации и проскальзыванию рельсов.

В середине 1960-х годов начали использоваться пружинные противоугоны, которые воспринимают продольные силы не менее 8 кН даже после пятикратной перестановки. Они устанавливаются без распорок, секциями от 18 до 44 на звеньях длиной 25 м симметрично относительно середины рельса. Число таких противоугонов на один рельс зависит от грузонапряжённости дороги, места установки (тормозной или нетормозной участок), характера движения на линии (однопутная или двухпутная) и т. д. На однопутных участках противоугоны устанавливаются с разных сторон движения, но без упора противоположных противоугонов в одну шпалу. Масса пружинного противоугона для рельсов Р75, Р65 и Р50 составляет 1,41, 1,36 и 1,22 кг соответственно.

Проблема продольного перемещения рельсов под колесами составов возникает из-за следующих факторов:

· косой удар – когда колеса переходят через стык;

· динамические силы – перемещение рельса и деформация частей ВСП в направлении движения.

Виды рельсовых противоугонов

На сегодняшний день используются следующие виды противоугонов в зависимости от вида железнодорожных путей:

· пружинные – для звеньевых;

· раздельное КБ и ЖБР – для бесстыковых.

В зависимости от поперечного сечения детали бывают:

Один и тот же противоугон не подойдет для всех типов рельсов. Например, для Р65 рекомендуем использовать модели П65 и ПШ1-65; для Р50 – П50 и ПШ1-50. Все модели производятся согласно ГОСТ 32ЦП-811-95. К этим деталям ВСП предъявляют высокие требования: марка стали, способ ее обработки, финишные мероприятия четко регламентированы. Высокое качество всех видов противоугонов для ж/д достигается за счет перекристаллизации стали. Это помогает улучшить выносливость и сопротивляемость ударным нагрузкам, повышает качество вторично используемых деталей, что сокращает количество замен между капитальными ремонтами путей.

Современные нагрузки на железнодорожные пути провоцируют растущие потребности в противоугонах. Стоит отметить, что связка «устройство-рельс» чаще выходит из строя из-за разгиба скоб. Сама деталь при этом еще не изношена, ее можно и нужно использовать повторно, чтобы сократить траты на обслуживание ВСП.

Установка противоугонов на железнодорожном пути

Обратите внимание: при использовании деталей из стали 65 есть вероятность ослабления железнодорожных противоугонов после перестановок. Это объясняется пластической деформацией при установке за счет конструктивных особенностей: расстояние в 11 мм между боковой гранью подошвы рельса и скобой.

В случае обратного угона пути противоугоны закрепляют в экспериментальном порядке – к сожалению, единых нормативов для этого случая до сих пор не разработали. В качестве отправной точки можно обратиться к рекомендациям ТУ Восточно-Сибирской железной дороги.

Угон железнодорожного пути представляет собой продольное перемещение рельсов по шпалам, как правило, в сторону движения поезда.

Причинами, вызывающими угон пути, являются: сопротивление движению колес подвижного состава по рельсам, удары колес подвижного состава о рельсы в стыках, изгиб рельсов под движущейся нагрузкой, что является основной причиной угона пути.

При изгибе рельса в сечении под нагрузкой верхние волокна сжимаются, а нижние растягиваются. Если рассмотреть сечение на некотором расстоянии от колеса (рис. 1.72), то видно, что сечение поворачивается таким образом, что нижние волокна оказываются передвинутыми на некоторую величину Ax. Колесо накатывается на это сечение и не дает ему вернуться в исходное поло-

жение, и весь рельс подтягивается за колесом, а перед колесом передвигается на эту величину Ах. Если двигается одно колесо, то оно не может сместить рельс. При движении большой группы колес, каждое из которых стремится сместить рельс, такое перемещение происходит. Угон проявляется обычно на горизонтальных площадках и особенно, на тормозных участках.

