ИЗОЛИРУЮЩАЯ ВТУЛКА ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ

Техническое решение относится к верхнему строению железнодорожного пути и используется в раздельных рельсовых скреплениях для электрической изоляции закладных болтов от железобетонных подрельсовых оснований.
Известно раздельное рельсовое скрепление, содержащее металлическую подкладку, закрепленную на подрельсовом основании закладными болтами, на каждом из которых установлена изолирующая втулка, выполненная из текстолита («Железнодорожный путь» под редакцией Яковлевой Т.Г., М., «Транспорт», 2001 г., стр.34).
Текстолит обладает высокой прочностью при сжатии и повышенной ударной вязкостью, прекрасно подвергается механической обработке сверлением, резанием, штамповкой, но при этом является дорогим электроизоляционным материалом.
В качестве прототипа выбрана изолирующая втулка для раздельного рельсового скрепления типа КБ-65, содержащего металлическую подкладку, закрепленную на подрельсовом основании закладными болтами, на каждом из которых установлена изолирующая втулка, выполненная из полиамида и состоящая из опорной части и, выступающей над ее поверхностью, фиксирующей части. Фиксирующая часть втулки, заглубляемая в отверстие металлической подкладки, служит для фиксации втулки в заданном положении без восприятия каких-либо значимых нагрузок. Опорная часть втулки опирается на поверхность металлической подкладки и воспринимает нагрузку, возникающую при затяжке закладных болтов. Изолирующая втулка выпускается в соответствии с техническими условиями ЦП 512 ТУ "Втулки изолирующие из термопластов для рельсовых скреплений", утвержденными МПС РФ 05.06.96, а также с ТУ 32 ЦП 748-86 "Втулки
изолирующие из реактопластов для рельсовых скреплений", утвержденными 31.03.86.
В известном техническом решении изолирующая втулка из полиамида выдерживает нормативно заданные показатели по усилию при сжатии, усилию при изгибе, по электрическому сопротивлению и обеспечению надежной работы при отрицательных температурах.
Недостатком данной втулки является высокая стоимость, напрямую связанная со стоимостью полиамида.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является разработка дешевой изолирующей втулки для раздельного рельсового скрепления.
Для решения поставленной задачи в раздельном рельсовом скреплении, содержащем металлическую подкладку, закрепленную на подрельсовом основании закладными болтами, на каждом из которых установлена изолирующая втулка, выполненная из полимерного материала и состоящая из опорной и фиксирующей частей, согласно полезной модели изолирующая втулка выполнена комбинированной из двух видов пластмасс с различными показателями твердости, причем из более твердой пластмассы выполнен центральный участок опорной части втулки, а более мягкая пластмасса занимает остальной объем втулки, при этом центральный участок, толщина которого равна толщине опорной части втулки, имеет замкнутую форму.
Площадь центрального участка опорной части втулки составляет не менее 25 и не более 60 процентов от площади опорной части втулки.
Выполнение изолирующей втулки из комбинации двух пластмасс с различными показателями твердости объясняется следующим:
- так как только центральный участок опорной части втулки воспринимает значительные нагрузки, возникающие при затяжке закладных болтов, то он должен быть выполнен из твердой, прочной и, соответственно, дорогой пластмассы, например, из стеклонаполненного полиамида ПА-6;
- так как периферийные участки втулки и ее фиксирующая часть не предназначены для восприятия значительных нагрузок, а служат, соответственно, для увеличения площади опоры втулки на металлическую подкладку и фиксации втулки в заданном положении, то данные участки (части) втулки вполне обоснованно выполнены из более мягкой и, соответственно, дешевой пластмассы, например, из полиэтилена или полипропилена (группа полиолефинов). Механических свойств данных пластмасс достаточно для обеспечения надежной работы рассматриваемых участков (частей) втулки.
При выполнении центрального участка втулки из отдельных, не связанных между собой элементов из твердой пластмассы, вертикально действующая нагрузка со стороны крепежных деталей, возникающая при затяжке закладного болта, приводит к тому, элементы центрального участка «расползаются» в разные стороны, разрушая при этом участки из мягкой пластмассы, что делает втулку непригодной для дальнейшей работе. Именно для исключения описанного эффекта центральный участок опорной части втулки выполнен в виде элемента замкнутой формы, например, в виде кольца или параллелепипеда. Так как рассматриваемый центральный участок, выполненный из твердой пластмассы, входит в состав опорной части втулки, то его толщина равна толщине опорной части втулки.
