ПРОМЕЖУТОЧНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к промежуточным рельсовым скреплениям с пружинными стальными клеммами прикрепляющими рельс к основанию, а также к таким их элементам, как подрельсовые и нашпальные прокладки.
Известно промежуточное рельсовое скрепление (см, например, описание к патенту РФ на полезную модель №127383 по классу E01B 9/48 с приоритетом от 11.12.2012 г.). Скрепление содержит упорную скобу с опорным выступом, пружинную прутковую клемму В-образной в плане формы, крепежный элемент, выполненный в виде шурупа, ввернутого в установленный в шпале электроизолирующий дюбель, пластину распределения давления, а также электроизолирующую подрельсовую и упругую нашпальную прокладки. При всех описанных в патенте достоинствах данного скрепления, при использовании в его конструкции подрельсовой и нашпальной прокладок изготовленных из такого традиционно используемого материала как, например, резина, снизит его эксплуатационные характеристики, поскольку они обладают невысоким ресурсом, плохо снижают вибрацию, и имеют сравнительно узкий температурный диапазон эксплуатации.
Известно рельсовое скрепление (см, например, описание к свидетельству РФ на полезную модель №40056 по классу E01B 9/00 с приоритетом от 30.04.2004 г.), которое содержит металлическую подкладку с элементами крепления, упругую подрельсовую прокладку, имеющую две противоположные стороны, в виде прямоугольной пластины с бортами и размещенную между рельсом и подкладкой, и упругую нашпальную прокладку, размещенную между подкладкой и шпалой, и имеющую рифления на контактирующей с металлической подкладкой поверхности, при этом подрельсовая и нашпальная прокладки выполнены из композиционного материала термоэластопласта «Технолой», являющегося смесью двух материалов полиэфирного термоэластопласта «Хайтрел» и поливинилхлорида пластиката, причем подрельсовая прокладка имеет рифления, по меньшей мере, на одной из сторон, количество и глубина рифлении линейно зависят от толщины прокладки. К недостаткам этих прокладок можно отнести то, что они выполнены из одного и того же материала, а поскольку подрельсовая и нашпальная прокладки несут разные функции, свойства используемых для их изготовления материалов должны существенно отличаться.
Известна подрельсовая прокладка (см, например, описание к патенту РФ на полезную модель №108045 по классу E01B 9/68 с приоритетом от 26.05.2011 г.). Подрельсовая прокладка, выполнена из композиционного материала в виде прямоугольной пластины с плоским нижним основанием и расположенными на верхнем основании равными по высоте выступами трапециевидной формы с канавками между ними, параллельнными длине прокладки и оси рельса, причем указанные выступы распределены по сечению прокладки симметрично ее оси, крайние выступы вдоль длинных сторон прокладки выполнены в виде профилированных ребер жесткости, между которыми в средней части прокладки расположены разделенные основными канавками четыре выступа равной ширины меньшего сечения, а ребра жесткости ближе к краю прокладки дополнительно снабжены профилирующими канавками, причем в качестве композиционного материала используется термопластичный полиуретан. Сниженная за счет канавок площадь опирания подошвы рельса на прокладку приводит к снижению трения между ними, что приводит к возможности угона рельса.
Задачей данной полезной модели является повышение эксплуатационных характеристик рельсового скрепления и, в частности, таких его элементов как подрельсовая и нашпальная прокладки, уменьшение затрат на эксплуатацию и ремонт, обеспечение надежности конструкции железнодорожного скрепления рельсов. Техническим результатом является уменьшение эксплуатационных расходов за счет меньшего износа подрельсовых и нашпальных прокладок, обеспечение экологической чистоты производства, снижение динамических нагрузок на все составляющие верхнего строения пути, включая балласт, и, как следствие, уменьшение ремонтных работ за счет сокращения количества замен прокладок, что, в свою очередь, позволяет значительно упростить эксплуатацию промежуточного рельсового скрепления при больших объемах работы на верхнем строении железнодорожного пути. Поставленная задача достигается тем, что рельсовое скрепление содержит упорную скобу с опорным выступом, пружинную прутковую клемму В-образной в плане формы, крепежный элемент, выполненный в виде шурупа, ввернутого в установленный в шпале электроизолирующий дюбель, пластину распределения давления, а также электроизолирующую подрельсовую и упругую нашпальную прокладки, причем упругая нашпальная прокладка выполнена из вспененого полиуретана с закрытой пористостью с твердостью по Шору не менее 60 А и модулем упругости лежащим в диапазоне 15-40 Мпа, а электроизолирующая подрельсовая прокладка - из полиуретана с твердостью по Шору не менее 95 А, причем коэффициент трения на ее поверхности обращенной к подошве рельса составляет не менее 0,5.
