Каждый обыкновенный или симметричный стрелочный перевод состоит из трех основных частей: стрелки с переводным механизмом, крестовины с контррельсами и соединяющих их переводных путей.
Стрелка обыкновенного стрелочного перевода (рис. 107) имеет два рамных рельса и два остряка.
Оба рамных рельса, имея поперечные связи, образуют раму стрелки. Переводный механизм служит для установки остряков по основному пли боковому пути, т. е. для перевода стрелки. Его станину устанавливают против начала остряков сбоку, преимущественно со стороны бокового пути.
Переводные пути, прямой и кривой, соединяют стрелку с крестовиной. Кривой переводный путь называют переводной кривой. У симметричных и несимметричных стрелочных переводов оба переводные пути являются кривыми.
Рис. 107. Основные части обыкновенного стрелочного перевода
В месте пересечения двух смежных рельсовых нитей основного и бокового путей укладывают крестовину, состоящую из сердечника и двух усовиков. К крестовине также относятся контррельсы, которые располагаются против крестовины у крайних рельсов. У перекрестных стрелочных переводов (см. рис. 105) имеется: две стрелки с переводными механизмами к ним, две острых и две тупых крестовины с контррельсами. Стрелочные переводы укладывают на деревянных поперечинах, называемых переводными брусьями.
Стрелки с переводным механизмом обыкновенного стрелочного перевода различаются по конструкции основных частей.
Рамные рельсы изготовляют из рельсов соответствующего типа. Один рамный рельс, укладываемый по прямой, не должен иметь никаких изгибов. Другой, укладываемый по кривой, предварительно изгибается перед началом остряков в двух местах, а на остальном протяжении упруго отгибается и пришивается костылями.
В старых стрелках, изготовленных из рельсов типа ΙΙΙ-a и IV-a, при остряках и рамных рельсах одинаковой высоты, кромка подошвы рамного рельса, обращенная к остряку, острогана для возможности плотного прижатия остряка.
В современных стрелках при низких остряках рамные рельсы острожкой не ослабляются. У новых стрелок из рельсов типов Р65, Р50 и Р43 производится снизу косая подстрожка головки рамного рельса для укрытия острия остряка от ударов гребней бандажей проходящего подвижного состава.
Остряки бывают прямые и кривые.
У старых стрелок из рельсов типов Ι-a и ΙΙ-а (при крестовинах марки 1/9) и типов ΙΙΙ-а и IV-a оба остряка прямые. Благодаря этому одна и та же стрелка может укладываться и как правая и как левая. Несмотря на такое преимущество у всех современных стрелок остряк, ведущий на боковой путь, изготовляется кривым. Это вызывается необходимостью обеспечить при возросших скоростях движения поездов плавный переход подвижного состава на боковой путь. Стрелки с одним кривым остряком, в зависимости от его местонахождения (слева или справа), можно соответственно укладывать только как правую или левую.
Рассмотрим прилегание остряка к рамному рельсу в плане. Угол, под которым касательная к острию кривого остряка пересекает рабочую грань рамного рельса, называется начальным углом остряка (рис. 108).
Угол, под которым гребень бандажа, двигающийся в противошерстном направлении на боковой путь (стрела А), встречает остряк, называется углом удара.
Угол, образуемый рабочей гранью рамного рельса и касательной к боковой грани головки кривого остряка в корне, называется стрелочным углом.
У прижатого прямого остряка все три угла — начальный, стрелочный и угол удара — равны между собой.
Угол удара в кривой остряк всегда меньше, чем в прямой. Поэтому криволинейный остряк обеспечивает более спокойное и плавное движение подвижного состава на боковой путь.
Новейшие стрелки из рельсов типа Р50 с крестовинами марки 1/15 делают с гибкими остряками.
