УПЛОТНИТЕЛЬ АНКЕРА

Полезная модель относятся к деталям технологической оснастки, используемым для уплотнения и устранения зазоров между анкером и формооснасткой при изготовлении анкерных железобетонных шпал, а также брусьев, плит и других подрельсовых оснований.
Известен уплотнитель анкера, имеющий внутреннюю поверхность обеспечивающую посадку с натягом на соответствующую поверхность основания головки анкера, одну центральную перемычку и две боковые перемычки для опирания основания головки анкера и внешнюю поверхность для контактирования с гнездом шпальной формы, при этом контур внутренней поверхности выполнен симметричным только относительно одной короткой оси, внутренняя поверхность выполнена вертикальной, а на краю внутренней поверхности вдоль, по меньшей мере, двух длинных ее сторон выполнен буртик, образующий сужение с противоположной от перемычек стороны. (RU 102320 U1, B28B 7/24, 03.09.2010).
Недостатки данного уплотнителя состоят в том, что при автоматизированной установке анкеров в окна формооснастки уплотнители могут перекашиваться и заминаться. Так же надевание и съем уплотнителей является ручной операцией, увеличивающей общее время процесса изготовления шпал или подрельсовых оснований.
Техническим решением полезной модели является применение в формооснастке стационарного уплотнителя анкера измененной геометрии с целью автоматизации установки анкера и устранения ручных операций по надеванию и съему уплотнителя, при обеспечении надежного уплотнения от протечек цементного «молочка», с возможностью увеличения ресурса работы уплотнителя.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что уплотнитель анкера содержит внутреннюю поверхность обеспечивающую посадку с натягом на соответствующую поверхность основания головки анкера, одну центральную перемычку и две боковые перемычки для опирания основания головки анкера, контур внутренней поверхности выполненный симметричным только относительно одной короткой оси, при этом внешняя поверхность выполнена ступенчатой формы для закрепления и постоянного расположения в установочной плите формооснастки для изготовления подрельсового основания, внутренняя поверхность имеет по своей кромке фаску со скруглением, а в теле уплотнителя выполнены щелевидные канавки.
Для увеличения податливости отдельных зон на уплотнителе анкера со стороны нижней поверхности выполнено не менее трех щелевидных канавок.
На уплотнителе анкера со стороны верхней поверхности выполнена одна щелевидная канавка вдоль длинной стороны уплотнителя, ориентированной к середине подрельсовой площадки, которая в рабочем состоянии перекрыта элементом установочной плиты формооснастки.
На уплотнителе анкера на длинной его стороне, ориентированной к середине подрельсовой площадки, на верхней поверхности выполнено углубление для размещения элемента установочной плиты формооснастки, перекрывающего часть уплотнителя.
Уплотнитель анкера выполнен так, что бы номинальные посадочные размеры внутренней поверхности уплотнителя «А1» по длинной стороне уплотнителя и «А2» по короткой стороне уплотнителя были меньше соответствующих номинальных габаритных размеров основания головки анкера на 1-2 мм.
На уплотнителе анкера с его нижней стороны по длинной стороне внутренней поверхности, ориентированной к середине подрельсовой площадки, вне зоны контакта с основанием головки анкера, выполнена фаска.
На длинной стороне внутренней поверхности уплотнителя, ориентированной наружу от подрельсовой площадки, выполнен выступ шириной 1,5-2 мм, а в углах данного выступа выполнены галтели.
На фиг.1 представлен в четырех проекциях уплотнитель анкера согласно полезной модели, для стационарного использования в установочных плитах.
На фиг.2 изображена часть установочной плиты формооснастки для изготовления шпал с установленным анкером и уплотнителем.
При изготовлении шпалы или другого подрельсового основания используют корытообразную формооснастку в которую на установочных плитах 1 в гнездах 2 располагают анкера 3 рельсовых скреплений. Для обеспечения герметизации от протечек цементного «молочка» при проведении бетонирования используют уплотнители 4 анкеров, выполненные из эластичного материала - резины, термоэластопласта и др.
