ЭЛЕКТРИЧЕСКИ ИЗОЛИРУЮЩЕЕ НЕРАЗЪЕМНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СТЫКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к электрически изолирующим рельсовым стыковым соединениям.
Известны сборные и клееболтовые электрически изолирующие рельсовые стыки, в которых соединение и\или электроизолирование стальных элементов стыка рельсов осуществляется с применением полимерных материалов, в том числе реакто и\или термопластов с органическими и\или неорганическими наполнителями («Полимерные материалы на зарубежных железных дорогах», изд. Транспорт. 1973).
Известные электрически изолирующие рельсовые стыки имеют ряд недостатков. Повышенная деформируемость полимерных материалов относительно стальных элементов стыка уменьшает изгибную жесткость сборного стыка, что приводит к разрыву в передаче усилий между концами стыкуемых рельсов под действием изгибающих вертикальных сил и ведет к интенсивному накоплению остаточных деформаций в зоне стыка. Низкий момент затяжки стыковых болтов из-за опасности разрушения полимерной изоляции не создаст необходимого коэффициента трения изолирующих элементов, снижает стабильность стыкового зазора и сопротивление продольным силам, что также усложняет содержание стыка и приводит к выходу из строя крепежных и изолирующих элементов. Монтаж, переборка и замена изолирующих деталей сборных стыков с металлическими накладками достаточно сложна и трудоемка. Изолирующие стыки на основе накладок из полимерных материалов, в том числе усиленные стальными элементами, обладая высокими электроизолирующими свойствами имеют самую низкую
изгибную жесткость и стыковое сопротивление продольным силам, что не позволяет применять их в кривых малого радиуса и бесстыковом пути, требует дополнительных затрат на выправку пути с подбивкой шпал. Клееболтовые стыки, обладая достаточной жесткостью и прочностью, дороги и сложны не только в изготовлении, но и при монтаже в пути. При нарушении электрической изоляции требуется заменять стык вместе со склеенными рельсами новым либо на его месте оборудовать изолирующий сборный стык с полимерной изоляцией.
Известно электрически изолирующее рельсовое соединение, принятое как ближайший аналог предлагаемой полезной модели, которое содержит стальные накладки и скрепления покрытые полимерной изоляцией, наполненной абразивом, более твердым, чем твердость стали накладок и рельсов, на которой в зоне взаимодействия накладки с рельсами выполнены клиновидные ребра с гранями, а также содержащее болты, гайки и шайбы (патент USA №4386736. 1983).
Известное электрически изолирующее соединение рельсов не решает проблемы в целом и обладает теми же недостатками из-за применения полимерных материалов в конструкции изолирующего стыка. Для увеличения сил сцепления между элементами соединения в качестве фрикционного наполнителя полимерной изоляции используется абразив. Под действием знакопеременной нагрузки из-за различий в коэффициентах теплопроводности контактирующих материалов происходит локальный разогрев в зоне контакта пары трения сталь-абразив, попадание в зону трения выкрошенного абразива и истирание полимерного покрытия, ведущее к уменьшению его толщины и, как следствие, ослаблению натяжения стыковых болтов и росту ударных нагрузок, воспринимаемых рельсом, скреплениями и изоляцией. Кроме того, сложная форма изоляции, применение абразива в качестве фрикционного наполнителя значительно удорожают технологию изготовления и конструкцию стыка в целом.
Технической задачей заявленной полезной модели является расширение технических средств и способов электрической изоляции стальных элементов изолирующего стыка рельсов, повышение: прочности и износостойкости изоляции, сопротивления продольным силам и изгибной жесткости, упрощение технологии изготовления и монтажа при сохранении стыком его электроизолирующих свойств.
Поставленная техническая задача решается тем, что:
Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение содержит электрически изолированные накладки, расположенные по обеим сторонам стыкуемых концов рельсов, стянутые между собою и соединяемыми рельсами с помощью электрически изолированных стяжных крепежных элементов (болтов или шпилек), пропущенных сквозь соосные отверстия, выполненные в шейках рельсов и накладках. Каждая накладка выполнена со стальной обечайкой, прилегающей к рельсу, и полнопрофильным стальным сердечником, подобными по форме профилю рельса со стороны его шейки, причем электрическая изоляция накладки выполнена с помощью электроизолирующего слоя, размещенного между упомянутыми обечайкой и сердечником, а наружная поверхность сердечника выполнена вертикально плоской. При этом монтажные зазоры между контактными поверхностями элементов соединения заполнены клеевой композицией.
Кроме того, в частных случаях выполнения полезной модели:
- электроизолирующий слой выполнен из стеклопластика;
- электроизолирующий слой выполнен толщиной 2-3 мм;
- в качестве клеевой композиции использован полиуретановый клей «АДВ-11-2»;
- толщина упомянутой обечайки находится в пределах 0,8-1,2 мм.
Сущность заявленной полезной модели поясняется представленными
графическими материалами (см. фиг.1 - поперечный разрез). Электроизолирующее стыковое соединение рельсов 1 содержит размещенные между головкой рельса и его подошвой с обеих боковых его сторон соединительные накладки 2. Соединительные накладки 2 стянуты между собой и соединяемыми рельсами 1 с помощью электрически изолированных крепежных элементов 3 (болтов или шпилек с соответствующими шайбами и гайками), которые пропущены сквозь соосные отверстия, выполненные в шейках рельсов 1 и накладках 2. Каждая соединительная накладка 2 выполнена со стальной обечайкой 4, прилегающей к рельсу, и полнопрофильным стальным сердечником 5. Стальные обечайка 4 и сердечник 5 подобны по форме профилю рельса 1 со стороны его шейки. Стальная обечайка 4 прилегает к рельсу 1, сопряжена с его шейкой и соответствующими смежными участками головки и подошвы рельса 1.
Электрическая изоляция накладки 2 выполнена с помощью электроизолирующего слоя 6, размещенного между обечайкой 4 и сердечником 5. Сердечник 5 выполнен полнопрофильным с наружной плоской вертикальной стенкой 7, и заполняет все пространство, ограниченное обечайкой 4, примыкая к электроизолирующему слою 6. Плоская стенка 7 сердечника 5 проходит на уровне наружной крайней точки соответствующей стороны головки рельса 1 или близко к этому уровню на расстоянии от него в ту или иную сторону. Электроизолирующий слой 6 может быть выполнен, например, из стеклопластика. Монтажные зазоры между контактными поверхностями элементов соединения (обечаек, сердечников, рельсов, крепежа) заполнены клеевой композицией, например, полиуретановым клеем «АДВ-11-2». Толщина электроизолирующего слоя 6 выбрана в пределах 2-3 мм, а толщина стальной обечайки 4 выбрана в пределах 0,8-1,2 мм.
Внедрение неразъемных электроизолирующих рельсовых стыков,
выполненных с использованием стальных обечаек, и клеевой композиции, заполняющей монтажные зазоры, придает стыку требуемые прочностные свойства, повышает срок службы подвижного состава и комфортность поездки в вагонах за счет снижения динамических нагрузок, возникающих при прохождении стыков рельсов колесными парами.