Обычные жесткие остряки переводятся в нужное положение за счет поворота в корневом конце. Гибкие же остряки, жестко закрепленные в корневом конце, упруго изгибаются. Для этого их делают гораздо длиннее жестких остряков и на определенном протяжении специально ослабляют боковой острожкой подошвы. Это ослабление компенсируется укладкой специального металлического листа — лафета — под ослабленное место. Длина жестких остряков бывает различной. Наиболее часто встречаются длины 4 340 мм у симметричных стрелок и 6 144 и 6 515 мм у обыкновенных. Длина гибких остряков равна 15 000 мм. Остряки встречаются из рельсов различного профиля.
На дорогах есть небольшое количество стрелок, у которых остряки имеют одинаковую высоту с рамными рельсами. Так, в некоторых стрелках, изготовленных нашими заводами из рельсов Р38 (ΙΙ-а) и ΙΙΙ-а, остряки сделаны из обычных рельсов.
Находятся еще в пути стрелки из рельсов типов ΙΙΙ-а и IV-a, у которых остряки изготовлены из рельсов специального высокого профиля, отличающегося от профиля путевых рельсов толстой шейкой.
Рис. 108. Положение прижатых к рамному рельсу остряков: а — кривого; б — прямого
Высокие остряки имеют недостатки: для прижатия их к рамным рельсам у последних приходится срезать часть подошвы, ослабляя этим сечение. Кроме того, попадающий между подошвами такого остряка и рамного рельса мусор или снег мешает плотному прижатию остряка (централизованные стрелки из-за этого не переводятся). С другой стороны, высокие остряки обладают тем преимуществом, что их задние корневые концы можно легко соединить с уложенными за ними рельсами переводных путей.
Все же ослабление рамных рельсов и остряков настолько нежелательно, что остряки высокого профиля больше не изготовляют. Большое количество стрелок из рельсов типов Р38 (ΙΙ-а), Ι-а, Р43 и Р50 имеет остряки, изготовленные из рельсов специального
Рис. 109. Поперечное сечение остряков низкого профиля к стрелкам из рельсов Р50 и Р43: а — симметричный; б — несимметричный
низкого профиля с толстой шейкой (рис. 109). При таком профиле остряков отпадает необходимость острожки подошвы у рамных рельсов, но в этом случае осложняется корневое крепление остряка.
Рис. 110. Задний конец остряка низкого профиля с выпрессовкой корневой части: 1—рассверленное отверстие для корневой втулки
В последние годы наши заводы перешли на изготовление остряков нового вида. Остряк изготовляется из специального рельса низкого профиля, но в горячем состоянии его заднему корневому концу под прессом придают форму и размеры рельса нормального профиля. Такой остряк с выпрессовкой корневой части сохраняет достоинства остряка низкого профиля и в то же время позволяет применить более простое и прочное корневое крепление. Такие остряки изготовляются в настоящее время заводами для стрелок из рельсов типов Р43, Р50 и Р65 (рис. 110).
Для плотного прилегания остряка любого профиля к рамному рельсу и плавного перехода колес подвижного состава с рамного рельса на остряк или наоборот головку остряка обрабатывают боковой и вертикальной острожкой.
Боковая острожка заключается в срезывании боковых граней головки остряка в плане. Вертикальную острожку остряка делают для того, чтобы не допустить опирания бандажа на тонкий — слабый конец остряка.
Таким образом стрелки отличаются друг от друга формой и размерами остряков, что является их первым конструктивным признаком. Стрелки бывают с двумя прямыми остряками, с одним прямым и одним кривым или с двумя кривыми остряками (у симметричных стрелок). Могут быть стрелки с остряками из рельсов нормального профиля, из специальных рельсов (с толстой шейкой) высокого или низкого профиля или с низкими остряками, имеющими выпрессовку в корневой части.
Укладка рамных рельсов производится или на отдельных опорах — стрелочных башмаках, или на сплошных опорах в виде продольных металлических листов, называемых стрелочными лафетами. Лафеты обеспечивают лучшую совместную работу деталей стрелки, упрощают и ускоряют при наличии грузоподъемных приспособлений ее укладку и разборку, но, с другой стороны, лафетные стрелки требуют большего расхода металла и более трудоемки в изготовлении.
