Подрельсовая прокладка для установки под подошву крестовины стрелочного перевода

Область техники
Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути в части элементов рельсового скрепления, а именно к конструкции прокладок, устанавливаемых под подошву крестовин стрелочных переводов.
Уровень техники
Из уровня техники известны следующие решения.
Известна подрельсовая прокладка (RU 108045 U1, Е01В 9/68, дата публикации 26.05.2011), представляющая собой прямоугольную пластину с плоским нижним основанием и расположенными на верхнем основании равными по высоте выступами трапециевидной формы с канавками между ними, параллельными продольной оси рельса. 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. Ребра жесткости ближе к краю прокладки дополнительно снабжены профилирующими канавками.
Недостатком подрельсовой прокладки является отсутствие возможности ее применения для укладки под крестовины стрелочных переводов, поскольку размеры и форма прокладки не предназначены для установки ее в рельсовом скреплении под подошву крестовины.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявленному объекту является подрельсовая прокладка СП 815, выполненная в виде прямоугольной пластины, предназначенная для использования в рельсовых скреплениях стрелочных переводов (RU 77288 U1, Е01В 9/68, дата публикации 20.10.2008). На торцах прокладки расположены два бурта, предназначенные для расположения их вдоль шпалы, между которыми на нижней поверхности вдоль продольной оси пластины расположены выступы трапециевидной формы с трапециевидными канавками между ними, причем крайние выступы выполнены более широкими, чем остальные выступы. Верхняя поверхность выполнена плоской. Основания трапеции, боковые грани трапециевидного сечения углублений, а также крайние выступы и нижняя поверхность прямоугольной пластины сопряжены по радиусам. Данная подрельсовая прокладка предназначена для установки под подошву рельсов в типовых рельсовых скреплениях стрелочных переводов (см., например, информацию про данную прокладку, опубликованную на сайте http://www.лск33.рф/goods/84130970-prokladka_sp815_r_gost_r_56291_2014. дата публикации 08.11.2018).
Так как крестовина выполнена расширяющейся от центра к периферии, то площадь опоры крестовины на брусе соответственно увеличивается от центра к периферии крестовины. При расположении на брусьях под крестовиной стрелочного перевода данную прокладку необходимо подгонять по размеру в соответствии с шириной основания крестовины на конкретном брусе установки прокладки. Одна крестовина устанавливается одновременно на 4-5 брусьях, соответственно на каждом брусе площадь опоры является разной (в зависимости от места установки). Таким образом, для участка крестовины с наименьшей площадью опоры на брус достаточным будет установить под подошву крестовины, например, две целые прокладки СП 815, в то время как для участка крестовины с большей площадью опоры на брусе, необходимо будет установить две целые и две дополнительные прокладки СП 815, обрезанные в необходимые размеры. Кроме этого боковые стороны всех прокладок необходимо подрезать, чтобы конечная форма при стыковке всех частей по форме составляла трапецию и не выступала за края крестовины.
Таким образом, недостатком известной прокладки СП 815 и изготовленных из нее дополнительных прокладок является то, что трудоемкость их одновременной установки под крестовину является высокой, кроме того не обеспечиваются достаточные амортизационные свойства при нагрузке, передающейся от колеса на крестовину стрелочного перевода, за счет наличия большого количества стыков между составными частями прокладок под участками крестовины, неплотного прилегания обрезанных прокладок друг к другу и, как следствие, смещения их относительно друг друга, что приводит к неравномерному распределению нагрузок по подошве крестовины и как следствие ведет к увеличению износа металлических элементов стрелочного перевода.
В процессе эксплуатации на конструкцию стрелочного перевода, которая образует кривые малого радиуса по боковому пути, в наибольшей степени (в отличие от кривых большого радиуса) действуют центробежные силы, негативно влияющие как на состояние элементов стрелочного перевода, так и на состояние колес подвижного состава. Элементы и детали стрелочного перевода подвергаются высокому износу.
В связи с этим технической проблемой заявленной полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания износостойкой подрельсовой прокладки, конструктивно подходящей для установки под подошву крестовин стрелочных переводов и обеспечивающей высокие амортизационные свойства при ударно-динамическом воздействии на элементы стрелочного перевода, теплоотвод, а также снижение времени работ при их установке и замене.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом заявленной полезной модели является упрощение монтажа / демонтажа стрелочного перевода, повышение срока службы стрелочного перевода за счет повышения амортизационных свойств прокладки.