Угон сильно расстраивает путь. При угоне рельсы сдвигаются со своих мест и увлекают за собой часть закрепленных шпал, в том числе стыковые. Шпалы перемещаются с уплотненных постелей на менее плотный балласт, рельсовый путь в этих местах проседает, образуются толчки, путь расстраивается.

На звеньевом пути нарушаются размеры стыковых зазоров. При высокой температуре на участках с недостаточными зазорами может произойти потеря устойчивости рельсошпальной решетки (выброс пути). При низкой температуре на участках с увеличенными зазорами может произойти разрыв стыков со срезом болтов. Поэтому угон пути совершенно недопустим.

Продольные силы, вызывающие угон рельсов, должны быть переданы от рельсов на шпалы и далее на балласт. Для этого на участках с деревянными шпалами на подошву рельсов ставят противоугоны.

В качестве противоугонов применяются пружинные скобы, надеваемые на подошву рельсов специальной лапой или ударами молотка до тех пор, пока его правая реборда не защелкнет подошву рельса. Пружинные противоугоны состоят из одной детали (рис. 1.73). Их изготавливают на специальных автоматах с закалкой в масле. Один противо-угон к рельсам Р-65 и Р-75 весит 1,28 кг, к рельсам Р-50 — 1,15 кг. Противоугоны ставят симметрично относительно середины звена на обеих рельсовых нитях к одной и той же шпале. Сопротивление сдвигу противоугона должно быть не менее 8 кН. Количество противоугонов, устанавливаемых на одно звено зависит от интенсивности проявления угона. Для

путей особогрузонапряженных линий, а также I и II категории устанавливают 44 пары противоугонов, для линий IV—V категории — до 40 пар на одно звено. На двухпутных линиях противоугоны ставятся только в одну сторону (в направлении движения).

На однопутных участках противоугоны ставят со стороны преобладающего направления движения поездов, при появлении следов угона в противоположную сторону противоугоны в количестве 13 пар устанавливаются и с другой стороны шпал. На нетормозных участках однопутных линий устанавливают по 13 пар противоугонов в одном и другом направлении.

Предлагаем обратить внимание на устройства, препятствующие разрушению пути. Всесторонне рассмотрим противоугоны железнодорожные: выясним, как они устанавливаются и когда используются, что за требования к ним предъявляются, каких видов бывают и тому подобное. Столько информации – чтобы вы могли без проблем выбрать наиболее подходящую их модель.

Отдельно отметим, что конструкция данного элемента ВСП постоянно совершенствуется – для упрочнения его деталей, чтобы те могли выдерживать более высокие нагрузки и служить сравнительно дольше, а также с целью улучшения подгонки к шпале с прокладкой или к подошве рельса (или к обоим сразу). Уделяется внимание и вопросу усиления степени сжатия, естественно, без провоцирования дополнительных напряжений в каких-либо точках контакта.

Содержание статьи

Назначение противоугонов
Область применения
Требования к противоугонам на ЖД
Классификация
Способы установки
Прокладки для противоугонов на рельсах
Конструкция и размеры
Требования к материалам
Маркировка
Когда нужно устанавливать рельсовые противоугоны
Закрепление сварных рельсов
Схема расстановки противоугонов пружинного типа

Назначение противоугонов

Оно очевидно уже из названия – данные устройства используются для предотвращения смещения рельсов относительно друг друга и шпал. Последние тоже могут сдвигаться со своих постелей (даже если те качественно уплотнены). На участках колеи с высокими показателями кривизны возможен обратный угон, то есть движение одной нити вслед за ходом транспорта, а другой – в противоположном направлении.

В чем проблема таких явлений? В изменении эпюр, возникновении и постепенном расширении зазоров, что приводит к росту вероятности выброса части полотна (при его эксплуатации летом) или среза крепежных элементов под воздействием холода (при использовании транспортной линии в зимнее время года).