Рис. 111. Стрелочный башмак:
1 — подкладка стрелочного башмака; 2 — стрелочная подушка; 3 — остряк; 4 — рамный рельс; 5 — упорный болт; 6 — упорка
Если в стрелке применены остряки низкого профиля, то для выравнивания их по высоте с рамными рельсами к подкладкам стрелочных башмаков или к лафетам приклепывают подушки, на которые и укладывают остряк. Толщина подушек равна разности высот рамного рельса и остряка (рис. 111).
Таким образом, тип опор под рамными рельсами и остряками является вторым основным конструктивным признаком стрелок. Стрелки бывают лафетными и безлафетными (на башмаках).
Третьим основным конструктивным признаком стрелок является корневое крепление остряков.
При жестких остряках, перевод которых осуществляется за счет поворота относительно корневого конца, применяется два основных типа корневого крепления: при низком профиле корневой части остряка — шкворневое, а при высоком — накладочное, как у путевого рельса. В шкворневом корневом креплении задний конец остряка лежит на корневом башмаке, который имеет снизу шкворень, входящий в цилиндрическое отверстие корневого мостика. У старых стрелок из рельсов типов I-а и II-а шкворень является единственным элементом, удерживающим остряк от продольных и поперечных смещений.
Рис. 112. Шкворневое корневое крепление остряка (усиленное):
1 — корневой мостик; 2 — корневой башмак; 3 — шкворень; 4 — корневая втулка; 5 — рамный рельс; 6 — корневой вкладыш; 7 — остряк; 8 — пальцеобразный отросток корневой накладки; 9 — закладной болт; 10 — зажимная планка; 11 — шпонка
При усиленном шкворневом креплении современного типа в стрелках рельсов Р50 и Р43 (рис. 112) подошва остряка жестко закреплена на корневом башмаке тремя закладными вертикальными болтами, проходящими через зажимную планку. От угона остряк удерживается шпонкой, входящей в специальные поперечные пазы, имеющиеся как в его подошве, так и в корневом башмаке. Кроме того, в качестве противоугонных приспособлений для рельса, примыкающего непосредственно к корню, применены парные двухдырные противоугонные накладки, входящие своими Шипами в гнезда корневых мостиков.
Для защиты корня остряка от поднятия и боковых смещений, с одной стороны, служит удлиненный конец двухболтового корневого вкладыша, заполняющий пространство между корневой частью остряка и рамным рельсом, с другой стороны, помимо зажимной планки, имеется пальцеобразный отросток корневой двухдырной накладки, входящий в пазуху остряка. Улучшение конструкции шкворневого корневого крепления не устраняет все же его основного недостатка — быстрого износа Шкворня и разработки шкворневого отверстия в корневом мостике.
Более совершенным является накладочное корневое крепление, применяемое при остряках с выпрессовкой корневой части (рис. 113 и 114). Здесь прочный корневой четырехдырный вкладыш обеспечивает жесткую связь корня остряка с рамным рельсом.
Чтобы не препятствовать повороту остряка в корне при переводе стрелки, передняя половина корневой накладки отгибается внутрь колеи.
Рис. 113. Накладочное корневое крепление остряка (поперечный разрез): 1 — корневой мостик; 2 — рамный рельс; 3 — остряк; 4 — корневой вкладыш; 5 — шайба- накладка; 6 — корневая накладка; 7 — корневая втулка
Чтобы при подтягивании корневых болтов отогнутый конец накладки не вошел обратно в пазуху рельса, между ним и корневым вкладышем вставлена в рассверленное в шейке остряка отверстие корневая втулка, надетая на первый корневой болт; она дает возможность остряку беспрепятственно поворачиваться в корневом креплении. В вертикальной плоскости в стрелках из рельсов Р43 остряк в корне закреплен двумя лапками-удержками и корневой упоркой, скрепленными с корневым мостиком закладными болтами. В стрелках из рельсов Р50 вместо двух лапок-удержек предусмотрено пять. Поперечным перемещениям и продольным силам угона препятствует шип корневой упорки, а в стрелках из рельсов Р43 — и шипы двух противоугонных накладок, входящие в предназначенные для них отверстия в корневом мостике.
