УПОРНАЯ СКОБА

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, к устройству крепления рельсов бесстыкового пути на железобетонном, полимербетонном или композитном подрельсовых основаниях с помощью пружинных стальных клемм, в частности, к упругому скреплению ЖБР-65.
Известна упорная скоба упругого железнодорожного скрепления (см. типовую, упорную скобу упругого железнодорожного скрепления ЖБР-65, журнал «Путь и путевое хозяйство» №8, 2002 г.). Упорная скоба представляет собой изогнутой под уголок пластину в горизонтальной проекции прямоугольной формы, состоящую из трех частей - центральной и дух примыкающих к ней. В горизонтальной плоской центральной части расположено сквозное отверстие для крепления клеммы. Внутренняя, прилегающая к подошве рельса, боковая часть имеет вертикальный выступ, расположенный параллельно подошве рельса. Противоположная прилегающей к подошве рельса внешняя боковая части, выполнена с вогнутым участком в поперечном сечении U-образной формы и размещается в выемке шпалы ответной формы, при этом край внешней боковой части выполнен с наклонной опорной плоскостью. Упорная скоба выполнена металлической и в целях изоляции рельса от железобетонной шпалы используется совместно с расположенной под ней эластичной полимерной прокладкой. Данная конструкция подвержена коррозии и на ее производство необходимы значительные энергетические затраты, связанные с производством металлических деталей. Из-за наличия двух деталей - металлической упорной скобы и прокладки вместо одной значительно возрастают трудозатраты на сборку и содержание железнодорожного скрепления на километр пути. Более того, при высоких динамических нагрузках на округлениях рельсового пути на упорную скобу дополнительно воздействует горизонтальная нагрузка от рельса, и усилие от упорной скобы передается на шпалу через эластичную прокладку с определенными физико-механическими характеристиками. Опорное углубление U-образной формы на железобетонной шпале воспринимает горизонтальную нагрузку от упорной скобы только до определенного предела, так как клемма прижимает упорную скобу к шпале усилием около 1,5 тонны. При работе скрепления на скруглении пути горизонтальная нагрузка на упорную скобу от рельса может доходить до 9 тонн и поэтому из-за наличия эластичной прокладки возможно выдавливание упорной скобы вверх. Кроме того, со временем эластичные прокладки разваливаются и периодически их приходится менять, а для этого необходимо размонтировать весь рельс, причем известно, что
только на один километр пути используется около 4 тысяч прокладок. Из-за указанных недостатков затруднено использование этой упорной скобы с эластичной прокладкой для бесстыкового пути.
Известна, принятая за прототип, упорная скоба прямоугольной формы в виде пластины с расположенными по ее противоположным краям и параллельно друг другу двумя выступами, упорным выступом направленным вверх, имеющим в поперечном сечении вид прямоугольной трапеции с радиусом от наклонной боковой образующей и направляющим выступом направленным вниз в поперечном сечении имеющий U-образную форму, при этом край внешней боковой части выполнен с наклонной плоской поверхностью, образуя с верхней плоскостью прямоугольной пластины мыс с углом, имеющая на оси симметрии сквозное отверстие в виде овала, а сверху на горизонтальной, плоской части прямоугольной пластины имеется уступ в виде ступени с углублениями и образованием буртиков, при этом углы прямоугольной пластины со стороны упорного выступа имеют радиусы, а снизу ее имеются углубления. При этом упорная скоба выполнена из стеклонаполненного полиамида (см. патент RU №2247186, опубл. 27.02.2005, бюл. №6). Хотя данное устройство значительно повышает его эксплуатационные характеристики, уменьшает затраты на производство и эксплуатацию с повышенной надежностью работы железнодорожного скрепления рельсов, однако, затраты на изготовление этих упорных скоб все еще велики. При больших потребностях этих упорных скоб даже незначительное снижение затрат на изготовление и снижение потребности материала для их изготовления принесет значительные материальные выгоды.
Задача предлагаемой полезной модели является снижение материальных и трудовых затрат на единицу выпускаемой продукции. Техническим результатом является снижение веса изделия при сохранении эксплуатационных свойств упорных скоб.
