АНКЕРНОЕ РЕЛЬСОВОЕ СКРЕПЛЕНИЕ, ПОДКЛЕММНАЯ ПОДКЛАДКА И АМОРТИЗИРУЮЩАЯ ПОДРЕЛЬСОВАЯ ПРОКЛАДКА АНКЕРНОГО РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
ANCHOR RAIL FASTENING, SUB-TERMINAL PAD AND SHOCK-ABSORBING UNDER-RAIL GASKET OF ANCHOR RAIL FASTENING (VERSIONS)

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути и предназначено для прикрепления рельсов к железобетонным, полимербетонным или композитным подрельсовым основаниям, таким как шпалы, брусья, плиты, блоки, лежни и другие основания, и может найти применение на магистральных железнодорожных линиях, в том числе скоростных, высокоскоростных, в тоннелях, метрополитенах и на подъездных железнодорожных путях промышленных предприятий.
Известно промежуточное рельсовое скрепление, содержащее анкер с направленными вниз хвостовиками, жестко установленный в железобетонной шпале (подрельсовом основании), каждая головка которого имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы (подрельсового основания), две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор натяжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью опирания своими скругленными частями на подклеммную подкладку, расположенную на шпале, и с возможностью прижатия рельса к шпале через нарельсовую изолирующую прокладку прямолинейными частями клемм. (RU 2267568, E01B9/30, 27.09.2004).
Также известна амортизирующая подрельсовая прокладка анкерного рельсового скрепления содержащая верхнюю подрельсовую поверхность, нижнюю нашпальную поверхность, боковые поверхности ориентированные вдоль рельса и боковые поверхности ориентированные поперек рельса при этом каждая из боковых поверхностей ориентированных вдоль рельса состоит из нижней боковой наклонной поверхности, соответствующей наклонной поверхности углубления подрельсовой части основания, и верхней боковой наклонной поверхности, имеющей обратный наклон и расположенной выше уровня углубления подрельсового основания, при этом ширина верхней подрельсовой поверхности соответствует ширине подошвы рельса в пределах допусков на сборку и изготовление, а ширина нижней нашпальной поверхности соответствует ширине нижней поверхности углубления подрельсовой части основания в пределах допусков на сборку и изготовление (RU 2335593 C2, 18.05.2007).
Кроме того известна подклеммная подкладка (подклеммник) анкерного рельсового скрепления, содержащая пластину с отгибами-ограничителями, выполненными по радиусу не менее радиуса прутка клеммы, при этом толщина пластины 4-6 мм, а высота относительно верхней поверхности пластины двух симметричных отгибов-ограничителей равна 8-12 мм (RU 2190720 C2, 10.10.2002).
За прототип заявляемого изобретения и взяты вышеупомянутые патенты.
Недостатки приведенных аналогов данной конструкции рельсового скрепления и его элементов амортизирующей подрельсовой прокладки и подклеммной подкладки состоят в нижеследующем.
Поскольку в анкерном рельсовом скреплении параметры толщин подклеммной подкладки (5 мм), амортизирующей подрельсовой прокладки (14 мм) и высота усов клемм фиксированы для обеспечения нормативного усилия прижатия рельса, то при уменьшении толщины амортизирующей подрельсовой прокладки на 20% вследствие износа и смятия производят перевод регулятора натяжения клемм на последнюю четвертую позицию. Однако при значительном уменьшении толщины амортизирующей подрельсовой прокладки – это считается браковочным признаком и она подлежит замене, что дорого и не всегда целесообразно.
В кривых участках пути для более стабильного положения рельса целесообразнее применять амортизирующие подрельсовые прокладки увеличенной жесткости и нового проектного значения уменьшенной толщины (в диапазоне от 6 до 12 мм), а для соблюдения нормативного усилия прижатия рельс требуется применение (изготовление) клемм с увеличенным отгибом усов клемм. Подобное изменение дорогостояще, так как требует полной переналадки оборудования для изготовления клемм, и, что самое важное, теряется унификация клемм и поэтому возможна неправильная сборка узла анкерного рельсового скрепления, поскольку визуально отличить клеммы с разным отгибом усов проблематично.
Помимо этого, при сверхнормативном прогибе усов клемм, возникающем в некоторых случаях в процессе эксплуатации или ремонте железнодородного пути (вывешивание рельсошпальной решетки при очистке балласта, выправке по уровню и др.), при фиксированных толщинах подклеммной подкладки и амортизирующей подрельсовой прокладки требуется замена дорогостоящих клемм.
Соответственно данное анкерное рельсовое скрепление с толщинами элементов согласно прототипу не позволяет расширить применение амортизирующих подрельсовых прокладок разных толщин, и требует замены амортизирующих подрельсовых прокладок при их сверхнормативном износе и смятии или замены клемм при значительном прогибе усов, что приводит к удорожанию текущего содержания железнодорожного пути.