При гибких остряках применяется жесткое корневое крепление, отличающееся от накладочного тем, что в нем распорная втулка отсутствует, а корневая накладка не отгибается. Таким образом, при жестких остряках применяется шкворневое или накладочное с распорной втулкой корневое крепление, а при гибких—жесткое накладочное.
Кроме описанных выше трех основных конструктивных различий стрелок — по острякам, по прикреплению рамных рельсов к опорам и по корневому креплению, — они могут отличаться друг от друга и поперечными связями между рамными рельсами; упорными приспособлениями для остряков и поперечными связями между остряками.
Для жесткости стрелочной рамы необходимы поперечные связи между рамными рельсами. В качестве таких связей применяются связные уголки и связные полосы. Связные уголки в количестве от двух до четырех связывают между собой стрелочные лафеты.
В некоторых конструкциях стрелок из рельсов Р50 и Р43 предусмотрена установка одного или двух уголков также и между корневыми мостиками.
Связные полосы состоят под стрелками из двух, а под крестовинами из трех частей. Делаются они разрезными для того, чтобы при централизации стрелок можно было эти части электрически изолировать одну от другой постановкой в местах разреза связной полосы изоляционных втулок, прокладок и шайб из фибры.
Рис. 114. Накладочное корневое крепление остряка симметричной стрелки: 1 — рамный рельс; 2 — остряк с выпрессованной корневой частью; 3 — корневой мостик; 4 — распорная втулка; 5 — корневая накладка (отогнутый конец): 6 — корневой вкладыш; 7— противоугонная накладка; 8 —шип; 9 — лапки-удержки; 10 — упорка корневая
На всех стрелках, как лафетных, так и безлафетных, под началом остряков укладывают, как правило, связную полосу (рис. 115); иногда на лафетных стрелках предусматривают укладку и второй связной полосы за корневым креплением. На безлафетных стрелках, при крестовинах марок 1/11 и 1/9, укладывают от трех до пяти связных полос, а на стрелке при крестовине 1/15 — шесть полос.
Рис. 115. Поперечные связи между рамными рельсами: 1 — связная полоса; 2 — рамный рельс; 3 — лафет; 4 — связной уголок
В пределах боковой острожки остряк прилегает к рамному рельсу. Дальше по направлению к корневому креплению между остряком и рамным рельсом устанавливают специальные упорные приспособления, которые предупреждают изгиб остряка под действием горизонтальных поперечных сил от проходящих поездов. В качестве упорных приспособлений применяют упорные болты, упорные скобы или упорные накладки. Эти приспособления закрепляют обычно болтами на шейке рамного рельса (см. рис. 111).
На всех современных стрелках ставят по три пары упорных болтов или упорных накладок, за исключением стрелки из рельсов Р65, где их предусмотрено четыре пары.
Поперечные связи между остряками называются стрелочными тягами; они служат для одновременного перевода остряков. При переводе один из остряков отходит от рамного рельса на определенную величину, называемую шагом остряка. Типовой шаг остряка установлен в 152 мм и измеряется против первой стрелочной тяги.
На централизованных стрелках ставят одну стрелочную тягу, на нецентрализованных бывает две и три тяги. Концы тяги присоединяются шарнирно к острякам с помощью особых деталей (рис. 116). При централизации стрелки детали, зачерненные на рис. 116, должны быть в целях изоляции фибровыми. К хомуту, насаженному на середину стрелочной тяги, присоединяется переводная тяга, другой конец которой соединен с ручным переводным механизмом (рис. 117). На централизованных стрелках вместо переводного механизма устанавливают для перевода стрелки специальный электрический привод, а стрелочную тягу заменяют разрезной, состоящей из двух частей. Нецентрализованные стрелки на наиболее ответственных путях имеют контрольные стрелочные замки, прикрепляемые к рамным рельсам. Все стрелки (кроме горочных), в том числе и имеющие контрольные замки, оборудуются приспособлениями, так называемыми закладками, для запирания их висячими замками при определенном положении остряков. Вид типовой закладки дан на рис. 118.