Это достигается тем, что упорная скоба прямоугольной формы в виде пластины с расположенными по ее противоположным краям и параллельно друг другу двумя выступами, упорным выступом направленным вверх, имеющим в поперечном сечении вид прямоугольной трапеции с радиусом от наклонной боковой образующей и направляющим выступом направленным вниз в поперечном сечении имеющий U-образную форму, при этом край внешней боковой части выполнен с наклонной плоской поверхностью, образуя с верхней плоскостью прямоугольной пластины мыс с углом, имеющая на оси симметрии сквозное отверстие в виде овала, а сверху на горизонтальной, плоской части прямоугольной пластины имеется уступ в виде ступени
вокруг отверстия до упорного выступа, при этом углы прямоугольной пластины со стороны упорного выступа имеют радиусы, а снизу ее имеются углубления, но при этом упорный выступ имеет с двух сторон, расположенные по краям пластины перпендикулярные к ней и к выступу два ребра жесткости треугольной формы, которые прилегают своими катетами к прямоугольной пластине и упорному выступу, а сверху вдоль края мыса на горизонтальной, плоской части прямоугольной пластины имеет уступ в виде ступени, а углубление на горизонтальной, плоской части прямоугольной пластины расположенное между цилиндрической стенкой отверстия и стенкой, расположенной по периметру нижней плоской части прямоугольной пластины в виде полости, которая разделена ребрами жесткости, расположенными между цилиндрической стенкой отверстия и стенкой, вдоль оси симметрии скобы и оси симметрии отверстия и двумя ребрами жесткости расположенными параллельно оси симметрии упорной скобы и отстоящие от нее таким образом, чтобы свободные концы упругой прижимной клеммы располагались над ними, а места стыков ребер жесткости между собой и стенками выполнены по радиусу, направляющий выступ имеет углубления прямоугольного сечения на внешней боковой наклонной поверхности и поверхности имеющей в поперечном сечении U-образную форму, при этом они выполнены попарно и разнесены от оси симметрии скобы к периферии с образованием между ними ребер жесткости таким образом, чтобы они были расположены под дугами упругой прижимной клеммы.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 представлен поперечный разрез А-А упорной скобы;
На фиг.2 представлен вид сверху;
На фиг.3 представлен вид снизу.
Упорная скоба представляет собой прямоугольную пластину 1 с расположенными по ее противоположным краям и параллельно друг другу двумя выступами - упорным выступом 2 направленным вверх, и направляющим выступом 3 направленным вниз. На оси симметрии 4 (см. фиг.2) упорной скобы расположено сквозное отверстие 5 в виде овала с разнесенными центрами. Отверстие 5 расположено со смещением - ближе к упорному выступу 2. Направляющий выступ 3 в поперечном сечении имеет U-образную форму, причем край внешней боковой части 6 выполнен с наклонной плоской поверхностью, образуя с верхней плоскостью прямоугольной пластины 1 мыс 7 в виде угла φ. Сверху на горизонтальной, плоской части прямоугольной пластины 1 имеется уступ 8, образуя возвышение в виде ступени вокруг отверстия 5 до вертикального, упорного выступа 2 (см. фиг.2). Упорный выступ 2 имеет с двух сторон,
1
2
3
расположенные по краям пластины 1 и перпендикулярные к ней и к выступу два ребра жесткости 9 треугольной формы. Ребра жесткости 9 прилегают катетами к прямоугольной пластине 1 и упорному выступу 2. Упорный выступ 2 в сечении имеет вид прямоугольной трапеции (см. фиг.1) с радиусом r от наклонной боковой линии 10 к верхней горизонтальной линии 11. Углы прямоугольной пластины 1 со стороны упорного выступа 2 выполнены по радиусу r (см. фиг.2). С другой стороны сверху на горизонтальной, плоской прямоугольной пластине 1, образуя возвышение в виде узкой ступени, расположен уступ 12 с уменьшением ширины ступени в центральной части вдоль края мыса 7 упорный скобы. Снизу на горизонтальной, плоской части прямоугольной пластины 1 имеется полость глубиной Н, расположенная между цилиндрической стенкой 13 отверстия 5 и стенкой 14, расположенной по периметру нижней плоской