Технический результат достигается за счет создания подрельсовой прокладки, предназначенной для установки под подошву крестовины стрелочного перевода, выполненной в виде пластины с верхней и нижней опорными поверхностями и двумя буртами на торцах пластины, загнутыми вниз для расположения их вдоль шпалы, где верхняя поверхность пластины выполнена плоской, а на нижней поверхности пластины вдоль ее продольной оси расположены выступы трапециевидной формы, чередующиеся с трапециевидными канавками, причем крайние выступы выполнены более широкими, чем выступы, расположенные между ними. Пластина выполнена трапециевидной формы. Бурты расположены на торцах, соответствующим верхнему и нижнему основаниям трапеции.
За счет наличия двух буртов на торцах пластины, загнутых в сторону нижней поверхности пластины, обеспечивается ее фиксация на подкладке рельсового скрепления, установленной на брусе (на шпале стрелочного перевода), что предотвращает перемещение прокладки при воздействии на нее динамических нагрузок.
За счет наличия выступов трапециевидной формы с канавками трапециевидной формы между ними обеспечиваются высокие амортизационные свойства при возникновении нагрузки от колес подвижного состава, передаваемого на прокладку через элементы стрелочного перевода.
За счет выполнения прокладки в виде трапеции и выполнения ее верхней поверхности плоской обеспечивается возможность использования одной прокладки при установке ее на любом брусе под подошвой крестовины, в зависимости от размера прокладки, с прилеганием прокладки ко всей поверхности подошвы крестовины, что упрощает монтаж / демонтаж стрелочного перевода, повышает срок службы стрелочного перевода за счет повышения амортизационных свойств прокладки.
Таким образом, заявленная конструкция подрельсовой прокладки обеспечивает существенное упрощение монтажа / демонтажа стрелочного перевода, повышение срока службы стрелочного перевода по сравнению с прототипом.
В частных случаях реализации полезной модели подрельсовая прокладка может быть выполнена следующим образом.
Выступы прокладки могут быть выполнены в виде равнобокой трапеции, расположенной верхним основанием наверх.
Канавки, расположенные на нижней опорной поверхности, могут быть выполнены в виде равнобокой трапеции, расположенной верхним основанием вниз.
Выступы прокладки могут быть расположены попарно, причем высота канавки между выступами в паре может быть выполнена меньшей, чем высота канавки между двумя соседними парами выступов. То есть высота канавки между двумя соседними парами выступов в таком случае выполнена большей, чем высота канавки между выступами в паре. Отношение высоты большей канавки к толщине прокладки может находиться в диапазоне от 0,5 до 0,7, а отношение высоты меньшей канавки к толщине прокладки может находиться в диапазоне от 0,2 до 0,4.
Основания трапеции, боковые грани трапециевидного сечения углублений, а также крайние выступы и нижняя поверхность прямоугольной пластины могут быть сопряжены по радиусам.
Величина верхнего основания трапециевидной канавки, расположенной между попарно расположенными выступами (между двумя соседними парами выступов), может составлять от 5 до 7 мм.
Величина верхнего основания трапециевидной канавки, расположенной между двумя выступами в паре, может составлять 2,5 до 4 мм.
Угол наклона боковой стороны канавок может составлять от 7,5° до 15°.
Величина верхнего основания трапециевидной канавки, расположенной между крайним и соседним парным выступом, может составлять от 2 до 4 мм.
Отношение между толщиной прокладки и высотой бурта может находиться в диапазоне от 0,7 до 1,1.
Прокладка предпочтительно выполнена из материала на основе резины.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлен один из вариантов реализации полезной модели.
Фиг. 1 - Прокладка под подошву крестовины, вид сбоку;
Фиг. 2 - Прокладка под подошву крестовины, вид сверху;
Фиг. 3 - Прокладка под подошву крестовины, сечение А-А;
Фиг. 4 - общий вид узла крестовины, под которую устанавливается прокладка;
Фиг. 5 - форма переводных брусьев под крестовиной, сечение В-В;
Фиг. 6 - варианты а) - г) выполнения и размещения прокладок на брусе в зависимости от ширины крестовины.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - нижняя опорная поверхность прокладки;
2 - верхняя опорная поверхность прокладки;
3 - боковые грани трапециевидной прокладки;
4 - бурты на торцах трапециевидной прокладки;
5 - переводной брус;
6 - канавка между выступами в паре на нижней поверхности прокладки;
7 - канавка между соседними парами выступов на нижней поверхности прокладки;
8 - выступы;
9 - крестовина;
10 - усовик;
11 - сердечник;
12 - стыковые накладки.
