Прокладка нашпальная упругая регулировочная для подкладочного промежуточного рельсового скрепления типа ЖБР

Область техники
Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, в частности к прокладке нашпальной упругой регулировочной, используемой в составе подкладочного промежуточного рельсового скрепления типа ЖБР железнодорожного пути и предназначенной для регулировки ширины рельсовой колеи, обеспечения электроизоляции подкладки от шпалы, а также для предохранения упорных кромок подрельсовых площадок железобетонных шпал от скола.
Уровень техники
Из уровня техники известна упругая нашпальная прокладка, выполненная с отбортовкой и отверстием для размещения в нем крепежного элемента рельсового скрепления (патент RU №104560 U1, Е01В 9/68, дата публикации 20.05.2011).
Данная упругая прокладка предназначена для использования в составе рельсового скрепления ЖБР-65 ПШМ совместно с комплементарной (парной) прокладкой, каждая из которых выполнена с разной толщиной отбортовок (см. Альбом элементов и конструкций верхнего строения железнодорожного пути, 2012, https://www.tdesant.ru/info/item/131, чертеж 90, позиция 5, чертежи 93-94).
Недостатками известного аналога является расположение отверстия для крепежного элемента в середине прокладки, что затрудняет сборку, разборку и регулировку рельсового скрепления при проведении путевых работ. Для проведения таких работ понадобится осуществлять полное извлечение крепежных и иных элементов рельсового скрепления (клеммы, вставки, направляющие), что является трудозатратным. Также недостатком является большая материалоемкость прокладки и низкая надежность рельсового скрепления с такой прокладкой, поскольку такая прокладка не защищена от смещений или перекосов при возможном раскручивании крепежного элемента.
Известна упругая нашпальная прокладка, состоящая из плоской и наклонной боковой частей. На плоской части выполнено отверстие для элемента крепления. Углы плоской части прокладки и углы отверстия выполнены скругленными по радиусу, плоская и наклонная части прокладки по всему периметру выполнены скругленными по радиусу (RU 150662 U1, дата публикации 20.02.2015 г.).
Недостатками прокладки является наличие в прокладке отверстия для крепежного элемента, что так же затрудняет проведение путевых работ. Прокладка обладает низкой надежностью, поскольку она так же не защищена от перемещений при возможном раскручивании крепежного элемента.
Известна прокладка регулировочная, изготовленная из изолирующего материала и выполненная в виде монолитной пластины с буртиком, наклоненным к основанию под тупым углом, при этом на основании имеется паз, проходящий вдоль буртика и заканчивающийся полукругом, размер которого соответствует размеру крепежного элемента, прижимающего эту регулировочную прокладку (RU 147172 U1, Е01В 5/00, дата публикации 27.10.2014).
Выполнение в составе прокладки паза для крепежного элемента вместо отверстия упрощает процесс извлечения прокладки из рельсового скрепления при проведении путевых работ, однако не обеспечивается надежность ее фиксации из-за наличия степеней свободы при таком креплении прокладки, т.к. в ходе эксплуатации она смещается.
Данная прокладка предназначена для одиночного использования и выполнена короткой длины, из-за чего она не прилегает ко всей нижней поверхности расположенной над ней нашпальной прокладки, что обеспечивает ненадежность конструкции рельсового скрепления. Кроме того, буртик такой прокладки не содержит углубления и не обеспечивает полного прилегания к выемке на подрельсовой площадке шпалы. При использовании такой прокладки в составе узла рельсового скрепления возникают повышенные напряжения, обеспечивающие ее деформацию и деформацию крепежного элемента, что приводит к низкой безопасности и низкой долговечности скрепления в целом.
Известна прокладка регулировочная, включающая основание с буртиком, отогнутым к основанию под тупым углом. Основание снабжено продольным пазом с радиусным закруглением под закладной болт, устанавливаемый в железобетонную шпалу. Продольный паз в основании снабжен фаской (RU 177711 U1, Е01В 9/48, дата публикации 06.03.2018).
