Стрелочный перевод - виды, элементы и назначение устройства

Устройство и функции

Стрелочный перевод — устройство, позволяющее разветвлять, соединять или скрещивать рельсовые пути.

Первые подобные приспособления появились ещё в эпоху деревянных колейных дорог. На повороте одни рельсы перекладывали и состыковывали с другими в нужном направлении. Позже этот процесс был механизирован, но до сих пор «безостряковые» стрелочные переводы можно увидеть на полевых и шахтных узкоколейках.

Революция в железнодорожном строительстве произошла с появлением остряковой конструкции, которая используется и совершенствуется сегодня. Основные её элементы следующие:

• рамные рельсы;
• остряки;
• переводные пути;
• контррельсы;
• крестовина;
• электрический или ручной привод.

Такой состав позволяет полностью автоматизировать процесс, проходить конструкцию на высоких скоростях, снижает аварийность.

Назначение элементов

На схеме стрелочного перевода удобно рассмотреть расположение его частей. Большинство наименований, как и слово «стрелка», были введены в железнодорожную терминологию П. П. Мельниковым, первым министром путей сообщения России (1865).

• Рамные рельсы, как следует из названия, составляют неподвижный контур конструкции. В отличие от обычных путевых рельсов они имеют отверстия для крепежа переводного механизма и упоров, а также специальное углубление для плотного примыкания остряка. Один из рамных рельсов делается изогнутым в направлении ответвления пути, другой — прямым. При прохождении состава на контур оказывается сильное динамическое давление, поэтому применяются упоры, чтобы «рама» не деформировалась.
• Остряки — подвижные элементы стрелки. Изготавливаются из качественной стали, что позволяет сделать заточку свободного конца. Остриё бокового пути входит в углубление прямого рамного рельса и плавно переводит колесо в заданном направлении. Если состав должен пройти стрелку без поворота, то остряк прямого пути примыкает к изогнутому рамному рельсу и исключает поворот колеса.
• Тупые концы остряков крепятся к отрезкам рельсов, ведущих к крестовине. Они называются прямыми и кривыми переводными путями.
• Крестовина находится в месте пересечения расходящихся путей и состоит из сердечника и усовиков. Сложное строение обеспечивает свободное прохождение в любом направлении (см. рисунок). При повороте поезда колесо отклоняется по остряку и через переводной путь входит в щель между усовиком и сердечником крестовины. В этот момент пассажиры ощущают характерный стук: колесо попадает в «мёртвое» пространство, перекатываясь через широкий зазор между горлом крестовины и острым концом сердечника. Это расстояние превышает величину обычного стыка рельс.
• В момент прохождения крестовины важно, чтобы колёсная пара не отклонилась от траектории и реборд колеса точно вошёл в желоб конструкции. Для фиксации направления используются контррельсы. Они крепятся параллельно рамным рельсам, напротив мёртвого или «вредного» пространства крестовины.
• Стрелочный перевод укладывается на переводные брусья. Внешне они выглядят как шпалы, но имеют конструктивные особенности — дополнительные отверстия для крепления механизма и двух пар расходящихся рельс. Брусья удерживают поперечные размеры конструкции и обеспечивают упругую связь с балластом.
• Механизм переключения стрелки может быть с электроприводом или ручным. В любом случае он приводит в движение остряки с помощью рабочей и соединительной тяги. В зависимости от длины остряков тяга может быть одна или несколько.

Существуют другие детали, обеспечивающие безопасность. Они фиксируют переведённые остряки в нужном положении, передают состояние механизмов на пульт ДПС, предохраняют стрелку от случайного переключения.

Виды пересечений

Описанная схема элементов стрелочного перевода относится к одиночной конструкции, когда боковой путь отходит от главного. В железнодорожном хозяйстве применяются и другие схемы пересечения путей:

• перекрёстные — два равнозначных пути пересекаются под острым углом;
• сплетение — боковой путь подходит к главному, сливается с ним и снова отходит;
• глухие пересечения — сооружаются без стрелок.

Сложные конфигурации редко используются из-за их небезопасной конструкции. Чаще всего на станциях РЖД можно увидеть различные сочетания одиночных переводов. По форме и направлению рамных рельсов они подразделяются на следующие типы:

• Обыкновенные (боковой путь отходит от прямого). Бывают правосторонними и левосторонними. Направление определяют, стоя лицом к свободным концам остряков.
• Симметричные (обе колеи расходятся в противоположные стороны под одинаковыми углами).
• Несимметричные разносторонние и односторонние (пути расходятся под разными углами в противоположные стороны или отклоняются в одну).

Геометрические характеристики

При укладке железнодорожных путей учитывают числовые значения элементов стрелочных переводов. От этого зависит, какая скорость допустима на перекрестьях, сколько путей может пересекать состав.

Главной числовой характеристикой считается марка крестовины — отношение ширины сердечника к его длине. Чем длиннее и острее сердечник — тем плавнее состав перейдёт на другой путь, тем большая скорость движения допустима на стрелке.

С этим значением связаны и другие, определяющие угол отклонения бокового направления и длину конструкции:

• центр перевода — воображаемая точка в начале расхождения осей главного и бокового путей;
• математический центр крестовины — точка пересечения граней сердечника, которая находится на расчётном расстоянии от его острого угла;
• радиусы переводных кривых;
• практическая и теоретическая длины перевода.

Все эти данные имеют значение при проектировке железных дорог. Они рассчитываются по формулам и наносятся на чертёж или эпюру. На заводе изготавливают части конструкции с указанными размерами и радиусами изгиба.

Понятно, что от точности этой работы зависит безаварийное движение состава. Поэтому главной задачей работников стрелочного хозяйства является постоянный контроль за состоянием элементов механизма при их изготовлении и эксплуатации на ЖД.