Трамвайные стрелки бывают сборными и литыми.
Сборная стрелка состоит из рамных рельсов, контррельсов и перьев, которые изготавливают из стандартных трамвайных или железнодорожных рельсов. Рамные рельсы и контррельсы соединяют болтами через литые вкладыши или сваривают (рис. 67). Чугунные или стальные вкладыши 4 не только обеспечивают неизменность расстояния между рамным рельсом 1 и контрельсом 3, но и служат подушками, на которые опирается и по которым перемещается перо 2. Кроме того, в рельсах выпрессовываются изгибы, укрывающие острие пера от ударов набегающей реборды. Перо в сборных стрелках имеет сечение, близкое к уголковому, постепенно уменьшаясь к острию до толщины 18—19 мм. Сборная стрелка, как и всякая конструкция, состоящая из многих деталей, не надежна в эксплуатации, требует большой затраты труда на содержание, недолговечна. Ее применение на напряженных путях пассажирского движения возможно лишь в порядке исключения.
Рис. 67. Разрез сборной трамвайной стрелки
Рис. 68. Разрез стрелочного тела литой трамвайной стрелки
Литые стрелки изготавливают из высокомарганцовистой стали. Каждая стрелка состоит из двух самостоятельных стрелочных тел и двух подвижных перьев, соединенных переводной тягой. Стрелочное тело — отливка сложного коробчатого сечения, в верхней своей части повторяющая принципиальную схему желобчатого рельса. Так, в начале стрелки отливка имеет форму стандартного рельса трамвайного типа. Затем он переходит в коробчатую форму (рис. 68), обе стенки которой представляют собой значительно раздвинутые увеличенным желобом головку и губку рельса, между которыми размещается перо. В конце стрелки отливка имеет форму двух рельсов трамвайного типа, которые могут быть состыкованы с прилегающими путевыми рельсами в обычном порядке. Перо размещается непосредственно на горизонтальной полке стрелочного тела. Иногда перо укладывается на сменный лафет из обычной стали, который устанавливается на поверхность отливки. Перья литых стрелок имеют трапецеидальное сечение. Острие пера обрабатывается до размеров, обеспечивающих его надежное укрытие за изгиб рабочих граней головки или губки литого рельса. Эта мера предотвращает удар реборды в острие пера. Очевидно, что головка и губка стрелочной отливки выполняют те же функции, что и рамный рельс с контррельсом в сборной стрелке.
Рис. 69. Трамвайная стрелочная тяга с замыкателем
Переводная тяга, соединяющая перья, может быть сплошной (неподвижной) и составной (регулируемой по длине). Последняя состоит из двух раздельных частей, соединенных резьбовой муфтой. Концы тяги, имеющие круглые отверстия, крепятся к перу с помощью специального кольца, приваренного к нижней поверхности пера и валиков, пропускаемых в отверстия вилок тяги и ушек перьев. В стрелочном теле предусматриваются соответствующие проемы. Тяга размещается в закрытой коробке в междурельсовом пространстве. Коробка оберегает тягу и другие детали от механических повреждений и загрязнения, а также обеспечивает поверхностный водосбор и водосток. Известны и другие способы крепления тяги к перу, однако описанные выше наиболее целесообразны.
В крайних положениях переведенное перо фиксируется с помощью стрелочного замыкателя (рис. 69). Замыкатель в виде Г-образного рычага 2 соединяется поводком 1 со стрелочным телом, а поводком 5 — с закрепленной на тяге осью 4. На поводок 5 одевается пружина 3, которая и обеспечивает плотное прилегание пера к внутренним вертикальным плоскостям стрелочного тела: «рельсу» или «контррельсу».
Аналогично работает и другая конструкция пружинного замыкателя (рис. 70). Такой замыкатель (отдельный для каждого пера) размещается также в закрытой коробке, либо отлитой вместе со стрелочным телом, либо прикрепленной к нему болтами.
Корневое крепление пера трамвайной стрелки должно обеспечивать его перевод из одного положения в другое с минимальным усилием и высокой точностью совпадения всех рабочих кантов взаимодействующих деталей. Кроме того, оно должно исключить продольные, поперечные и вертикальные перемещения пера. Наиболее распространенным является крепление с помощью корневой закладки, аналогичное шкворневому креплению на железнодорожных стрелках. Пята трамвайного пера имеет форму цилиндра, диаметр которого больше ширины основания пера в его корневой части, а нижняя плоскость на 30 мм ниже опорной поверхности пера. В стрелочном теле или в корневом вкладыше делается такое же цилиндрическое гнездо. Сверху на край пяты накладывается корневая закладка, которая болтами крепится к стрелке. Другие виды корневого крепления, ранее применявшиеся в стрелках старых конструкций, были сложнее и менее надежны в эксплуатации.
Некоторое распространение в путевом хозяйстве трамвая получили одноперые стрелки. В этих стрелках подвижное перо имеется только по внутренней нити, по наружной устраивается так называемое глухое перо. Глухое стрелочное тело в этом случае представляет собой единую отливку с неподвижным пером при более мелком желобе. Верхняя поверхность пера в начальной его части на 3 мм ниже головки рамного рельса.