части прямоугольной пластины. Эта полость разделена двумя ребрами жесткости 15, расположенными между цилиндрической стенкой 13 отверстия 5 и стенкой 14, вдоль оси симметрии 4 упорной скобы и двумя ребрами жесткости 16, расположенными вдоль оси симметрии 17 отверстия 5 и перпендикулярной оси симметрии 4 упорной скобы. А также она разделена двумя ребрами жесткости 18, расположенными параллельно оси симметрии 4 упорной скобы и отстоящие от нее таким образом, чтобы свободные концы упругой прижимной клеммы располагались над ними. Места стыков ребер жесткости 15, 16 и 18 между собой и стенками 13 и 14 выполнены по радиусу r. Направляющий выступ 3 имеет углубления прямоугольного сечения на внешней боковой наклонной поверхности 6 и поверхности имеющей в поперечном сечении U-образную форму. На поверхности имеющей в поперечном сечении U-образную форму углубления 20 выполнены попарно и разнесены от оси симметрии 4 упорной скобы к периферии с образованием между ними ребер жесткости 21, 22 и 23. Углубления 20 выполнены вертикально к поверхности пластины 1 и такой ширины, чтобы при этом были образованы ребра жесткости 21, которые отстоят от оси симметрии 4 упорной скобы на одном расстоянии, как и два ребра жесткости 18, а ребра жесткости 23 расположены вдоль оси симметрии 4 упорной скобы. Ребра жесткости 22 расположены симметрично между ребрами жесткости 21 и 23. При этом длина углублений 20 имеет большие размеры, чем дальше они отнесены к периферии от оси симметрии 4. Углубления 24, расположенные на внешней боковой наклонной поверхности 6 выполнены попарно, вертикально к поверхности пластины 1 с расположением аналогичным расположению углублений 20. При этом их длина имеет меньшие размеры, чем дальше они отнесены к периферии от оси симметрии 4. Причем
промежутки между углублениями 20 и 24, образующие ребра 25 расположены таким образом, чтобы они были расположены под дугами упругой прижимной клеммы. Упорная скоба выполнена из стеклонаполненного полиамида с весовым наполнением стекловолокном пределах 30-50% в зависимости от предъявляемых требований к прочности для верхнего строения железнодорожного пути в устройстве скрепления рельсов на железобетонном, полимербетонном или композитном подрельсовых основаниях с помощью пружинных стальных клемм. Упорная скоба может быть выполнена с добавлением 5% эластомера. Для изготовления упорной скобы используют литье под давлением.
Монтируют упорную скобу в следующей последовательности. На шпалу ставят подрельсовые эластичные прокладки, на которые устанавливается рельс. Затем в специально отведенное место - в пластмассовый пустообразователь вставляется стальной болт, далее сверху на болт устанавливают упорную скобу через сквозное отверстие 5 и прижимают клемму таким образом, чтобы ее внешняя округлая часть опиралась на верхнюю часть подошвы рельса, а внутренняя часть с двумя параллельно направленными внутрь свободными концами ложилась на верхнюю часть пластины 1. Затем с помощью у-образной скобы, конических шайб (не фиг. не показано) и гайки прижимную клемму прижимают. При этом усилие поджатия гайки вниз составляет 3 тонны.
Упорная скоба работает следующим образом. При прохождении подвижного состава при скруглении пути рельс воспринимает вертикальные силы и горизонтальные поперечные силы. На упорную скобу начинает действовать горизонтальное усилие, которое передается на скос опорного углубления U-образной формы на шпале.
Опытный образец упорной скобы был изготовлен с размерами Н равным 11,0 мм, с расположением и размерами отверстия 5 по стандартной схеме, с высотой пластины 1 с уступом 8 равной 24.0 мм и с высотой уступа 8 и уступа 12 равными 5,0 мм, с переходным радиусом этих уступов равными 5,0 мм φ=58°. Габаритные размеры в плане 118×110 (длина вдоль оси симметрии 4 упорной скобы и ширины скобы). Испытания подтвердили достижения результата в решении поставленных задач.
Таким образом решается задача снижение материальных и трудовых затрат на единицу выпускаемой продукции, за счет снижения веса упорной скобы с обеспечением надежности работы железнодорожного скрепления рельсов.