ПРИРЕЛЬСОВЫЙ ДЛИННОМЕРНЫЙ УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ

Полезная модель относится к строительству рельсового полотна. При эксплуатации рельсовых транспортных средств вследствие неровностей колеса и рельсового полотна, а также из-за местных изменений в жесткости рельсошпальной решетки возникают вибрации, которые отрицательно влияют на самочувствие пассажиров и обслуживающего персонала и приводят к акустическому загрязнению окружающей среды. Кроме того, вибрации приводят к преждевременному износу подвижного состава и элементов рельсового пути, что требует повышенных затрат на обслуживание. Для борьбы с шумом и вибрацией применяются различные средства, выполненные из упругих материалов, монтируемые на рельсовом полотне.
Известны боковые профили для рельса фирмы PHOENIX [Проспект фирмы PHOENIX. Вибрационные технологии. - Гамбург, 1996 г.]. Профили имеют сложную конфигурацию и снабжены многочисленными продольными внутренними каналами. Рабочая поверхность, заглубляемая в продольную камеру рельса, имеет выступы, один из которых предназначен для установки под головкой рельса, другой - на его подошве. На выступах профиля выполнены продольные ребра. Такая форма профиля обеспечивает локальные контакты с рельсом. Плоскостной контакт осуществляется лишь по боковой поверхности головки рельса, остальные контакты осуществляются по выступающим ребрам профиля и являются линейными. Это контакт под головкой рельса, контакты в верхней и нижней частях шейки рельса и контакт по верхней части подошвы рельса. Локальные линейные контакты рельса с упругим профилем не могут обеспечить эффективного гашения шума и вибрации. Не выполняется также функция герметизации, т.е. вода попадает в камеру рельса.
В качестве прототипа выбран боковой профиль для рельса [Свидетельство на полезную модель РФ №16000, опубл. 27.11.2000]. Рабочая часть профиля, заглубляемая в камеру рельса, образованную между головкой рельса и подошвой, имеет форму клина со скругленными ребрами. Одна из наклонных поверхностей клина выполнена с обеспечением возможности сопряжения с нижней наклонной поверхностью головки рельса, другая наклонная поверхность клина выполнена с
обеспечением возможности сопряжения с верхней наклонной поверхностью подошвы рельса. Таким образом, контакт осуществляется по плоскостям, что должно способствовать более эффективному гашению шума и вибрации. Однако, для того, чтобы обеспечить плотное прилегание сопрягающихся поверхностей должна быть соблюдена высокая точность размеров упругого профиля. Кроме того, такой клинообразный профиль достаточно проблематично установить в камеру рельса, поскольку при установке возникают воздушные полости и зазоры. Еще одним недостатком такого профиля является его повышенная материалоемкость.
В основу полезной модели поставлена задача - снижение материалоемкости и повышение надежности и плотности контакта с поверхностями рельса для уменьшения шума и вибрации.
Поставленная задача решается следующим образом. Прирельсовый длинномерный упругий элемент, выполненный в виде фигурного профиля, от прототипа отличается тем, что со стороны, предназначенной для заглубления в камеру рельса, образованную между его головкой и подошвой, выполнены два продольных выступа. Первый выступ предназначен для установки под головкой рельса, второй - на подошве рельса, между выступами имеется продольный паз. Внешняя по отношению к продольному пазу поверхность первого выступа повторяет форму нижней поверхности головки рельса. Внешняя по отношению к продольному пазу поверхность второго выступа повторяет форму верхней поверхности подошвы рельса.
При этом внешние по отношению к продольному пазу поверхности первого и второго выступов могут иметь наклонные участки, сходящиеся к вершинам выступов и переходящие в закругленные поверхности. На концевых частях профиля могут быть выполнены сквозные поперечные пазы для установки крепежных элементов рельса, а теле профиля могут быть выполнены продольные полости.
Более подробно сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлено: Фиг.1 - поперечный разрез рельса с круглой головкой и прирельсовыми длинномерными упругими элементами. Фиг.2 - то же, рельс с головкой с желобом.
В приведенных ниже примерах прирельсовые длинномерные упругие элементы описываются в установленном в рабочее положение состояние, поэтому определения «вертикальная», «наклонные», «сверху», «снизу» и т.д. являются условными.
На Фигурах обозначено: 1 - головка рельса, 2 - шейка рельса, 3 - подошва рельса. С обеих сторон от шейки рельса имеются продольные камеры. Стенки каждой камеры образованы нижней наклонной поверхностью головки рельса, поверхностью шейки рельса и верхней наклонной поверхностью подошвы рельса.
В камерах рельса установлены прирельсовые длинномерные упругие элементы 4, 5. Они могут быть получены из эластичного полимерного материала, например, из полимера на основе регенерата резины методом экструзии или формования и последующей вулканизацией.
Прирельсовый длинномерный упругий элемент имеет фигурный [-образный профиль с вертикальной стенкой 6, от которой сверху и снизу отходят два продольных выступа 7, 8. Первый (верхний) продольный выступ 7 предназначен для установки под головкой 1 рельса, второй (нижний) выступ 8 предназначен для установки на подошве 3 рельса. Между выступами имеется продольный паз 9. Внешняя по отношению к продольному пазу поверхность 10 первого выступа 7 (верхняя поверхность выступа 7) повторяет форму нижней поверхности головки 1 рельса и имеет наклонный участок, переходящий на конце в закругленный. Внешняя по отношению к продольному пазу поверхность 11 второго выступа 8 (нижняя поверхность выступа 8) повторяет форму верхней поверхности подошвы 3 рельса и также имеет наклонный участок, переходящий на конце в закругленный. Расстояние между выступами выбирается чуть больше расстояния между головкой рельса и его подошвой, исходя из условия плотной (упругой) посадки упругого элемента в камере рельса.
На концевых частях упругого элемента имеются сквозные поперечные пазы 12 для установки крепежных элементов на стыке рельсов. В теле стенки 6 могут быть выполнены продольные полости (на Фигурах не показаны), снижающие материалоемкость и повышающие упругость.
В зависимости от технологии укладки полотна стенка 6 может быть не вертикальной, а наклонной (на Фигурах не показано). Стенка 6 может иметь
верхний выступ 13, закрывающий или частично закрывающий боковую поверхность головки рельса.
Таким образом, плоскостный плотный контакт поверхностей выступов 7 и 8, сопрягающихся с поверхностями рельса позволяет значительно уменьшить вибрацию и шум. При установке прирельсового элемента не образуются полости и зазоры между сопрягаемыми поверхностями, что увеличивает надежность контакта. Наличие продольного паза 9 уменьшает материалоемкость профиля и также повышает его упругие свойства, что приводит к уменьшению шума и вибрации рельса. Самоуплотняющиеся выступы препятствуют проникновению воды в камеры рельса и обеспечивают сохранение дорожного покрытия и увеличение срока службы рельсового пути.