Недостатком прокладки является то, что противоположная буртику сторона прокладки выполнена прямолинейной и не обеспечивает надежное соединение с другой прокладкой регулировочной, в случае ее парного использования. Такая прокладка не обеспечивает надежность рельсового скрепления, так как закладной болт, фиксирующий прокладку, не защищает ее от перемещения во всех поперечных направлениях, а только в одном (в сторону открытого паза). Прокладка не содержит изгиб на буртике и в случае ее установки непосредственно на шпалу не обеспечит полное прилегание к выемке в подрельсовой площадке шпалы.
В качестве наиболее близкого аналога принята регулировочная прокладка для промежуточных рельсовых скреплений типа ЖБР, выполненная в виде пластины, состоящей из двух участков, один из которых плоский, а другой имеет изогнутую форму. В теле плоского участка выполнен паз, начинающийся от боковой стороны и заканчивающийся радиусным закруглением, торцевая сторона плоского участка имеет выступ, ширина которого составляет половину ширины плоского участка, форма изогнутого участка соответствует по форме углублениям, имеющимся на железобетонных шпалах. Боковая сторона плоского участка снабжена фаской, у основания паза выполнена фаска, на короткой боковой стороне плоского участка имеется выступ, на торцевой стороне изогнутого участка расположена выступающая прямоугольная площадка (RU 202641 U1, Е01В 9/48, дата публикации 01.03.2021 г.).
Использование такой прокладки с выступом, две части которого выполнены прямоугольной формы и являются концентраторами напряжений, ведет к повышенной концентрации напряжений в стыковой ее части, из-за чего понижается надежность рельсового скрепления в целом.
Технической проблемой заявленной полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания надежной и прочной прокладки регулировочной, обеспечивающей снижение износа подрельсовой площадки шпалы, а также расширение арсенала регулировочных прокладок, используемых в составе промежуточных рельсовых скреплений.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение надежности и долговечности промежуточного рельсового скрепления.
Технический результат заявленной полезной модели достигается за счет выполнения прокладки нашпальной упругой регулировочной для подкладочного промежуточного рельсового скрепления типа ЖБР, в виде прямоугольной пластины, состоящей из двух участков, один из которых плоский, а другой - загнутый, причем плоский участок содержит полость для крепежного элемента, устанавливаемого в шпалу, а одна из сторон пластины, противоположная загнутому участку, выполнена с выступом и направляющим скосом (т.е. выполнена в виде ступеньки), предназначенными для совмещения с ответными направляющим скосом и выступом комплементарной прокладки регулировочной, причем направляющий скос выполнен полукруглой формы.
Заявленная прокладка является комплементарной, т.е. предназначена для использования совместно с соответствующей парной прокладкой. Прокладка обладает контактной зоной взаимодействия с элементами рельсового скрепления по всей ее площади. Выступ и направляющий скос прокладки предназначены для контактирования с направляющим скосом и выступом комплементарной прокладки. Верхняя часть прокладки регулировочной предназначена для контактирования с подрельсовой подкладкой, а нижняя ее часть - с подрельсовой площадкой шпалы.
Наличие загнутого участка обеспечивает упор прокладки в шпале и дополнительную фиксацию от ее перемещения.
Крепежный элемент, установленный в полость прокладки, упирается в стенку полости и предотвращает перемещение прокладки при эксплуатации, а выступ на стыковой части прокладки упирается в скос стыковой части другой прокладки и дополнительно усиливает ее фиксацию, предотвращая ее смещение при эксплуатации, в том числе при раскручивании крепежного элемента. При таком выполнении прокладки обеспечивается надежность и безопасность рельсового скрепления.