При автоматизации общего процесса изготовления шпал (подрельсовых оснований) и сокращении времени каждой операции необходимо использовать усовершенствованный способ установки и крепления анкеров 3, а также извлечение шпал из формооснастки, для чего требуется использование стационарных уплотнителей 4, расположенных в гнездах 2 установочных плит 1.
Как и у прототипа внутренняя поверхность 5 уплотнителя 4 обеспечивает посадку с натягом на соответствующую поверхность основания 6 головки анкера 3, поэтому она повторяет геометрию контура основания 6 головки анкера 3, и выполнена симметричной только относительно одной короткой оси симметрии. Уплотнитель 4 имеет одну центральную перемычку 7 и две боковые перемычки 8. Центральная перемычка 7 служит для опирания участка поверхности основания 6 головки анкера 3 между кронштейнами, а две боковые перемычки 8 служат для опирания участков боковых выступов основания 6 головки анкера 3.
Для обеспечения фиксации в формооснастке стационарный уплотнитель 4 анкера выполнен с внешней поверхностью 9 ступенчатой формы, с возможностью закрепления и постоянного расположения в установочной плите 1. Контуры верхней и нижнее ступеней внешней поверхности 9 выполнены прямоугольной формы со скругленными углами. Закрепление уплотнителя 4 производиться в гнезде 2, имеющем форму, аналогичную ступенчатой форме внешней поверхности 9. Крышка 10 гнезда, установленная с нижней стороны установочной плиты 1, является опорной поверхностью для уплотнителя 4.
В процессе использования формооснастки уплотнитель 4 заменяется по мере его износа, смятия и деструкции материала, однако для его экономически целесообразного использования, с учетом сокращения временных трудозатрат, он должен выдерживать не менее чем 100 циклов использования, в отличие от 3-5 разового использования съемного уплотнителя прототипа. С помощью только подбора материала для изготовления уплотнителя 4, не получается обеспечить весь комплекс характеристик и требований к нему. К тому же анкер 3 и установочная плита 1 расположены в формооснастке с наклоном 1:20 для обеспечения подуклонки рельса в подрельсовом основании, а установка анкера 3 и высвобождение его в составе шпалы происходит вертикально. Поэтому уплотнитель 4 изготавливают с рядом особенностей его формы и геометрии.
Для обеспечения посадки с натягом номинальные посадочные размеры внутренней поверхности 5 уплотнителя 4 «А1» по длинной стороне уплотнителя и «А2» по короткой стороне уплотнителя 4 выполнены меньше соответствующих номинальных габаритных размеров основания 6 головки анкера на 1-2 мм.
При автоматизированной установке анкера 3, для обеспечения свободного захода основания 6 головки анкера 3 в контур внутренней поверхности 6 и отсутствия «закусывания» кромки, на всей верхней кромке внутренней поверхности 6 выполнена фаска 11 со скруглением.
С одной стороны материал уплотнителя 4 должен обладать достаточной податливостью, чтобы обеспечить плотное прилегание к анкеру 3 для его герметичной посадки в гнезда 2 установочной плиты 1 формооснастки, с другой стороны при многократном абразивном воздействии необработанных литых поверхностей анкера 3 в процессе скольжения головки анкера 3 относительно уплотнителя 4 при его установке в формооснастку и извлечении готовой шпалы из формооснастки, уплотнитель 4 должен иметь достаточно высокую твердость и износостойкость внутренней поверхности.
При вставлении и высвобождении анкера 3 материал уплотнителя 4 деформируется, но поскольку стационарный уплотнитель 4, расположен в замкнутом гнезде 2, то деформаций собственно материала недостаточно для обеспечения требуемой податливости. Поэтому в теле уплотнителя 4 выполнены щелевидные канавки 12, 13, 14, 15, которые делают отдельные зоны уплотнителя 4 более податливыми, и обеспечивают дополнительную деформацию.