Техническим результатом заявляемого изобретения является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение надежной работы анкерного рельсового скрепления при уменьшенной проектной толщине амортизирующей подрельсовой прокладки с обеспечением использования унифицированных клемм и шпал разработанных для прокладок номинальной толщиной 14 мм. Помимо этого, техническим результатом заявляемого изобретения является возможность восстановления работоспособности анкерного рельсового скрепления при смятии и износе прокладок или сверхнормативном уменьшении отгиба усов клемм, возникающем в некоторых случаях в процессе эксплуатации.
Сущность заявляемого изобретения состоит в том, что в анкерном рельсовом скреплении, содержащем анкер с направленными вниз хвостовиками и средней частью, объединяющей две головки анкера, каждая из которых имеет два разнесенных вдоль рельса кронштейна, амортизирующую подрельсовую прокладку с  возможностью расположения между головками анкера, две пружинные клеммы, надетые на головки анкера и выполненные с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор натяжения с соответствующими кронштейнами головки анкера, с возможностью прижатия рельса прямолинейной нарельсовой частью клемм к подрельсовому основанию через нарельсовую изолирующую прокладку и с возможностью опирания нашпальными витками клемм на подклеммную подкладку, подклеммная подкладка состоит из, по меньшей мере, одного элемента, а ее суммарная толщина зависит от толщины амортизирующей подрельсовой прокладки из условия обеспечения требуемого усилия прижатия рельса к подрельсовому основанию таким образом, что при уменьшении толщины N амортизирующей подрельсовой прокладки, суммарная толщина Т подклеммной подкладки увеличивается на величину не менее 14 - N, при этом геометрические параметры клемм не изменяются.
Для этого амортизирующая подрельсовая прокладка анкерного рельсового скрепления, содержащая верхнюю подрельсовую поверхность, нижнюю нашпальную поверхность, боковые поверхности с возможностью ориентации вдоль рельса, боковые поверхности с возможностью  ориентации поперек рельса и выступы ограничители сдвига, при этом толщина N подрельсовой прокладки выполнена в диапазоне от 6 до 12 мм в зависимости от суммарной толщины подклеммной подкладки, а при уменьшении толщины амортизирующей подрельсовой прокладки суммарная толщина Т подклеммной подкладки увеличивается из условия не менее Т=19–N.
Соответственно подклеммная подкладка анкерного рельсового скрепления, содержащая основную пластину для опирания нашпальных витков клеммы с двумя отгибами ограничителями, выполняется составной и дополнена нижней регулировочной частью толщиной  t  не менее t = 14 - N, где N – уменьшенная толщина подрельсовой прокладки в миллиметрах.
Для закрепления в сборе составной подклеммной подкладки анкерного рельсового скрепления, нижняя регулировочная часть подклеммной подкладки выполнена с крепежными выступами в зоне проемов отгибов ограничителей верхней части подклеммной подкладки.
Как вариант закрепления в сборе составной подклеммной подкладки анкерного рельсового скрепления, нижняя регулировочная часть подклеммной подкладки выполнена с приливами с торцов и/или боковых частей для препятствия смещению относительно верхней части подклеммной прокладки.
Дополнительный вариант закрепления в сборе составной подклеммной подкладки анкерного рельсового скрепления, выполняется так, что на ее верхней части подклеммной подкладки сделаны дополнительные отверстия, а на нижней регулировочной части подклеммной подкладки в зоне отверстий предусмотрены выступы.
При этом нижняя регулировочная часть подклеммой подкладки выполнена из полимерного материала или твердой резиновой смеси.
Иным отличительным вариантом выполнения подклеммной подкладки анкерного рельсового скрепления, содержащей основную пластину для опирания нашпальных витков клеммы с двумя отгибами ограничителями, является такой, при котором она выполняется составной и дополнена верхней регулировочной частью, изготовленной из металлической пластины толщиной t не менее t = 14 - N, где N – уменьшенная толщина подрельсовой прокладки в миллиметрах, и имеет выемки с торцов для надевания на отгибы ограничители.
Следующий вариант выполнения подклеммной подкладки анкерного рельсового скрепления, содержащая основную пластину для опирания нашпальных витков клеммы, такой при котором подклеммная подкладка выполнена из полимерного материала толщиной Т не менее Т = 19 - N в зоне опирания нашпальных витков клеммы, где N – уменьшенная толщина подрельсовой прокладки в миллиметрах. А для исключения сдвига и позиционирования клеммы подклеммная подкладка анкерного рельсового скрепления имеет контурные приливы на верхней части вокруг и/или внутри зон витков клеммы.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими чертежами.
На фиг.1 - представлено анкерное рельсовое скрепление (два вида).