Внимание, причин появления угона может быть сразу несколько, в их числе:

постоянное сопротивление перемещению колес локомотивов, вагонов, тележек;

частые и значительные удары подвижных частей о рельсовые торцы;

изменение длины уложенных двутавровых балок в условиях температурных перепадов;

изгиб нитей под тяжестью динамических нагрузок;

экстренное и рекуперативное торможение.

Назначение рассматриваемых нами механизмов состоит как раз в том, чтобы правильно передать все действующие силы на шпалы и подушку, равномерно распределив их по балластному слою, и таким образом избежать опасных перенапряжений в каких-то точках полотна.

Область применения

Установлена целым рядом ГОСТов (в частности, межгосударственными стандартами 32409-2013, 1.0-92 и другими), а также практической статистикой. Согласно им, устройства используются на следующих объектах:

колеи, уложенные из профилей Р50, -65, -75,

площадки и тормозные участки,

решетки форсирования тяги,

кривые и уклоны.

Для каждого из них предусмотрена определенная удерживающая способность, то есть свойство сохранять исходную геометрию ВСП при действующей нагрузке. При использовании деревянных шпал данная величина составляет 7840 Н (как минимум), для мостов она уже 4900 Н; подвижки возможны, но не более чем на 1 мм.

Требования к противоугонам на ЖД

Крайне важно, чтобы они оставались работоспособными даже после неоднократного монтажа/демонтажа. Кроме того, чем проще их конструкция, тем лучше, чем меньше деталей, тем надежнее, чем легче в регулировке, тем удобнее.

Некоторым моделям для правильной установки нужны специальные приспособления. По сравнению с ними, при одинаковой точности позиционирования, преимуществом обладают те, которые можно разместить, а потом убрать с помощью одного только костыльного молотка.

Кроме того, должны выдерживаться следующие моменты:

поперечное сечение, в соответствии с ГОСТом 103, как минимум 22 на 22 см;

диапазон допустимой твердости – в пределах 352-448 НВ; если же взять шкалу не Бринелля, а Роквелла, показатель составит 38-47 HRC (согласно ГОСТу 9012);

противоугонка также обязана обладать очищенной поверхностью, без закатов, трещин, сколов, пережженных участков, рисок, волосовин и любых других дефектов глубже 0,5 мм; исключение составляют складки и технологические пережимы с утолщением/сужением сечения – они не считаются браком, а вполне допустимы;

высота заусенцев не превышает 1 мм – на торцах и в точках рубки.

На основании этих требований классические конструкции были доработаны, после чего многие производители начали выпускать скрепления с прокладками нового типа (их мы отдельно рассмотрим ниже). Хотя их внедрение также должно быть целесообразным с точки зрения расходов на эксплуатацию, простоты установки, затрат на замену, возможных конфликтов с уже используемыми системами контроля и элементами ВСП.

Классификация

Она очень проста, ведь виды противоугонов делятся по такому признаку, как конструкция + место монтажа, и бывают:

пружинные – для обычных участков железной дороги, как правило, монтированных на классические деревянные шпалы;

клиновидные – для полотен, укладываемых на мостах и переездах.

На каждый из этих вариантов мы обязательно взглянем подробнее, но сначала уделим внимание тому, как устройства располагаются в принципе.

Способы установки

Количество механизмов, нужных на один рельс, может варьироваться, в том числе и в стандартах – все зависит от конкретных условий, то есть места расположения ВСП, от интенсивности движения и от других факторов.

В общем случае число противоугонов на одну решетку – от 6 до 14 (определяется это также экономичностью, чтобы затраты материалов и труда на монтаж и обслуживание не оказались чрезмерными). Хотя для некоторых участков и такого набора может не хватить для обеспечения надежной фиксации. Если наблюдается подобная проблема, следует провести измерения и добавить столько механизмов, сколько потребуется.

В местах с повышенной склонностью к искривлению полотна временами приходится фиксировать буквально каждую шпалу (рельс) звена. Обычно это такие объекты:

станции и стрелки с централизацией управления,

подходы к переездам,

участки скоростного движения,

Для максимального качества закрепления устанавливают спаренные противоугоны на ЖД-путях, причем так, чтобы они действовали в направлениях, противоположных друг другу.

