ПРОКЛАДКА СТЫКОВАЯ КОМПОЗИЦИОННАЯ

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а более конкретно к устройствам рельсовых изолирующих стыков.
Повышение эксплуатационной надежности рельсовых электроизолирующих стыков достигается за счет снижения количества случаев электрического замыкания изолирующего стыка. Электрическое замыкание происходит в случае, когда стыкуемые рельсы соединяются между собой в результате температурного схождения рельсов, или в результате прогиба концов стыкуемых рельсов при прохождении железнодорожного состава, или в результате намагничивания концов рельсов в зазоре между стыкуемыми рельсами, появления магнитного поля, которое притягивает в зазор металлическую стружку, металлические частицы, которые накапливаясь, замыкают соединяемые рельсы.
Известно техническое решение (Патент 2295602, заявка №2005125626 от 12.08.2005 «Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение»). Техническое решение содержит междурельсовую прокладку с головкой, шейкой, подошвой, торцевыми и боковыми поверхностями, выполненной из электроизоляционного материала, на торцевой поверхности выполнен слой из эластичного материала, который частично выступает за контур поперечного сечения головки и подошвы стыкуемых рельсов, а шейка междурельсовой прокладки выполнена с формой торцевых поверхностей, повторяющей форму обращенных к ним поверхностей стыковых накладок, и с поперечными размерами, обеспечивающими контакт ее торцевых поверхностей по всей их длине с соответствующими стыковыми накладками и упругую деформацию слоя из эластичного материала при стягивании стыковых накладок между собой.
Основной недостаток этого решения заключается в низкой надежности работы рельсового изолирующего стыка, обусловленной отсутствием шунтирования магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке, что приводит к существенному росту магнитного поля в зазоре между торцами рельсов.
Другой недостаток - материал - твердый пластик имеет недостаточную упругость и прочность при воздействии динамических нагрузок в процессе эксплуатации. Под воздействием сжимающих усилий, возникающих при «сгонке» рельсов вследствие повышения температур (например, летом), происходит деформация с последующим разрушением торцевой изоляции (разрушение может быть в виде отрыва головной части, разрушение головной части по контуру и т.д.), образование сквозных трещин, которые также могут забиваться металлическими частицами, что приводит к короткому замыканию.
Известно техническое решение, которое позволяет снизить напряженность магнитного поля в зазоре между стыкуемыми рельсами и предотвратить замыкания стыкуемых рельсов друг с другом в результате прогиба концов стыкуемых рельсов и в результате температурного схождения рельсов, (патент RU №2383680, заявка №2009109369 от 16.03.2009, «Прокладка стыковая композиционная»). Прокладка стыковая композиционная, состоит из головки, шейки и подошвы, торцевой и боковой поверхностей, выполнена из электроизоляционного материала, а на торцевой поверхности выполнен слой из эластичного материала, который частично выступает за контур поперечного сечения головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов, при этом слой эластичного материала торцевой поверхности прокладки выполнен из магнитодиэлектрического эластомера, а в качестве электроизоляционного материала прокладки принят слоистый стеклопластик с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, при этом торцовая поверхность контура головки прокладки со стороны боковой поверхности катания рельса выполнена наклонной под углом, соответствующим критическому боковому износу головки рельса. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Данное техническое устройство решает задачу уменьшения напряженности магнитного поля в стыковом пространстве между рельсами за счет шунтирования магнитного поля слоем магнитоэлектрического эластомера, изготовленными из материала содержащего ферромагнитные частицы.
Недостатком данного решений является высокая хрупкость материала основы прокладки, материал разрушаются без заметной пластической деформации, что приводит к быстрому разрушению прокладки, в результате чего происходит электрическое замыкание рельсовой цепи.
Настоящее техническое решение направлено на решение технической задачи по повышению эксплуатационной надежности рельсового электроизолирующего стыка.
В процессе решения технической задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении разрушения основы и обечайки за счет материала основы прокладки обладающего высокими прочностными свойствами и достаточной пластичностью и композиции обечайки обладающей повышенной пластичностью.
10
Указанный технический результат достигается прокладкой стыковой композиционной, имеющей торцевую и боковые поверхности, состоящей из электроизоляционной основы и магнитодиэлектрической эластичной обечайки, закрепленной на боковой поверхности и выступающей за контуры головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов, при этом основа выполнена из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв, обечайка выполнена из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, основа и обечайка механически соединены по типу «шип-паз». Кроме этого, стеклонаполненный полимерный материал имеет прочность на сжатие не менее 200 МПа, стеклонаполненный полимерный материал имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10 Ом·см, контур обечайки в районе подошвы стыкуемых рельсов выступает за контур подошвы, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм, по внешнему контуру боковой поверхности основы выполнены пазы, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.
Величина шунтирования прокладки, выполненной из диэлектрического материала основы и обечайки, выполненной из магнитодиэлектрической композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и высотой 2,5-10,0 мм, сохраняется на уровне свойств прототипа, но значительно увеличивается пластичность обечайки. Выполнение по внешнему контуру боковой поверхности основы пазов, а на обечайке по внутреннему контуру гребней, входящих в пазы, образует технологичное в исполнении разъемное механическое соединение основы и обечайки, которое позволяет исключить операцию склеивания.
Экспериментально установлено, что основа прокладки, выполненной из диэлектрического материала должна иметь большую пластичность при сохранении высокой прочности. Оптимальным в эксплуатации показал материал основы, выполненный из стеклонаполненного полимерного материала имеющего относительную деформацию 3-8% при удлинении, и имеющий прочность на сжатие не менее 200 МПа.
Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена прокладка стыковая композиционная, на фиг. 2 сечение А-А.
Прокладка включает головку 1, шейку 2, подошву 3, а также торцевую 4 и боковые 5 поверхности. Головка 1, шейка 2 и подошва 3 междурельсовой прокладки выполнены в форме, повторяющей форму поперечного сечения соответственно головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов. На торцевой поверхности прокладки находится обечайка 6 из магнитодиэлектрического эластомера. Обечайка 6 из магнитодиэлектрического эластомера частично выступает за контур поперечного сечения стыкуемых рельсов. По внешнему контуру боковой поверхности 4 основы выполнены пазы 7, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни 8, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.
Изготавливается прокладка раздельно. Сначала изготавливается диэлектрическая основа из стеклонаполненного полимерного материала, а затем в специальной оснастке отливается обечайка 6, магнитодиэлектрический эластомер которой заполняет собой пазы в основе прокладки, образуя соединение внутренней жесткой основы и обечайки 6. Высота выступающей за контур стыкуемых рельсов части обечайки 6 составляет не более 1,0-1,5 мм.
При прохождении транспортных средств, слой эластичного материала на торцевой поверхности прокладки и выступающий за пределы контура головки рельсов, при контакте с колесами будет утапливаться, вследствие упругой деформации слоя будет происходить большее заполнение зазора эластомером. В результате этого повышается эффект шунтирования, снижается вероятность попадания металлических частиц в зазор стыка. При износе выступающей части эластичного материала, шунтирование магнитного поля в стыке рельса, будет проходить обычным способом.
Полезная модель может быть реализовано с использованием известного из уровня техники технологического оборудования и материалов.