За счет выполнения направляющего скоса полукруглой формы обеспечивается существенное снижение концентрации напряжений в зоне контакта парных регулировочных прокладок друг с другом, что приводит к повышению надежности и долговечности прокладки и промежуточного рельсового скрепления в целом. Дополнительно снижается материалоемкость прокладки при повышении надежности рельсового скрепления и упрощается процесс стыковки и установки парных прокладок.
Таким образом, вышеуказанное выполнение скоса и выступа на прокладке с полостью для элемента крепления обеспечивает надежную ее фиксацию на шпале, защиту от перемещения во всех направлениях относительно шпалы при эксплуатации, и низкую концентрацию напряжений, что существенно повышает надежность и долговечность рельсового скрепления.
В частных случаях заявленная прокладка может быть выполнена следующим образом.
Загнутый участок предпочтительно может быть расположен на торцевой стороне пластины.
Полость может быть выполнена в виде открытого паза (прорези) или в виде отверстия.
При наличии открытого паза обеспечивается упрощение установки прокладки или ее замены при проведении путевых работ при низких трудозатратах за счет исключения необходимости полного демонтажа рельсового скрепления. Паз может быть выполнен поперечно ориентированным. При этом выступ на торцевой части прокладки предпочтительно расположен напротив паза прокладки, что обеспечивает дополнительное повышение надежности ее соединения со второй прокладкой, поскольку крепежный элемент, установленный в паз прокладки, упирается в стенку паза и предотвращает ее перемещение в одну сторону (в направлении открытой стороны паза), а выступ на стыковой части прокладки упирается в скос стыковой части другой прокладки и дополнительно усиливает ее фиксацию, предотвращая ее смещение ее в противоположную сторону, в том числе при раскручивании крепежного элемента.
Паз может быть выполнен с длиной менее или равной половине ширины плоского участка прокладки. При этом ширина паза может быть выполнена менее или равной ширине выступа (ступеньки) на стыковой торцевой части прокладки, а высота выступа может быть выполнена менее или равной высоте паза.
Паз может быть выполнен П-образным или U-образным. При этом выступ на противоположной загнутому участку выполнен П-образным.
Внешний край выступа на верхней или нижней части пластины может содержать фаску. Наличие фаски обеспечивает дополнительное снижение концентрации напряжений в зоне стыка, что дополнительно повышает надежность, а также упрощает ее монтаж.
Загнутый участок предпочтительно может быть выполнен с углублением для обеспечения полного прилегания к поверхности выемки на подрельсовой площадке шпалы, что также дополнительно повышает надежность рельсового скрепления.
Загнутый участок может быть выполнен с переменной толщиной, равной от 2-3 до 3-10 мм. В частности, загнутый участок может быть выполнен с толщиной 5 мм или 7 мм или 3 мм или 9 мм.
Предпочтительно прокладка выполнена из полимерного материала, а загнутый участок отогнут к плоскому участку под тупым углом.
Краткое описание чертежей
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых изображен частный случай выполнения прокладки:
фиг. 1 - чертеж вида сверху прокладки упругой,
фиг. 2 - чертеж вида сбоку прокладки упругой,
фиг. 3 - изображение парных прокладок упругих регулировочных, уложенных на шпалу, с крепежными элементами и клеммой,
фиг. 4 - изображение двух прокладок упругих регулировочных в составе рельсового скрепления.
Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
1 - загнутый участок,
2 - плоский участок,
3 - паз,
4 - выступ,
5 - полукруглый скос,
6 - скругления по краям открытого паза для упрощения установки крепежного элемента,
7 - фаска (скос на выступе),
8 - подкладка,
9 - подрельсовая прокладка.
В частном случае прокладка нашпальная упругая регулировочная выполнена в виде загнутого участка 1, переходящего в плоский участок 2. Плоский участок 2 снабжен U-образным пазом 3 для крепежного элемента. Паз 3 расположен поперек пластины, а противоположная загнутому участку 1 торцевая сторона плоского участка 2 выполнена с П-образным выступом 4 и полукруглым скосом 5, предназначенными для стыкового соединения с ответными направляющим скосом и выступом другой парной прокладки упругой регулировочной. Выступ 4 расположен напротив паза 3 прокладки. Осуществление полезной модели
Прокладки упругие регулировочные изготавливают из полимерных материалов методом литья под давлением.