В вопросе размещения этих блокираторов в принципе хватало экспериментов. Например, раньше пробовали располагать большую их часть навстречу той стороне, в которую транспорт едет гораздо чаще. К сегодняшнему дню от этой практики отказались и предпочитают монтировать реверсивным образом лишь малое их количество, что позволяет:

удерживать решетку на нужной позиции даже в случаях излома;

обеспечивать равномерное сжатие, в том числе в условиях холодного климата;

предупреждать повреждение концов и чрезмерное смятие.

Данное решение также оказалось практичнее забивания костылей в пазы накладок, так как не вызывает, вообще, никаких повреждений и не создает дополнительной нагрузки на шпальное основание, которое и так испытывает значительные воздействия.

Прокладки для противоугонов на рельсах

В процессе эксплуатации крепление механизма на рельсах может ослабевать – в силу следующих причин:

слишком жесткая посадка,

наоборот, фиксация изначально была недостаточно сильной,

износ из-за постоянного трения.

В каждом из этих случаев можно либо заменять элемент, либо дополнять его уплотнителем (если тот способен восстановить необходимую удерживающую способность).

Сегодня актуальны 4 варианта толщины прокладок: 1,6 мм, а также 3,2, 4,8 и даже 6,4 мм – чтобы не составляло труда подогнать соседние детали ВСП действительно плотно.

Конструкция и размеры

Геометрические параметры каждого типа выверены до миллиметра – рассмотрим их. Ниже вы можете посмотреть, как выглядит пружинный противоугон, причем сразу в двух его вариантах исполнения, находящих применение на практике.

А вслед за схемами – таблица его габаритов.

Внимание, приведены именно справочные значения, которые на практике могут несколько отличаться (в пределах указанных допусков). Зев измеряют между опорными частями, принимая за расчетное расстояние минимальную дистанцию.

В свою очередь, мостовые (клиновидные) противоугоны выглядят следующим образом:

Их размеры подробно представлены в таблице ниже:

Опять же, все параметры являются теоретическими.

Требования к материалам

Допустим выпуск данных элементов из:

согласно ГОСТу 14959, из рессорно-пружинной стали (должна быть углеродистой и легированной), горячего проката, одной из следующих марок: 40С2А, 55С2, 60С2;

концентрация посторонних химических элементов в металле строго регламентировано – процент примесей кремня, фосфора, марганца, меди и других материалов должен находиться в пределах нормы, определенной в пункте 5.2.3 вышеназванного межгосударственного стандарта.

Маркировка

Каждый противоугон РЖД обязан содержать буквенно-цифровое обозначение, дающее сведения о предприятии-изготовителе и годе выпуска. Данный артикул должен быть наглядным и сразу заметным, при любом качестве поверхности – с этой целью размеры каждой литеры строго стандартизованы и составляют от 1 мм по толщине, 8 мм – по высоте и с выпуклостью (вогнутостью) в 0,5.

Метод нанесения – штампование.

Кроме того, после приемки на два механизма выборочно навешивают ярлыки, сделанные из металла или синтетики и содержащие следующую информацию:

единый госзнак, говорящий о характере обращения такой продукции на рынке;

условное обозначение выпустившего их завода;

номер партии и тип;

отметку ОТК о прохождении проверок.

Данные бирки необходимо надежно закрепить проволокой, и нужно, чтобы их форма отвечала требованиям ГОСТа 14192.

Промаркированные противоугоны проходят процедуру приемки, во время которой последовательно проводятся испытания. В ходе серии тестов проверяется внешний вид, геометрические размеры, твердость по зубу и зеву, удерживающую способность, содержание примесей и химический состав в целом, общее соответствие регламенту, правильность нанесения обозначений.