Чтобы закончить знакомство с конструкцией стрелок, следует еще упомянуть о специальных стрелочных подкладках. За корнем остряков рельсовые нити находятся близко друг от друга, и укладка под каждую из них отдельных подкладок невозможна. Поэтому для стрелок изготовляют специальные удлиненные плоские подкладки с двумя желобами для укладки на них двух расходящихся рельсовых нитей.
Обычно за корнем остряков укладывают 4—5 пар специальных плоских подкладок.
Рис. 116. Крепление стрелочной тяги к острякам:
1 — стрелочная тяга; 2 — хомут; 3 —переводная тяга; 4 — рамный рельс; 5 —остряк; 6 — серьга; 7 — подушка серьги; 8 — прокладка фибровая; 9 — шайба фибровая; 10 — втулка фибровая
Переводные пути у обыкновенных стрелочных переводов укладывают один по прямой, другой по кривой. На симметричных стрелочных переводах оба переводных пути укладывают по кривой. Все стрелки и крестовины на наших дорогах подуклонки не имеют, поэтому рельсы переводных путей на всех стрелочных переводах во избежание скручивания их укладывают тоже без подуклонки — на плоских подкладках, входящих в обязательный набор материалов, поставляемых стрелочными заводами. Укладка типовых клинчатых подкладок в пределах стрелочных переводов не допускается. В новых стрелочных переводах из рельсов типа Р65 для усиления переводных кривых предусмотрена установка специальных упорных башмаков.
Крестовины с контррельсами бывают двух видов.
Рис. 117. Ручной переводный механизм
В одиночных и двойных стрелочных переводах крестовины бывают только острые (рис. 119), а на перекрестных переводах и глухих пересечениях — не только острые, но и тупые (рис. 120). Каждая острая крестовина состоит из одного сердечника и двух усовиков, кроме того, к ней относятся два контррельса. Каждая тупая крестовина состоит из двух сердечников, одного усовика и одного контррельса.
Точка пересечения продолжений рабочих граней сердечника называется математическим центром крестовины. Чтобы его найти, натягивают накрест два шнура или две проволоки, прижимая их концы в точках Б—Д и А—Г сбоку к рабочим граням сердечника и усовиков. Для определения марки крестовины измеряют длину отрезков АБ и БО и берут их отношение. Если, например, АБ = 21 см, а БО = 180 см, то марка крестовины равна 
, или, после округления,
.
Рис. 118. Типовая закладка для запирания стрелки:
1 — рамный рельс; 2 — остряк; 3 — закладка; 4 — приваренная к закладке поперечная планка; 5 — ось закладки; 6 — стрелочная подушка; 7 — проушина для висячего замка
Чем меньше марка крестовины, т. е. чем больше ее знаменатель, тем меньше угол крестовины и тем она положе.
В острых крестовинах наиболее узкое место между усовиками называется горлом крестовины. Независимо от типа рельсов и марки крестовины существуют две основные разновидности крестовин: крестовины цельнолитые, у которых сердечник и усовики, отлитые вместе, представляют одно целое, и крестовины сборные, у которых сердечник и усовики разъемные. Крестовины сборные могут иметь сердечники:
сборно-рельсовые, изготовленные из двух пристроганных друг к другу под углом крестовины рельсовых рубок, соединенных между собой вкладышами и болтами;
литые, состоящие из одной металлической отливки.
Раньше сердечники отливали из углеродистой стали. После войны 1941—1945 гг. их стали отливать из стали повышенной прочности — среднемарганцовистой. В последние годы сердечники отливают только из высокомарганцовистой стали. По внешнему виду их можно легко различить. Сердечники из среднемарганцовистой стали — массивные, из высокомарганцовистой стали — тонкие, ажурные (рис. 121). Сердечники из стали повышенной прочности имеют с боков особые приливы, заполняющие вырезы, сделанные в головках усовиков в их средней — наиболее изнашиваемой части. Поэтому такие литые сердечники называют сердечниками типа общей отливки с изнашиваемой частью усовиков. Острие сердечника по конструктивным соображениям заканчивается там, где ширина его равна 9—10 мм, с последующим резким снижением ко дну желоба. Это острие называется практическим острием сердечника. Слабая, наиболее уязвимая часть сердечника находится между практическим острием и сечением шириной 40 мм, в котором он уже полностью принимает на себя нагрузку колеса.