В составе узла подкладочного рельсового скрепления ЖБР-65ПШМ прокладки упругие применяются попарно в зависимости от толщины загнутого участка (упорной стенки).
Прокладки упругие устанавливают на подрельсовую часть шпалы типа III под подкладку. Загнутый участок прокладки упругой контактирует с выемкой в шпале, паз прокладки ориентируется по дюбельному отверстию в шпале так, чтобы тела обеих прокладок не перекрывали отверстия дюбеля, а их фигурные выступы со скосами вошли в зацепление друг с другом. Затем сверху на упругие прокладки устанавливают подкладку с установленной между ее ребордами подрельсовой прокладкой. Далее узел скрепления собирается в соответствии с действующей инструкцией.
Конструкция упругих прокладок позволяет проводить регулировку ширины рельсовой колеи путем их замены в пути без необходимости полного демонтажа крепежных элементов (прикрепителей) и извлечения подкладки. Для демонтажа упругих прокладок в пути необходимо ослабить резьбовые прикрепители до возможности поднятия подкладки на удвоенную толщину упругих прокладок. После этого упругие прокладки можно извлечь из узла в противоположную сторону отверстия паза (открытой части паза), предварительно приподняв фигурный выступ извлекаемой прокладки до выхода его из зацепления с другой упругой прокладкой. Для монтажа упругих прокладок в пути резьбовые прикрепители должны быть ослаблены до возможности поднятия подкладки на удвоенную толщину упругих прокладок. Далее выбирают упругие прокладки исходя из необходимой толщины изогнутого участка (величины регулировки) и заводят под подкладку так, чтобы углубление изогнутого участка прокладки входило в выемку шпалы, а открытая часть паза прокладок была ориентирована по направлению их надвигания на опорную площадку шпалы, а фигурные выступы (выступы и направляющие скосы) были комплементарны друг другу. Для обеспечения взаимного зацепа фигурных выступов упругих прокладок, при их надвигании необходимо приподнять фигурный выступ одной прокладки так, чтобы он прошел над комплементарным ему выступом, и отпустить поднятый выступ, после чего упругая прокладка должна принять горизонтальное положение. Далее можно провести затяжку прикрепителей до нормативного усилия прижатия.
Пример 1
Прокладки упругие регулировочные были изготовлены из полиамида или альфамида. Прокладка выполнена в виде монолитной пластины с размерами 140-170 мм×180-210 мм с толщиной плоского участка 2-12 мм в зависимости от параметров элементов рельсового скрепления.
Паз выполнен с переменной геометрией, с высотой 80-120 мм и шириной 25-40 мм, радиус полукруга, которым заканчивается паз 12-13 мм. Загнутый участок выполнен с переменной толщиной 2-14 мм. Высота выступа 70-105 мм, ширина 10-50 мм. Радиус скоса 50 мм.
Для обеспечения установки на нее подкладки рельсового скрепления общее расстояние между загнутыми участками двух прокладок является фиксированным и соответствует расстоянию между выемками в подрельсовой площадке шпалы.
Пример 2
В составе узла подкладочного рельсового скрепления ЖБР-65ПШМ прокладки упругие применялись комплементарно в зависимости от толщины загнутого участка (упорной стенки). Комплект упругих прокладок для установки в узел скрепления состоит из одной прокладки с толщиной загнутого участка 5 мм и одной прокладки с толщиной изогнутого участка 7 мм или одной прокладки с толщиной упорной стенки 3 мм и одной прокладки с толщиной упорной стенки 9 мм в зависимости от потребности в регулировке ширины рельсовой колеи.