Допущенные к продаже элементы могут быть перевезены на объект заказчика любым согласованным транспортом и без упаковки, но таким образом, чтобы в процессе доставки изделия разных партий не смешивались между собой. Хранение временно неиспользуемых механизмов возможно не только в помещениях, но и на открытых площадках (согласно ГОСТ 15150).

Время эксплуатации напрямую зависит от испытываемой нагрузки. Гарантийный показатель составляет 300 000 000 тонн брутто – обычно это 10 лет со дня монтажа на полотно. По истечении данного срока следует озаботиться вопросом плановой замены.

Когда нужно устанавливать рельсовые противоугоны

Сегодня они монтируются вместе с укладкой полотна. Причем позиционировать их стоит уже после выправки, рихтовки и окончательного зашивания колеи, но до удаления температурных прозорников и запуска транспорта по линии. Если этим правилом пренебречь, при перегонке шпал или корректировке балластной подушки придется снимать и некоторые из блокираторов (что нерационально, так как их ресурс еще не вышел).

Если какие-то из рассматриваемых нами элементов нуждаются в применении вспомогательного инструмента, следует обеспечить полную его комплектацию причем как на момент проведения работ, так и на будущее – чтобы впоследствии можно было выполнить переустановку (тогда, когда она потребуется).

Если монтаж осуществляется при помощи киянки или молотка, особенно важно грамотно соотносить силу и резкость ударов, чтобы случайно не повредить ВСП и выдержать верный угол.

Вне зависимости от того, для чего предназначены противоугоны, их необходимо равномерно распределять по длине участка (звена, решетки). Допустимо, чтобы некоторые промежутки оказывались больше обычных, но только если это обусловлено расположением стыков. Учитывайте, что блокираторы нельзя размещать в непосредственной близости к точке крепления двух шпал, чтобы не провоцировать возникновение напряжений.

Отдельно отметим любопытный факт: очень интересный способ практиковался на Восточном направлении. Это был так называемый «островной» метод, когда рассматриваемые нами устройства устанавливали в средней части двутавровых балок, а на концах – нет. Были и другие, альтернативные варианты распределения, но они оказывались еще более затратными в реализации и не могли гарантировать должного качества удержания колеи от расползания.

Закрепление сварных рельсов

Споры о количестве элементов, необходимых для достаточной фиксации, велись с самого начала внедрения сплошных скреплений звеньев. Почему? Потому что, вне зависимости от назначения и вида, противоугоны должны были выдерживать значительные силы растяжения.

Практика, опыт, сравнительный анализ показали, что удлинение нитей не оказывает существенного влияния на эффективность их сопротивления нагрузкам. Сварные плети противостоят смещению с той же силой, что и стандартные 12-метровые профили (в том числе и благодаря поддержке шпал, подкладки и подушки балластного слоя). Поэтому для них хватит такого же числа устройств, что и в обычном случае. Единственный нюанс – в монтаже примыкающих решеток – они должны быть зафиксированы с максимальной надежностью, особенно вблизи концов.

Схема расстановки противоугонов пружинного типа

Актуальна в тех случаях, когда прикрепители не могут обеспечить достаточно сильное нажатие, в результате чего у опорного основания наблюдается плохая продольная связь с металлоконструкциями полотна. Показывает, в каком порядке устанавливать скобы, защелкивая их на подошве для равномерной передачи испытываемых усилий на подкладки, шпалы, грунт.

Внимание, рассматриваемые элементы монтируют с середины звеньев, а их количество определяется таким образом, чтобы решетка была полностью закреплена. При этом распорки отсутствуют, что только упрощает последующее содержание и, если необходимо, проведение ремонтных работ.

Сама же схема выглядит так:

Мы постарались максимально подробно рассмотреть противоугоны: конструкция, назначение, фото, размеры, материалы исполнения – мы осветили все эти и другие моменты, чтобы вы смогли составить верное впечатление об устройстве и понять, насколько важную роль оно играет. Ну а заказать партию данных механизмов вы всегда можете в компании «ПромПутьСнабжение».

Читайте также: