РЕЛЬС С ВИБРОДЕМПФИРУЮЩЕЙ НАКЛАДКОЙ

Область техники
Заявленная полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожных путей, включающих железнодорожный рельс с установленными на нем вибродемпфирующими накладками.
Предшествующий уровень техники
Вибродемпфирующие накладки, устанавливаемые на шейку рельса, служат для снижения звукового излучения рельса и используются наряду с другими средствами снижения шума, а именно, средствами звукоизоляции - акустическими экранами и средствами виброизоляции рельса - прокладками, устанавливаемыми под рельс.
При использовании вибродемпфирующей накладки снижение звукового излучения рельса возможно, как путем демпфирования вибрации шейки рельса, так и обеспечением затухания звукового излучения.
Из уровня техники известен раскрытый в патентной заявке Германии DE 3840959, опубликованной 07.06.1990, рельс со звукоизолирующей накладкой из эластичного материала, установленной на шейку рельса и выполненной с внутренними полостями, ограниченными стенкой с наружной криволинейной цилиндрической поверхностью, прилегающей к пяте и шейке рельса, наружной стенкой с плоской поверхностью и продольными перегородками. В этом известном техническом решении указывается на целесообразность полостей в звукоизолирующей накладке для затухания звукового излучения, но не обеспечивается демпфирование вибрации шейки рельса, предполагающее повышенные требования к динамической жесткости эластичного материала вибродемпфирующей накладки и ее упругий прижим к шейке рельса.
Из уровня техники также известен раскрытый в патенте РФ 130319 от 20.07.2013 рельс с вибродемпфирующими накладками, прижатыми к шейке рельса стальными упругими элементами, охватывающими снизу пяту рельса, и выполненными (каждая) из эластичного материала с криволинейной цилиндрической поверхностью, прилегающей к пяте и шейке рельса, и противоположной наружной плоской поверхностью, контактирующей с упругим элементом. Это известное техническое решение является ближайшим аналогом заявленного технического решения.
Недостатком этого известного технического решения является использование монолитной вибродемпфирующей накладки, что приводит к сравнительно слабому затуханию звукового излучения на частотах около 1000 Гц и более.
Заявленное техническое решение направлено на увеличение затухания звукового излучения.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, достигаемый при использовании заявленного технического решения, заключается в снижении звукового излучения рельса вибродемпфирующими накладками за счет увеличения затухания звукового излучения. При этом дополнительно решается задача по обеспечению устойчивого прилегания вибродемпфирующей накладки в пазухе, что необходимо для демпфирования вибрации шейки рельса.
Указанный технический результат достигается в рельсе с вибродемпфирующими накладками, прижатыми к шейке рельса стальными упругими элементами, охватывающими снизу пяту рельса, и выполненными каждая из эластичного материала с криволинейной цилиндрической поверхностью, прилегающей к пяте и шейке рельса, противоположной наружной плоской поверхностью, контактирующей со стальным упругим элементом, и с внутренними полостями, разделенными продольными перегородками, передающими на наружную криволинейную цилиндрическую поверхность усилие прижима стального упругого элемента, контактирующего с наружной плоской поверхностью напротив продольных перегородок.
Продольные перегородки могут быть выполнены плоскими и расположены перпендикулярно наружной плоской поверхности.
Стенка вибродемпфирующей накладки с наружной криволинейной цилиндрической поверхностью может прилегать и к головке рельса для лучшей фиксации положения на шейке рельса.
Стенка с наружной плоской поверхностью может быть расположена под наклоном к подошве рельса и, соответственно, к плоскости симметрии рельса.
Вибродемпфирующая накладка может быть выполнена, например, с тремя перегородками и, соответственно, четырьмя полостями, или с двумя перегородками и, соответственно, тремя полостями.
Каждый упругий элемент может быть выполнен с выступом, вставленным в паз, выполненным на плоской поверхностью наружной стенки вибродемпфирующей накладки, для фиксации положения вибродемпфирующей накладки на шейке рельса. Паз на плоской поверхностью наружной стенки каждой вибродемпфирующей накладки может быть выполнен в виде продольной канавки.