Упругая нашпальная прокладка выполнена в виде пластины прямоугольной в плане формы с отверстиями для прохода опорных выступов упорных скоб скрепления, причем она изготовлена из вспененного полиуретана с закрытой пористостью с твердостью по Шору не менее 60 А и модулем упругости лежащим в диапазоне 15-40 Мпа.
Возможно также такое выполнение упругой нашпальной прокладки, когда ее рабочие поверхности контактирующие со шпалой и пластиной распределения давления выполнены плоскими, что повышает ее фрикционные свойства. А для повышения эксплуатационных характеристик, в полиуретан упругой нашпальной прокладки могут быть добавлены термостабилизаторы, оксидостабилизаторы и гидролизостабилизаторы.
Пористая структура полиуретана упругой нашпальной прокладки позволяет ей успешно гасить как высокочастотные, так и низкочастотные колебания рельса, возникающие вследствие прохождения по пути высокоскоростных поездов. В отличие от такого традиционного материала, используемого для изготовления нашпальных прокладок, как резина, вспененный полиуретан с закрытой пористостью обладает значительно большей долговечностью, невосприимчивостью к знакопеременным нагрузкам, минимальной остаточная деформация, практически неизменными физикомеханическими показателями в диапазоне температур применения от -60° до +60° Цельсия, причем в результате отсутствия кристаллической структуры у этого материала, он не склонен к саморазогреву при высокочастотных колебаниях.
Электроизолирующая подрельсовая прокладка выполнена в виде пластины прямоугольной в плане формы с верхней и нижней рабочими поверхностями, а также с ребрами для фиксации, расположенными на двух противоположных концах нижней поверхности, причем она изготовлена из полиуретана с твердостью по Шору не менее 95 А, а коэффициент трения на верхней рабочей поверхности обращенной к подошве рельса составляет не менее 0,5.
Возможно также такое выполнение электроизолирующей подрельсовой прокладки, когда ее рабочие поверхности, контактирующие с подошвой рельса и пластиной распределения давления, выполнены плоскими, что повышает ее фрикционные свойства. А для повышения эксплуатационных характеристик, в полиуретан электроизолирующей подрельсовой прокладки могут быть добавлены термостабилизаторы, оксидостабилизаторы и гидролизостабилизаторы.
Электроизолирующая подрельсовая прокладка, благодаря выполнению из полиуретана с твердостью по Шору не менее 95 А, более жесткая в сравнении с ныне существующими, при этом она сохраняет эластичность в диапазоне температур применения от -60° до +60° Цельсия, а также обладает минимальной остаточной деформацией и высокими электроизолирующими свойствами. Несмотря на высокую жесткость, полиуретан электроизолирующей подрельсовой прокладки обеспечивает очень высокий коэффициент трения с подошвой рельса (не менее 0,5), что в обычных прокладках из резины достичь невозможно. Также, из-за отсутствия кристаллической решетки в полиуретане (на молекулярном уровне), в нем отсутствует склонность к саморазогреву и, как следствие, к быстрому разрушению электроизолирующей подрельсовой прокладки при долгосрочном высокочастотном воздействии от железнодорожного подвижного состава.
Необходимо отметить, что обе прокладки производятся методом литья под давлением на территории России, а также могут быть использованы в промежуточных рельсовых скреплениях устанавливаемых как на балластном так и на безбалластном железнодорожном пути без каких-либо конструктивных изменений.
на фиг. 1 - промежуточное рельсовое скрепление (вид сверху);
на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - упругая нашпальная продкладка (вид в изометрии);
на фиг. 5 - электроизолирующая подрельсовая продкладка (вид в изометрии)
Промежуточное рельсовое скрепление содержит упорную скобу 1 с опорным выступом 2, пружинную прутковую клемму 3 В-образной в плане формы, крепежный элемент, выполненный в виде шурупа 4, ввернутого в установленный в шпале электроизолирующий дюбель 5, пластину распределения давления 6, а также электроизолирующую подрельсовую 7 и упругую нашпальную 8 прокладки, причем упругая нашпальная прокладка 8 выполнена из вспененого полиуретана с закрытой пористостью с твердостью по Шору не менее 60 А и модулем упругости лежащим в диапазоне 15-40 Мпа, а электроизолирующая подрельсовая прокладка 7 - из полиуретана с твердостью по Шору не менее 95 А, причем коэффициент трения на ее поверхности обращенной к подошве рельса 9 составляет не менее 0,5.