Подрельсовая прокладка выполнена в виде пластины с нижней 1 и верхней 2 опорными поверхностями и со скошенными боковыми гранями 3. Торцы трапециевидной пластины, соответствующие ее верхнему и нижнему основаниям, оснащены буртами 4, для фиксации прокладки на подкладке бруса 5. Нижняя опорная поверхность 1 оснащена трапециевидными канавками меньшей ширины и высоты 6 и канавками большей ширины и высоты 7 и трапециевидными выступами 8, расположенными попарно, что положительно влияет на амортизационные свойства прокладки (фиг. 1-3). Прокладка установлена на подкладку рельсового скрепления, установленного на брусе 5, и расположена под крестовиной 9, содержащей усовик 10, сердечник 11, стыковые накладки 12 (фиг. 4-5). В зависимости от ширины подошвы крестовины 9 в месте установки прокладки и, соответственно, от длины бруса 5 под крестовиной 9, прокладка может быть выполнена большего или меньшего размера (фиг. 6, варианты выполнения прокладок разного размера а-г).
Осуществление полезной модели
Для установки под одной крестовиной изготавливают от двух до четырех видов прокладок, в зависимости от проекта стрелочного перевода. При этом прокладку минимального размера устанавливают ближе к центру крестовины, а прокладку максимального размера устанавливают в наиболее широком участке крестовины.
Каждую подрельсовую прокладку устанавливают следующим образом.
Прокладку устанавливают на подкладку бруса 5 под элементы узла крестовины 9 (фиг. 4), а именно под крестовину 9, содержащую усовики 10, сердечник 11, стыковые накладки 12. Крестовину прикрепляют при помощи подкладок, клемм и клеммных болтов, болтов (или шурупов) к брусу.
При прохождении через стрелочный перевод подвижного состава нагрузка от колеса передается на элементы стрелочного перевода и далее на прокладку. Верхняя поверхность 2 прокладки принимает нагрузку и равномерно распределяет ее по поверхности прокладки. Далее нагрузка переходит на нижнюю часть прокладки. Участки с канавкой большей высоты 7 компенсируют большую часть нагрузки, в то время как участки с канавкой меньшей высоты 6 компенсируют меньшую часть нагрузки, что позволяет сохранить жесткость и упругость прокладки. Таким образом, нагрузка перераспределяется равномерно по поверхности прокладки, при этом часть ее компенсируется посредством прокладки, а оставшаяся и часть передается на брус 5.
Пример
Изготовлено было восемь типов подрельсовых прокладок в виде равнобокой трапеции с различными габаритами для двух крестовин марок 1/9 и 1/11 типа Р65 - по четыре вида на каждую крестовину.
Габариты различных видов прокладок:
- верхнее основание трапециевидной канавки, расположенной между попарно расположенными выступами, составляет 6 мм,
- верхнее основание трапециевидной канавки, расположенной между двумя выступами в паре, составляет 3 мм,
- угол наклона боковой стороны канавок составляет 15°;
- величина верхнего основания трапециевидной канавки, расположенной между крайним выступом и соседним выступом, составляет 3 мм;
- отношение большей высоты канавки к толщине прокладки равно 0,6; отношение высоты меньшей канавки к толщине прокладки находится в диапазоне от 0,3,
- отношение между толщиной прокладки и высотой бурта равно 0,7;
- длина верхнего основания трапециевидной прокладки - 288, 291, 400, 430, 459, 473, 498, 520 мм;
- длина нижнего основания - 264, 272, 392, 400, 434, 504, 467, 495 мм;
- длина боковой стороны - 215 мм;
- толщина прокладки - 8 мм;
- ширина канавки между парными выступами - 6 мм;
- ширина канавки между выступами в паре - 3 мм;
- ширина нижнего основания выступа - 15 мм;
- ширина крайнего выступа - 17 мм.
Таким образом, заявленная подрельсовая прокладка обеспечивает возможность ее установки в разных местах под подошву крестовины, в зависимости от габаритов прокладки, с обеспечением высоких эксплуатационных свойств стрелочного перевода.