На фиг.2 - представлен вариант подклеммной подкладки с нижней регулировочной частью и крепежными выступами в зоне проемов отгибов ограничителей (три вида).
На фиг.3 - представлен вариант подклеммной подкладки с нижней регулировочной частью и приливами с торцов и (или) боковых частей (три вида).
На фиг.4 - представлен вариант подклеммной подкладки с нижней регулировочной частью и дополнительными отверстиями в верхней части и выступами в зоне отверстий в нижней части (три вида).
На фиг.5 - представлен вариант подклеммной подкладки с нижней частью конструктивно аналогичной исходной конструкции, а верхней регулировочной части выполненной из металлической пластины с выемками с торцов для надевания на отгибы ограничители (два вида).
На фиг.6 - представлен вариант подклеммной подкладки из полимерного материала толщиной Т = 19-N  (два вида).
Анкерное рельсовое скрепление, содержит анкер 1 со средней частью дугообразной формы и с направленными вниз хвостовиками, жестко установленный в подрельсовом основании  2 (железобетонной шпале). Средняя часть анкера 1 объединяет две головки 3 выступающие над подрельсовым основанием 2. Каждая головка 3 анкера 1 имеет два разнесенных вдоль рельса 4 кронштейна 5. Амортизирующая подрельсовая прокладка 6 уменьшенной толщины N в диапазоне от 6 до 12 мм, расположена между головками 3 анкера 1 на подрельсовой части подрельсового основания 2 в углублении. Подклеммная подкладка 7 расположена на подрельсовом основании  2.
Для обеспечения требуемого усилия прижатия рельса суммарная толщина Т подклеммной подкладки 7 зависит от толщины N амортизирующей подрельсовой прокладки 6 так, что при уменьшении толщины N амортизирующей подрельсовой прокладки, увеличивается суммарная толщина Т подклеммной подкладки 7 на величину t не менее t = 14 - N, при этом геометрические параметры клемм не изменяются.
Поэтому толщина N амортизирующей подрельсовой прокладки 6 соотносится с суммарной толщиной Т подклеммной подкладки 7, как минимум Т=19- N мм. Амортизирующая подрельсовая прокладка 6 может иметь уменьшенную толщину вследствие ее износа или смятия в действующем пути, либо быть вновь выполненной для применения на пути с новым проектным значением ее толщины N.
Две пружинные клеммы 8 надеты на головки 4 анкера 1 и выполнены с возможностью взаимодействия концевыми усами через регулятор натяжения 9 с соответствующими кронштейнами 5 головки 3 анкера 1 и своими нарельсовыми частями клеммы 8 прижимают рельс 4 через нарельсовую изолирующую прокладку 10. При этом каждая клемма 8 опирается своими нашпальными витками на соответствующую подклеммную подкладку 7.
Каждая подклеммная подкладка 7 состоят из одного или двух элементов.
При выполнении составной подклеммной подкладки 7 анкерного рельсового скрепления, верхняя ее часть 11 конструктивно аналогична исходной конструкции прототипа, содержащей основную пластину для опирания нашпальных витков клеммы 8 с двумя отгибами ограничителями, а нижняя регулировочная часть 12 подклеммой подкладки 7 выполнена толщиной не менее t = 14-N.
Нижнюю регулировочную часть 12 подклеммой подкладки 7 выполняют из полимерного материала или твердой резиновой смеси. При ее выполнении следует заложить допуск порядка 3 мм, который позволяет компенсировать ее возможное смятие при натяжении клемм 8.
Для фиксации в сборе составной подклеммной подкладки 7 анкерного рельсового скрепления, нижняя регулировочная часть 12 подклеммной подкладки выполнена с крепежными выступами 13 в зоне проемов отгибов ограничителей верхней части 11 подклеммной подкладки 7.
Для лучшей фиксации в сборе составной подклеммной подкладки 7 анкерного рельсового скрепления, ее нижняя регулировочная часть 12 выполнена с приливами 14 с торцов и/или боковых частей для препятствия смещению относительно ее верхней части 12.
В качестве дополнительного варианта закрепления в сборе составной подклеммной подкладки 8 анкерного рельсового скрепления на ее металлической верхней части 11 выполнены дополнительные отверстия 15, а на нижней регулировочной части 12 подклеммной подкладки 7 в зоне отверстий предусмотрены выступы 16. Но такой вариант применим только для вновь изготавливаемых деталей.