Рис. 70. Пружинный замыкатель
Колесо в этом месте катится бандажом по рамному рельсу или ребордой по дну желоба. Это несколько улучшает плавность движения, которая из- за увеличенного угла удара хуже, чем в обычных двуперных стрелках.
При необходимости перевода стрелки на боковой путь подвижное перо (по внутренней нити) переводится в крайнее левое по направлению хода трамвая положение, а глухое перо (по наружной нити) работает так же, как и сердечник крестовины (рис. 71). При движении вагона по прямому пути подвижное перо находится в крайнем правом положении. Преимуществом одноперых стрелок является их сравнительная простота и меньшая трудоемкость содержания.
Определенные перспективы для применения имеют стрелки с пружинящими перьями. В таких стрелках корневое крепление осуществляется сваркой пера с путевым рельсом, а перевод пера — за счет его пружинящих свойств.
Крестовины трамвайных стрелочных переводов, так же как и железнодорожные, различаются по углу пересечения на острые и тупые, по очертанию рабочих кантов — на прямые и кривые. Кроме того, по способу изготовления крестовины могут быть литые, сварные и сборные. Литые крестовины изготавливают из высокомарганцовистой стали одной отливкой. В средней части литая крестовина имеет коробчатое сечение. Концевые части —их называют хвосты — имеют сечение обычных желобчатых рельсов.
Сварные и сборные крестовины делаются соответствующим образом из остроганных рельсов, закрепленных между собой и на сплошном лафете. Разница лишь в способе крепления: детали сборной креставины соединяются при помощи чугунных или стальных вкладышей и крестовинных болтов; детали сварных крестовин — термитной или дуговой электросваркой. Очевидно, что наиболее целесообразно применение литых крестовин. Сварные и особенно сборные быстро изнашиваются, расстраиваются и требуют ремонта или замены.
Характерной особенностью трамвайных крестовин является наличие мелкого желоба (глубиной 42—14 мм), допускающего качение колеса на реборде. Это предохраняет острие сердечника от ударов.
В качестве соединительных рельсов могут применяться желобчатые рельсы как прокатанные, так и литые.
Все основные характеристики и размеры трамвайных стрелочных переводов также указываются на типовых эпюрах. Обычно для каждого варианта разрабатываются две эпюры—разбивочная и сборочная. На эпюрах указываются все геометрические параметры: углы, размеры металлических частей, радиусы и другие элементы кривых, данные о ширине колеи, расстоянии между осями шпал и брусьев и некоторые другие сведения.
Рис. 71. Схема работы одноперой литой стрелки
Исходными данными для классификации трамвайных стрелочных переводов являются радиусы стрелки (50, 30 и 20 м), крестовины (50, 30, 25 и 20 м), иногда пересечений (50, 30, 25 и 20 м), а также в тех случаях, когда применяются прямые крестовины железнодорожного типа, марка крестовины (1/6, 1/4,5).
Перевод трамвайных стрелок может быть ручным и механизированным. Вручную стрелка переводится специальным ломиком, которым стрелочник отжимает стрелочное перо в нужное положение. Механизированный перевод осуществляется при помощи тягового электрического тока. Все остальные системы механизированного перевода оказались менее удобными. Механизированный перевод стрелок бывает автоматическим и централизованным. Автоматический перевод стрелки осуществляет водитель движущегося вагона; централизованный перевод, как правило, нескольких стрелок производит стрелочник-оператор с объединенного поста.
Автоматический перевод стрелки осуществляется электромагнитом, который питается от трамвайного контактного провода. Переводной стрелочный электромагнит состоит из двух катушек-соленоидов: сериесной, расположенной справа, и шунтовой —слева по ходу вагона. Обе катушки, заключенные в чугунную коробку, обеспеченную водоотводными устройствами, имеют общий сердечник. Сердечник жестко соединяется с переводной тягой. Оба соленоидных привода включаются в электрическую цепь: сериесный —последовательно, а шунтовой — параллельно цепи вагона.
На контактном проводе перед стрелкой (за 18 м) расположены сериесные контакты (салазки), изготовленные из контактного провода и подвешенные ниже него на 50 мм. За стрелкой через 25 м на боковом пути в. одной плоскости с контактным проводом находятся шунтовые контакты из 5-миллиметровой стальной проволоки. Если трамваю нужно следовать направо, то водитель под сериесными салазками ведет его за счет инерции с выключенными двигателями: дуга не замыкает электрическую цепь, в сериесной катушке нет тока, перья остаются в первоначальном положении, вагон поворачивает направо. Если нужно повернуть налево, двигатели включаются, дуга замыкает цепь и ток идет через сериесный привод, который втягивает сердечник и переводит перья в противоположное положение. При проходе после поворота под шунтовыми салазками (независимо от работы двигателя, так как включение параллельно) шунтовой привод втягивает сердечник обратно и возвращает перо в исходное положение.
Ток от контактных салазок поступает к электромагнитным приводам через распределительное устройство, участки воздушного провода и кабеля. Применяются и другие схемы включения автоматических стрелок. Так, при централизованном управлении переводом ток от контактного провода по проводам воздушной подвески передается на пульт управления, а от него подземным кабелем к электромагнитным приводам. Переводной механизм в этом случае применяется такой же, как и для автоматических стрелок, только обе катушки шунтовые.