Стальной упругий элемент может быть выполнен из пружинной проволоки.
Краткое описание чертежей
На фигуре схематично показано поперечное сечение рельса с вибродемпфирующими накладками, прижатыми к шейке рельса упругой скобой, охватывающей подошву рельса.
Реализация полезной модели
На чертеже показано сечение рельса с шейкой 1, пятой 2 и головкой 3, вибродемпфирующих накладок 4 и 5 с наружными криволинейными цилиндрическими поверхностями и противоположными плоскими поверхностями и упругая стальная скоба 6, охватывающая пяту 2 рельса и прижимающая вибродемпфирующие накладки 4 и 5 к шейке 1.
Упругая стальная скоба может быть выполнена с возможностью прижима вибродемпфирующей накладки только с одной стороны рельса, как, например, показано в RU 130319. Варианты расположения вибродемпфирующих накладок на рельсе, количество стальных скоб для каждой накладки могут быть различными, известны и зависят от требуемого снижения звукового излучения рельса.
Известно, что звуковое излучение рельса является следствием вибрации шейки 1 рельса. Соответственно, снижение звукового излучения рельса обеспечивается, во-первых, демпфированием вибрации шейки рельса и, во-вторых, обеспечением затухания звукового излучения. Демпфирование вибраций посредством эластичной и в тоже время жесткой вибродемпфирующей накладкой обеспечивается в диапазоне низких частот от 10 Гц до 600 Гц, см. например, «Снижение шума подвижного состава железнодорожного транспорта в источнике образования и на пути распространения», от 19.05.2015, Куклин Д.A., http://ivas.su/poleznye-stati/snizhenie-shuma-podvizhnogo-sostava-zhel/, а для более высоких частот целесообразно увеличить затухание звукового излучения. В заявленном техническом решение затухание звукового излучения обеспечивается внутренними полостями 7, 8, 9 и 10 вибродемпфирующих накладок 4 и 5. Внутренние полости разделены плоскими продольными перегородками 11, 12 и 13 перпендикулярными наружной плоской поверхности, контактирующей с упругой стальной скобой 6.
Наличие полостей не снижает возможности устройства по демпфированию вибраций шейки рельса. Усилие прижима, обеспечиваемое упругой стальной скобой 6, передается на наружные криволинейные цилиндрические поверхности, контактирующие с шейкой рельса, посредством плоских продольных перегородок 11, 12 и 13. При этом стальная скоба 6 давит на продольные перегородки, воздействуя на плоскую поверхность накладки напротив продольных перегородок.
Упругий элемент, охватывающий подошву рельса и прижимающий вибродемпфирующие накладки может быть выполнен в виде скобы из листовой пружинной стали или из пружинной стальной проволоки. Варианты реализации такого упругого элемента известны, например, из RU 130319, а также из международной публикации WO 9316230 и публикации европейской патентной заявки ЕР 1876295.
Расположение вибродемпфирующих накладок на шейке рельса должно быть устойчиво. Устойчивое положение обеспечивается сопряжением поверхностей вибродемпфирующей накладки и пазухи рельса, а также усилием, с которым упругий элемент прижимает вибродемпфирующую накладку. Для этого целесообразно, чтобы вибродемпфирующая накладка полностью заполняла пазуху рельса, а ее плоская поверхность, контактирующая с упругим элементом, была наклонена к подошве рельса.
Из-за больших допусков на размеры рельса указанных мер по устойчивости положения вибродемпфирующей накладки может быть недостаточно. Дополнительной мерой может быть фиксация прижимаемой вибродемпфирующей накладки относительно упругого элемента. Для этого каждый упругий элемент должен быть зафиксирован на пяте рельса и выполнен с выступом, вставленным в паз, выполненный на плоской поверхностью наружной стенки вибродемпфирующей накладки, для фиксации положения вибродемпфирующей накладки на шейке рельса, см., например, WO 9316230.