Со стороны нижней поверхности выполняют две щелевидные канавки 12 вдоль коротких сторон уплотнителя 4, и одну щелевидную канавку 13 вдоль длинной наружной (относительно анкера) стороны на глубину 7-9 мм и шириной 2-3,5 мм. Вдоль длинной внутренней (относительно анкера) стороны с нижней стороны уплотнителя выполняют одну или две тонкие щелевидные канавки 14 шириной 1-1,5 мм. Глубину щелевидных канавок 14 с нижней стороны уплотнителя 4 выбирают в соответствии с толщиной нижней ступенчатой части уплотнителя 4, чтобы не привести к преждевременному его разрыву.
Со стороны верхней поверхности уплотнителя 4, контактирующей с бетоном, выполнена одна щелевидная канавка 15 шириной 2-3 мм вдоль длинной стороны уплотнителя 4, ориентированной к середине подрельсовой площадки. Данная щелевидная канавка 15 обеспечивает дополнительную деформацию при вставлении и высвобождении анкера 3 со стороны его внутренней поверхности основания 6 головки и кронштейна, при этом щелевидная канавка 15 перекрыта элементом 16 установочной плиты 1 формооснастки от попадания в нее бетона. Соответственно вдоль длинной стороны уплотнителя 4, ориентированной к середине подрельсовой площадки, на верхней поверхности выполнено углубление 17, для размещения элемента 16 установочной плиты 1 формооснастки, перекрывающего эту часть уплотнителя 4.
С нижней стороны уплотнителя 4 на длинной стороне внутренней поверхности 5 уплотнителя, ориентированной к середине подрельсовой площадки, вне зоны контакта с основанием 6 головки анкера 3 выполнена фаска 18 для обеспечения меньшего сопротивления выходу кронштейнов головки анкера 3 при распалубке шпал.
На длинной стороне внутренней поверхности уплотнителя 3, ориентированной наружу от подрельсовой площадки, выполнен выступ 19 шириной 1,5-2 мм, предотвращающий протечку цементного «молочка» с этой стороны, а в углах данного выступа выполнены галтели 20 для предотвращения разрывов в данной зоне.
Установка анкера 3 происходит следующим образом. Анкер 3 со смазанными головками автоматизированным способом вставляют в гнезда 2 установочной плиты 1, с установленными в ней стационарными уплотнителями 4. При этом основание 6 головки анкера 3, заходя по фаске 11, расположенной на кромке внутренней поверхности 5, плавно раздвигает ее, не «закусывая» кромку, и располагается с натягом в полости, образованной внутренней поверхностью 5, опираясь боковыми выступами основания 6 головки анкера 3 на боковые перемычки 8, а зоной между кронштейнами - на центральную перемычку 9 уплотнителя, которые опираются в свою очередь на крышку 10. Щелевидные канавки 12-15 позволяют дополнительно деформироваться отдельным зонам уплотнителя.
Высвобождение шпалы (или подрельсового основания) из формооснастки происходит вертикально, при этом анкера 3, расположенные под уклоном 1:20, а особенно ближайшие к торцу шпалы головки анкеров 3 не могут свободно выйти из уплотнителей 4. Своими кронштейнами анкер 3 надавливает на нижние части уплотнителя 4, тем самым сжимая их и соответственно щелевидные канавки 14 и 15, расположенные как сверху так и снизу вдоль длинной стороны уплотнителя, ориентированной к середине подрельсовой площадки, при этом обеспечиваются дополнительные деформации данных зон, а фаска 18 с нижней стороны уплотнителя 4 на длинной стороне внутренней поверхности 5 уменьшает зону контактирования с кронштейнами.
Изношенный уплотнитель 4 заменяют на новый, при этом снимают крышку 10 в нижней части установочной плиты 1, служащую опорой нижней поверхности уплотнителя 4, вынимают старый уплотнитель 4 и вставляют новый ориентируя его в соответствии с формой основания головок анкера 3, далее закрывают крышку 10 и закрепляют болтовым или иным соединением.
Выполненный согласно полезной модели стационарный уплотнитель 4 позволяет использовать автоматизированный процесс установки анкера 3 без ручных операций по съему и надеванию уплотнителя 4 и обеспечивает уплотнение от протечек цементного «молочка». Данный уплотнитель 4 апробирован и обеспечивает более 100 циклов формования (изготовления) шпал до его замены.