Рис. 119. Острая крестовина
Рис. 120. Тупая крестовина
Поэтому, начиная с сечения 30—35 мм, верх сердечника снижается к практическому острию настолько, чтобы при наибольшем допускаемом износе усовиков неизношенные бандажи колес не касались еще верхней грани сердечника. Для этой же цели в крестовинах сборных с литым сердечником типа общей отливки с изнашиваемой частью усовиков одновременно с понижением верха сердечника делается постепенное повышение до 5 мм приливов изнашиваемой части усовиков в их средней части относительно головок рельсовых усовиков. Указанные особенности сердечников и усовиков важно знать во избежание ошибок при измерении их вертикального износа и при ремонте крестовин. Совмещенные продольные профили сердечника и усовика между сечением сердечника 40 мм и горлом крестовины даны на рис. 122.
Под крестовинами в зависимости от их конструкции укладывают специальные плоские крестовинные подкладки, мостики или лафеты. Лафетами называются мостики, перекрывающие три и большее количество переводных брусьев. К переводным брусьям крестовины прикрепляют костылями, а к лафетам лапками-удержками.
Рис. 121. Сечения литых сердечников:
а — из среднемарганцовистой стали; б — из высокомарганцовистой стали
Рис. 122. Продольные профили снижения сердечника и местного повышения усовиков:
а —профили усовика и сердечника между горлом крестовины и сечением сердечника 40 мм: 1 — местное повышение усовика (его изнашиваемой части); 2 — снижение сердечника; 3 — план сердечника с указанием сечений; б — поперечное сечение крестовины по АА; 4 — рельсовые усовики; 5 — сердечник; 6 — изнашиваемая часть усовиков
Между горлом крестовины и практическим ее острием колесо проходит, не имея направляющего канта усовика. Поэтому, чтобы колесо от горла до острия не теряло своего направления и тонкий конец сердечника был защищен от горизонтального удара гребня колеса, у путевых рельсов против крестовины устанавливают контррельсы. Контррельсы своей средней — прямой частью должны перекрывать все протяжение от горла до сечения сердечника шириной 40 мм с некоторым небольшим запасом.
Желоб между путевым рельсом и контррельсом делают шириной 44 мм, а между сердечником и усовиком крестовины — шириной 45 мм. Концы контррельса и усовиков отводят от рельса отгибом до 67 мм, а дальше снова отгибом или срезкой головки рельса до 90 мм, что обеспечивает плавный вход колеса в желоб. Длина прямой части контррельса (с желобом в 44 мм) зависит от марки крестовины. Чем меньше марка, тем длиннее должна быть прямая часть контррельса. Контррельс и путевой рельс укладывают на общие плоские подкладки. Скрепляют их между собой с помощью вкладышей и горизонтальных болтов. В современных крестовинах
из рельсов типов Р43, Р50 и Р65 середина контррельса по наугольнику не совпадает с математическим центром крестовины. Для того чтобы не увеличивать длину контррельса, середину его смещают в сторону остряков: в переводах типа Р65, при марке 1/11 — на 153 мм, при марке 1/9—на 120 мм, типов Р50 и Р43, при марке 1/11 — на 123—128 мм, при марке 1/9—на 38 мм.
Для предупреждения изменения ширины колеи под крестовиной и контррельсами укладывают связные полосы. Кроме того, у контррельса с внутренней стороны устанавливают упорки.
Тупая крестовина состоит из усовика, двух сердечников, обращенных остриями друг к другу, и контррельса, который имеет то же назначение, что и контррельс у острых крестовин. В отличие от последних сердечники тупой крестовины имеют только одну рабочую грань со стороны контррельса. Другая грань со стороны усовика является направляющей и дополняет контррельс. Указанные основные детали соединены между собой рядом горизонтальных болтов.