Опытным путем было установлено, что наиболее оптимальной конструкцией втулки является та, в которой площадь центрального участка опорной части втулки составляет не менее 25 и не более 60 процентов от площади опорной части втулки. Такое соотношение обеспечивает надежную опору втулки на металлическую подкладку и работу втулки без разрушения при нормативно заданных усилиях затяжки закладных болтов. Увеличение площади центрального участка втулки приведет только к перерасходу дорогой твердой пластмассы, а на надежности работы втулки это не отразится. При площади центрального участка опорной части втулки менее 25 процентов от площади опорной части втулки опорная часть втулки будет
опираться на металлическую подкладку участками, выполненными из мягкой пластмассы, что приведет к преждевременному разрушению втулки.
Технология производства изолирующей втулки из двух видов пластмасс с различными показателями твердости проста и дешева, так как заключается либо в литье в пресс-формы либо в комбинации литья и запрессовки твердой центральной части втулки в ту часть втулки, которая выполнена из более мягкой пластмассы.
При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической литературы не обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где схематично изображено: на фиг.1 - общий вид рельсового скрепления КБ-65; на фиг.2 - изолирующая втулка, вид сбоку, разрез; на фиг.3 - изолирующая втулка, вид сверху.
Рельсовое скрепление содержит металлическую подкладку 1, закрепленную на подрельсовом основании 2 закладными болтами 3, на каждом из которых установлена изолирующая втулка 4, выполненная из полимерного материала и состоящая из опорной части 5 и фиксирующей части 6. Между основанием 2 и металлической подкладкой 1 расположена резиновая прокладка 7, а между подкладкой 1 и подошвой рельса 8 расположена упругая прокладка 9. Для крепления рельса 8 использованы жесткие клеммы 10, надетые на клеммные болты 11.
Центральный участок 12 опорной части 5 втулки 4 выполнен из твердой пластмассы, такой как стеклонаполненный полиамид ПА-6, у которого твердость по Шору «А» достигает 100 ед. Участок 12 имеет форму кольца с внешним диаметром 40 мм. Площадь участка 12 составляет 38 процентов от площади опорной части 5 втулки 4, толщина участка 12 и
толщина опорной части 5 втулки 4 равны 9,5 мм. Периферийные участки опорной части 5 и фиксирующий участок 6 втулки 4 выполнены из более мягкой пластмассы, такой как полиэтилен.
Монтаж рельсового скрепления производится на месте сборки рельсошпальной решетки в следующей последовательности:
- на опору 2 устанавливают прокладку 7;
- на прокладку 7 укладывают металлическую подкладку 1;
- подкладка 1 крепится к опоре 2 двумя закладными болтами 3, на каждый которых надевают втулку 4 таким образом, чтобы ее фиксирующий участок 6 был заглублен в отверстие подкладки 1, а опорная часть 5 опиралась на поверхность подкладки 1. На опорную часть 5 втулки 4 устанавливают металлическую опорную шайбу 13 и после этого затягивают монтажные гайки 13;
- на металлическую подкладку 1 укладывают упругую прокладку 9, на которую устанавливают рельс 8 и прижимают его к прокладке 9 жесткими клеммами 10, надетыми на клеммные болты 11.
После того как все элементы рельсового скрепления и рельс 8 зафиксированы в заданном положении, рельсовое скрепление считается готовым к работе.
Проведенные испытания показали, что втулка 4, выполненная из двух видов пластмасс, отличающихся по твердости, выдерживает без разрушения ненормированную механизированную затяжку при сборке рельсошпальной решетки. Прочностные и электроизоляционные показатели втулки 4 превышают нормативные требования ЦП 512 ТУ и ТУ 32 ЦП 748-86. Разрушающее усилие при сжатии втулок, выдержанных в течение 30 минут при температуре минус 40 град. С, находится в пределах 10.1-10.2 тс.
Использование в раздельном рельсовом скреплении предлагаемой дешевой, технологичной и надежной изолирующей втулки, выполненной в виде конструкции из двух, широко применяемых в промышленности,
пластмасс позволяет увеличить срок службы всех элементов верхнего строения пути, то есть значительно сократить стоимость его обслуживания.