ПРИРЕЛЬСОВЫЙ ДЛИННОМЕРНЫЙ УПРУГИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ БЕЗЖЕЛОБЧАТОГО РЕЛЬСА

Полезная модель относится к строительству рельсового полотна. При эксплуатации рельсовых транспортных средств, вследствие неровностей колеса и рельсового полотна и пр. возникает вибрация, отрицательно влияющая на самочувствие пассажиров, а также приводящая к акустическому загрязнению окружающей среды и преждевременному износу подвижного состава и элементов рельсового пути. Для борьбы с шумом и вибрацией применяются различные средства, выполненные из упругих материалов, монтируемые на рельсовом полотне.
Условно рельсы можно разделить на две категории - желобчатые, головка которых имеет фигурную несимметричную форму с желобом для реборды колеса, и обычные, безжелобчатые, с осесимметричной головкой округлой формы. Настоящая полезная модель направлена на решение борьбы с шумом в отношении второй категории рельс - безжелобчатых.
Известен боковой профиль для рельса, представленный на Фиг.2 в описании полезной модели №16000 [Свидетельство на полезную модель РФ №16000, опубл. 27.11.2000]. Рабочая часть профиля, заглубляемая в камеру безжелобчатого 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 поверхностям, что способствует 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 качестве прототипа выбран прирельсовый длинномерный упругий элемент, представленный на Фиг.1 в описании к патенту на полезную модель №51624 [Патент на полезную модель №51624, опубл. 27.02.2006], имеющий скобообразный в сечении профиль с вертикальной стенкой и двумя горизонтально ориентированными выступами, предназначенными для заглубления в камеру рельса. Верхний выступ, размещается непосредственно под головкой безжелобчатого рельса. Его поверхность, обращенная к головке рельса, повторяет форму нижней поверхности головки рельса. Обращенная к подошве рельса поверхность нижнего горизонтально ориентированного выступа повторяет по форме поверхность подошвы рельса. Такая форма обеспечивает плотный упругий контакт профиля с рельсом, а соответственно, снижение вибрации. Однако такая мера является недостаточной для безжелобчатых рельсов, так как реборда колеса не защищена от контакта с дорожным покрытием, близко идущим вдоль рельсового полотна. Особенно это актуально на перекрестках, там, где рельсы проходят на уровне дорожного покрытия.
В основу полезной модели поставлена задача создания для безжелобчатой конструкции рельса упругого прирельсового элемента, изолирующего реборду колеса от контакта с дорожным покрытием. Достигаемый технический результат - снижение шума и вибрации.
Поставленная задача решается следующим образом.
Прирельсовый длинномерный упругий элемент выполнен в виде фигурного профиля, в котором со стороны, предназначенной для заглубления в камеру рельса, образованную между его головкой и подошвой, выполнены верхний и нижний продольные выступы, между которыми имеется продольный паз. Верхний продольный выступ имеет внешнюю по отношению к продольному пазу поверхность, форма которой обеспечивает плотный контакт с нижней поверхностью головки рельса (повторяет форму нижней поверхности головки рельса). Нижний продольный выступ имеет внешнюю по отношению к продольному пазу поверхность, форма которой повторяет форму верхней поверхности подошвы рельса. От прототипа отличается тем, что на верхней поверхности профиля дополнительно выполнен буртик, идущий вдоль края, противолежащего головке рельса, и выполненный с обеспечением возможности при установке профиля в камеру рельса сохранения зазора 35-38 мм между буртиком и головкой рельса. При этом на обоих торцах профиля, в зоне, прилегающей к основанию буртика, выполнены глухие продольные отверстия для размещения штифтов, скрепляющих смежные профили. На концевых участках профиля имеются сквозные поперечные пазы для установки крепежных элементов на стыке рельсов.
В теле профиля могут быть выполнены продольные полости.
Более подробно сущность полезной модели поясняется Фигурой, на которой представлен разрез безжелобчатого рельса в сборе с прирельсовым длинномерным упругими элементом.
В приведенном ниже примере прирельсовый длинномерный упругий элемент описывается в установленном в рабочее положение состоянии, поэтому определения «вертикальная», «наклонные», «сверху», «снизу» и т.д. являются условными, с привязкой к рабочему положению.
Безжелобчатый рельс имеет осесимметричную головку 1, шейку 2, подошву 3. 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. Для упрощения на Фигуре показан один прирельсовый упругий элемент 4. Он может быть изготовлен из эластичного полимерного материала, например, из полимера на основе регенерата резины методом экструзии или формования и последующей вулканизацией. Прирельсовый длинномерный упругий элемент 4 имеет фигурный профиль с утолщенной вертикальной стенкой 5, от которой сверху и снизу отходят два продольных выступа 6, 7. Верхний продольный выступ 6 предназначен для установки под головкой 1 рельса, нижний продольный выступ 7 предназначен для установки на подошве 3 рельса. Между выступами имеется продольный паз 8. Внешняя по отношению к продольному пазу поверхность 9 верхнего выступа 6 (верхняя поверхность выступа 6) повторяет по форме нижнюю поверхность головки 1 рельса и имеет наклонный участок, переходящий на конце в закругленный. Такая форма поверхности выступа обеспечивает плотный контакт с нижней поверхностью головки рельса. Внешняя по отношению к продольному пазу поверхность 10 нижнего выступа 7 (нижняя поверхность выступа 7) повторяет форму верхней поверхности подошвы 3 рельса и также имеет наклонный участок, переходящий на конце в закругленный, что обеспечивает плотный контакт с подошвой рельса. Расстояние между выступами выбирается, исходя из условия плотной (упругой) посадки продольного элемента в камере рельса. На верхней поверхности профиля дополнительно выполнен буртик 11, идущий вдоль края, противолежащего головке 1 рельса. Буртик 11 может быть выполнен заподлицо с внешней стенкой 12 профиля или на расстоянии от нее. Главное условие - сохранение зазора d=35-38 мм между буртиком и головкой рельса при установке профиля в камеру рельса, что обеспечивает свободное качение по рельсу колес с ребордой. На обоих торцах профиля, в зоне, прилегающей к основанию буртика, выполнены глухие продольные отверстия 13 для размещения штифтов, скрепляющих смежные профили. На концевых участках упругого элемента имеются сквозные поперечные пазы (на Фигуре не показаны) для установки крепежных элементов на стыке рельсов. В теле стенки 5 могут быть выполнены продольные полости 14, снижающие материалоемкость и повышающие упругость. На выступах 6 и 7 могут быть выполнены невысокие ребра 15, не меняющие в целом форму поверхности.
Таким образом, плотный контакт поверхностей выступов 6 и 7, 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 8 уменьшает материалоемкость профиля и также повышает его упругие свойства, что приводит к уменьшению шума и вибрации рельса. Выступы 6, 7, плотно прилегающие к поверхностям рельса, препятствуют проникновению воды в камеру рельса и обеспечивают сохранение дорожного покрытия и увеличение срока службы рельсового пути.
При монтаже профиля в камере рельса, стыкуемые по длине упругие элементы соединяются между собой штифтами, устанавливаемыми в отверстия 13.
Крепежные элементы на стыке рельсов устанавливаются концевых участках через сквозные поперечные пазы, выполненные в профилях.
Наличие буртика, идущего вдоль головки рельса на заданном расстоянии от нее, изолирует реборду колеса, катящегося по рельсу, от контакта с дорожным покрытием и тем самым предупреждает возникновение вибрации и шума (скрежета) от этого контакта.