Упругая нашпальная прокладка 8 выполнена в виде пластины прямоугольной в плане формы с отверстиями 10 для прохода опорных выступов 2 упорных скоб 1 промежуточного рельсового скрепления, причем она изготовлена из вспененного полиуретана с закрытой пористостью с твердостью по Шору не менее 60А и модулем упругости лежащим в диапазоне 15-40 Мпа. Размеры и форма отверстий 10 в упругой нашпальной прокладке 8 связаны с размерами и формой опорных выступов 2 упорных скоб 1. Возможно также такое выполнение упругой нашпальной прокладки 8, когда ее рабочие поверхности контактирующие со шпалой 11 и пластиной распределения давления 6 выполнены плоскими, что повышает ее фрикционные свойства.
Пористая структура полиуретана упругой нашпальной прокладки 8 позволяет ей успешно гасить как высокочастотные, так и низкочастотные колебания рельса 9, возникающие вследствие прохождения по пути высокоскоростных поездов. В отличие от такого традиционного материала, используемого для изготовления нашпальных прокладок, как резина, вспененный полиуретан с закрытой пористостью обладает значительно большей долговечностью, невосприимчивостью к знакопеременным нагрузкам, минимальной остаточная деформация, практически неизменными физикомеханическими показателями в диапазоне температур применения от -60° до +60° Цельсия, причем в результате отсутствия кристаллической структуры у этого материала, он не склонен к саморазогреву при высокочастотных колебаниях.
Электроизолирующая подрельсовая прокладка 7 выполнена в виде пластины прямоугольной в плане формы с верхней и нижней рабочими поверхностями, а также с ребрами для фиксации, расположенными на двух противоположных концах нижней поверхности, причем она изготовлена из полиуретана с твердостью по Шору не менее 95 А, а коэффициент трения на верхней рабочей поверхности обращенной к подошве рельса 9 составляет не менее 0,5.
Возможно также такое выполнение электроизолирующей подрельсовой прокладки 7, когда ее рабочие поверхности, контактирующие с подошвой рельса 9 и пластиной распределения давления 6, выполнены плоскими, что повышает ее фрикционные свойства.
Электроизолирующая подрельсовая прокладка 7, благодаря выполнению из полиуретана с твердостью по Шору не менее 95 А, более жесткая в сравнении с ныне существующими, при этом сохраняет эластичность в диапазоне температур применения от -60° до +60° Цельсия, а также обладает минимальной остаточной деформацией и высокими электроизолирующими свойствами. Несмотря на высокую жесткость, полиуретан электроизолирующей подрельсовой прокладки 7 обеспечивает очень высокий коэффициент трения с подошвой рельса 9 (не менее 0,5), что в обычных прокладках из резины достичь невозможно. Также, из-за отсутствия кристаллической решетки в полиуретане, в нем отсутствует склонность к саморазогреву и, как следствие, к быстрому разрушению электроизолирующей подрельсовой прокладки 7 при долгосрочном высокочастотном воздействии от железнодорожного подвижного состава.
Необходимо отметить, что обе прокладки производятся методом литья под давлением на территории России, а также могут быть использованы в промежуточных рельсовых скреплениях устанавливаемых как на балластном так и на безбалластном железнодорожном пути без каких-либо конструктивных изменений.
Таким образом, предложенная конструкция рельсового скрепления и, в частности, таких его элементов как подрельсовая и нашпальная прокладки, обеспечивает повышение их эксплуатационных характеристик, уменьшение затрат на эксплуатацию и ремонт, а также повышение надежности конструкции железнодорожного скрепления рельсов. В результате использования новых материалов для изготовления подрельсовых и нашпальных прокладок получаем уменьшение эксплуатационных расходов за счет меньшего их износа, обеспечивается экологическая чистота производства, снижаются динамические нагрузки на все составляющие верхнего строения пути, включая балласт, и, как следствие, уменьшаются ремонтные работы за счет сокращения количества замен прокладок, что, в свою очередь, позволяет значительно упростить эксплуатацию промежуточных рельсовых скреплений при больших объемах работы на верхнем строении железнодорожного пути.