В качестве альтернативного варианта, для использования при текущем содержании пути, предлагается вариант применения составной подклеммной подкладки 7 анкерного рельсового скрепления, при котором наоборот, нижняя часть 17 конструктивно аналогична исходной конструкции прототипа, выполненного из основной пластины для опирания нашпальных витков клеммы 8 с двумя отгибами ограничителями, а верхняя регулировочная часть 18 подклеммной подкладки 7 выполнена из металлической пластины толщиной не менее t = 14-N мм и имеет выемки 19 с торцов. Такой вариант прост в изготовлении верхней регулировочной части 18 из металла, а в пути при снятых клеммах 8 необходимо положить ее на нижнюю исходную конструкцию надевая на отгибы ограничители, при этом выемки 19 с торцов будут также препятствовать взаимному смещению частей подклеммной подкладки 7.
Для применения варианта новой конструкции подклеммной подкладки 7, как одного элемента, она может быть выполнена из полимерного материала толщиной не менее Т = 19-N в зоне опирания нашпальных витков клеммы 8, что позволяет соблюсти требуемое усилие прижатия рельса 4, даже при возможном дополнительном смятии полимерного материала. Также следует заложить небольшой допуск на смятие полимерного материала.
Для правильного позиционирования нашпальных витков клеммы 8, уменьшения контактных напряжений и исключения подвижек, подклеммная подкладка 7 анкерного рельсового скрепления может выполняться с контурными приливами 20 на верхней части вокруг и/или внутри зон витков клеммы. Данный вариант можно использовать как в новой конструкции анкерного рельсового скрепления с уменьшенной проектной толщиной N, так и для регулировки при текущем содержании пути, заменяя исходную конструкцию подклеммной прокладки–прототипа.
В целом для проведения регулировки при текущем содержании пути необходимо оценить среднее уменьшение толщины N подрельсовой прокладки 6 на участке и, выбрав вариант конструкции подклеммной подкладки 7 согласно изобретения, рассчитать по вышеупомянутым формулам требуемую толщину t нижней регулировочной части 12 или верхней регулировочной части 18, либо суммарную толщину Т одного элемента подклеммной подкладки 7. Установку подклеммной подкладки 7 осуществляют при снятых клеммах 8.
При сверхнормативном прогибе усов клемм 8, возникающем в некоторых случаях в процессе эксплуатации, требуется подбор суммарной толщины Т подклеммной подкладки 7 (или требуемой толщины t регулировочной части) как с счетом измененой толщины N подрельсовой прокладки 6, так и прибавляя удвоенную величину остаточного прогиба усов клеммы 8 в каждом случае индивидуально.
Для нового проектного варианта анкерного скрепления с уменьшенной толщиной N подрельсовой прокладки 6 подходит любой из предложенных вариантов исходя из экономической целесообразности их применения.
Общая сборка узла анкерного рельсового скрепления осуществляется следующим образом. На подрельсовую зону подрельсового основания 2 укладывают амортизирующую подрельсовую прокладку 6 толщиной N в диапазоне от 6 до 12 мм. Затем, после укладки на нее рельса 4, между боковыми гранями подошвы рельса 4 и головками 3 анкера 1 вставляют нарельсовые изолирующие прокладки 10, выполненные с облегающими подошву рельса полками. На подрельсовое основание 2 раскладывают подклеммные подкладки 7, располагая их вплотную к головкам 3 анкеров 1. Каждую пружинную клемму 8 надевают на головку 3 анкера 1 сверху, при этом скругленные нашпальные витки располагаются на подклеммной подкладке 7 суммарной толщиной Т. Прямолинейная нарельсовая часть  клеммы 8 располагается на нарельсовой полке нарельсовой изолирующей прокладки 10, а монтажные усы клеммы 8 располагаются над основанием головки 3 анкера 1. Регулятор натяжения 9 устанавливают своими вырезами на монтажные усы клеммы 8, а оси заводят в зацепление с крюками кронштейнов 5. Гаечный ключ заводят в зацепление с регулятором натяжения 9 и путем поворота устанавливают на рабочую ступень, обеспечивая натяжение каждой клеммы 8. Демонтаж производят в обратном порядке.
Соответственно технический результат заявляемого изобретения достигается при уменьшенной толщине амортизирующей подрельсовой прокладки 6 с обеспечением использования унифицированных клемм 8 и шпал разработанных еще для амортизирующих прокладок номинальной толщиной 14 мм и обеспечивает требуемое прижатие рельса. Обеспечивается надежная работа анкерного рельсового скрепления как при износе или уменьшении толщины (смятии) амортизирующей подрельсовой прокладки, так и новом проектном уменьшении толщины амортизирующей подрельсовой прокладки 6 с целью уменьшения отклонения рельса в кривых участках пути и для возможности изменения жесткости скрепления.
Применение различных вариантов изменения (регулировки) толщины подклеммной подкладки 7 дает возможность восстановления работоспособности анкерного рельсового скрепления при смятии и износе прокладок или сверхнормативном уменьшении отгиба усов клемм, возникающем в некоторых случаях в процессе эксплуатации.