УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОЛЕСНОГО ШУМА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к конструкциям устройств, обеспечивающих защиту окружающей среды от шума колес железнодорожного подвижного состава.
В связи с повышением экологических требований к среде проживания и деятельности человека в последние годы все острее ставится вопрос о выносе железнодорожных путей за пределы зон отдыха людей и удалении их от лечебных учреждений, библиотек, учебных заведений и зрелищных центров для охраны этих объектов от шумового воздействия. Часто изменение транспортных схем требует неоправданно высоких капитальных затрат на переукладку стрелочных переводов и многокилометровых участков железнодорожных путей, в том числе, расположенных далеко за пределами охраняемых зон. Представляется более экономичным вкладывать средства в установку на путях, работающих внутри самих этих зон, устройств, обеспечивающих снижение уровня транспортного шума.
Известна конструкция пути (Путь и путевое хозяйство промышленных железных дорог. Под. ред. В.Ф.Яковлева. М. Транспорт. 1990. стр.67, рис.4.13), в которой роль шумоизолирующего устройства выполняют две упругих прокладки, помещенные одна - между подошвой рельса и подкладкой, другая - между подкладкой и железобетонной шпалой. Основное их назначение снижение вертикальной жесткости пути. Тем не менее, они частично гасят энергию колебаний, в том числе частот звукового спектра, передаваемых от подошвы рельса на подрельсовое основание, и главное, предотвращают непосредственное ударно-вибрационное взаимодействие рельса, подкладки и шпалы, которое при отсутствии прокладок может стать дополнительным источником шума.
Недостаток устройства заключается в том, что оно лишь частично решает проблему снижения уровня шума, поскольку не оказывает никакого влияния на формирование и распространение колебаний в зоне взаимодействия колеса с головкой рельса. Звуковые волны, возникающие в этой зоне, беспрепятственно распространяются на всю высоту сечения рельса и передаются в окружающие пространства. В воздушной среде шум проходящих поездов распространяется на большие расстояния в виде монотонного гула и стука колес на стыках.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство для защиты от колесного шума рельсового транспорта (SE2000 200003770, Е01В 19/00, 18.10.2000), содержащее в верхней своей части упругую прокладку, предназначенную для накрытия головки рельса, и металлическую накладку, повторяющую по форме своего поперечного сечения очертания этой головки, а в нижней части два уголка, предназначенные для закрепления устройства на шейке рельса их вертикальными полками, снабженными отверстиями под соединительный болт.
В зоне взаимодействия колеса с рельсом взаимодействующие элементы разделены накладкой, предоставляющей собой сравнительно тонкий слой металла, и прокладкой, выполненной из упругого материала. Прокладка находится в плотном контакте и с накладкой и с головкой рельса, поглощая энергию колебаний, возбуждаемых колесами проходящих поездов, и предотвращая непосредственное взаимодействие металлических деталей друг с другом, которое само по себе может стать источником звука.
Недостатком прототипа является то, что в самый его конструкции заложена возможность возникновения шума в месте закрепления устройства на шейке рельса, так как наличие конструктивных зазоров между крепежными и соединяемыми элементами неизбежно приводит к ударно-вибрационному взаимодействию этих элементов под переменной поездной нагрузкой.
В работе над полезной моделью решалась задача повышения эффективности работы устройства по снижению уровня шума за счет исключения ударно-вибрационного взаимодействия устройства с рельсом в месте закрепления.
Технический эффект в данном случае достигается тем, что в устройстве для защиты от колесного шума рельсового транспорта, содержащем в верхней своей части упругую прокладку, предназначенную для накрытия головки рельса, и металлическую накладку, повторяющую по форме своего поперечного сечения очертания этой головки, а в нижней части два уголка, предназначенные для закрепления устройства на шейке рельса их вертикальными полками, снабженными отверстиями под соединительный болт, согласно данного предложения, устройство содержит прокладки из упругого материала, наклеенные на обращенные друг к другу поверхности вертикальных полок уголков, и втулку из того же материала, объемлющую соединительный болт и установленную в отверстиях этих полок.
Сущность технического решения разъясняется с помощью чертежа, на котором приведена схема крепления предлагаемого устройства 1 на путевом рельсе 2 болтом 3, пропущенным в болтовое отверстие 4.
Устройство для защиты от колесного шума рельсового транспорта содержит в верхней своей части прокладку 5, из упругого материала, например, резины, предназначенную для накрытия головки 6 рельса 2, и металлическую накладку 7 повторяющую по форме своего поперечного сечения очертание этой головки 6, а в нижней части - два уголка 8, обращенные друг к другу вертикальными полками 9 и 10, снабженными отверстиями 4 под соединительный болт 3, предназначенный для закрепления устройства 1 на шейке 11 рельса 2. На поверхности вертикальных полок 9 и 10 наклеены прокладки 12 и 13 из упругого материала, а соединительный болт 3 помещен во втулку 14, выполненную из того же материала.
Устройство 1 работает следующим образом. При проходе по пути колеса 15 подвижного состава (на черт. не показан) положение точки 16 его контакта с накладкой 7 зависит от угла подуклонки поверхности 17 катания колеса 15 к горизонту и формы этой поверхности 17, а подуклонка и форма поверхности 17 зависят от степени и характера износа колеса. Если в результате износа величина подуклонки поверхности 17 катания колеса 15 увеличилась, точка 16 контакта смещена вправо от оси 18 симметрии рельса 2, у колес 15 с седлообразным износом она может располагаться левее этой оси 18 на любом расстоянии от последней. А поскольку при движении поезда колеса 15 с различной степенью износа могут чередоваться в любой последовательности, то положение точки 16 приложения силы к накладке 7 постоянно меняется, заставляя отклоняться устройство 1 то в одну, то в другую сторону в пределах упругих деформаций прокладки 5, накрывающей головку 6 рельса 2. А чтобы при этом не происходило ударов полок 9 и 10 в шейку 11 рельса 2, на полки 9 и 10 наклеены прокладки 12 и 13 из упругого материала. Для предотвращения ударов болта 3 в стенки болтового отверстия 4 при вертикальных перемещениях устройства 1 относительно рельса 2, болт 3 помещен во втулку 14, выполненную из того же материала.
Таким образом, наличие прокладок 12, 13 и втулки 14 устраняет один из источников транспортного шума, повышая эффективность работы рассматриваемого устройства.