БОКОВОЙ ИЗОЛЯТОР

Боковой изолятор относится к элементам узлов крепления рельса к основанию железнодорожного пути, он является одной из составных частей узла. Изолятор имеет сложную форму, он предназначен для изоляции подошвы рельса от головки крепежного анкера, замоноличенного в основание, в частности в железобетонную шпалу. Изолятор воспринимает боковые силы, передаваемые от подошвы рельса на анкер, а также для удержания ширины колеи железнодорожного пути.
Известны боковые изоляторы, применяемые для их установки между подошвами рельсов рельсового пути и анкерами, посредством которых рельсы соединены с основанием рельсового пути (RU 181212 U1 06.07.2018. RU 129938 U1, 10.07.2013. RU 189544 U1, 28.05.2019. RU 130316 U1, 07.20.13. RU 2691466 С2. 14.06.2019. RU 2017108803 А, 14.06.2019 - GB 1414595.7 18.08.2014).
Известно крепежное приспособление (боковой изолятор) для удержания клеммы, содержащее средства для обеспечения позиционирования клеммы, которые включают в себя базовый элемент и соединенную с ним пару удерживающих клемму элементов, простирающихся вверх, разнесенных друг относительно друга с образованием проема и выполненных с направляющими проходами. Указанные направляющие проходы сформированы на соответствующих наружных поверхностях удерживающих клемму элементов. Каждый из направляющих проходов выполнен в виде паза, образованного в боковой стенке соответствующего удерживающего клемму элемента. Каждый из удерживающих клемму элементов выполнен с выступающей вовнутрь частью, простирающейся над упомянутым проемом. Свод каждого упомянутого направляющего прохода выполнен с наклонной вниз частью, простирающейся вдоль него в направлении от его проема. Указанный базовый элемент служит опорой клемме, когда она находится в положении перед сборкой внутри приспособления. Боковые наружные поверхности удерживающих клемму элементов соединены между собой базовым элементом по части своих длин. Базовым элементом соединены смежные концевые части удерживающих клемму элементов (RU 2125626 С1, 27.01.1999)
Вышеупомянутый известный боковой изолятор узла рельсового скрепления выполненный в виде цельной детали, имеющей сложную форму и состоящую из первой пластины, второй пластины, выступающей перпендикулярно из центральной части верхнего края первой пластины, причем на каждом конце первой пластины выполнены выступающие вверх позиционирующие элементы изолятора, которые простираются перпендикулярно к первой пластине. Позиционирующие элементы изолятора разнесены со второй пластиной. Каждый из позиционирующих элементов в нижней части имеет паз, простирающийся параллельно первой пластине. Изолятор имеет позиционирующие опоры, простирающиеся от нижней поверхности каждого позиционирующего элемента изолятора, удаленных от первой пластины и имеющих наклонную верхнюю поверхность. Изолятор имеет стенки, соединяющие одну сторону верхней поверхности позиционирующих опор с позиционирующими элементами изолятора. Первая пластина имеет высоту в своей центральной части, выполненную размерами большей или равной 25 мм, но меньшей или равной 36 мм (RU 129938 U1, 10.07.2013 - прототип). Общими признаками прототипа и заявленного изолятора является то, что оба содержат корпус, имеющий переднюю стенку, образующую с задней стороны корпуса изолятора внутреннюю грань на виде сзади, вертикальные пластины с внутренними стенками, при этом на торцах корпуса снизу выполнены вырезы с верхними и боковыми сторонами. Изолятор прототипа имеет вероятность его при надевании на анкер и ненадежное удержание прокладки узла крепления изолятором от ее перемещения в продольном направлении. Другими недостатками раскрытого в прототипе изолятора являются:
- недостаточный диапазон высот выреза в изоляторе для его снятия с анкера, возможность задира (зацепления) бокового изолятора при температурном удлинении рельса или уменьшения его длины, а также в процессе разрядки рельсовых плетей,
- невозможность установки изолятора в узлах крепления рельсов на кривых участках железной дороги с малым радиусом (изгиб рельса может привести к разрушению боковой полки изолятора),
- сложность заведения и позиционирования бокового изолятора при его надевания на анкер, не плотное и сравнительно не надежное их соединение, что приводит к вероятности повреждения бокового изолятора при надевании на анкер,
- отсутствие защиты поверхности изолятора от повреждения при надевании бокового изолятора на анкер, возможность зацепления бокового изолятора рельсом при позиционировании и установке рельса между анкерами в случае замены изношенного рельса на новый рельс,
- возможность застоя воды в зазоре соединения изолятора с анкером и коррозии металла анкера и рельса, невозможность проветривания соединения,
- ненадежное удержание бокового изолятора от смещения в плоскости действия на изолятор моментов кручения.
В совокупности перечисленные недостатки прототипа существенно снижают надежность бокового изолятора при его взаимодействии с другими элементами узла крепления рельса к основанию пути.
Техническим результатом представленного в данном описании бокового изолятора является повышение его надежности.
Технический результат получен боковым изолятором, содержащим корпус, имеющий переднюю стенку, образующую с задней стороны корпуса изолятора внутреннюю грань на виде сзади, вертикальные пластины с внутренними стенками, при этом на торцах корпуса снизу выполнены вырезы с верхними и боковыми сторонами, высота h каждого выреза находится в пределах h=2,0-15,0 мм от нижней кромки передней стенки, при этом сзади изолятора на боковых сторонах передней стенки выполнены верхние передние фаски, внутренняя грань и внутренние грани вертикальных пластин образуют собой на виде изолятора сзади усеченную пирамиду, сужаясь снизу вверх, при этом каждая вертикальная пластина бокового изолятора с внутренней стороны снизу имеет фаску, напротив внутренней грани изолятора вертикальные пластины имеют конические выступы, каждый из которых расположен в углублении пластины на ее горизонтальной стенке, сверху с внешней стороны каждой вертикальной пластины выполнена верхняя фаска, на передней стороне каждой вертикальной пластины выполнены наклонные направляющие, являющиеся продолжением передней стенки и пластин, внизу в передней стенке выполнены вырезы, внутренняя грань передней стенки выполнена наклонной в заднюю сторону изолятора, каждая пластина на виде сзади имеет наклонную к середине изолятора грань под углом β к вертикали в пределах β=0,5-10°, внутренняя грань наклонена в заднюю сторону изолятора, на которой выполнены наклонные выступы, расположенные под углом μ к горизонтали в пределах μ=15-45°.
Каждый конический выступ, имеет вершину и грани, одна из которых является вертикальной гранью, а другая грань является наклоненной гранью в сторону к вертикальной пластине.
На фиг. 1 показан боковой изолятор на виде сзади.
На фиг. 2 - боковой изолятор на виде спереди.
На фиг. 3 - боковой изолятор на виде снизу.
На фиг. 4 - боковой изолятор на виде сверху.
На фиг. 5 - боковой изолятор в продольном разрезе по Б-Б на фиг. 4.
На фиг. 6 - боковой изолятор в поперечном разрезе по А-А на фиг. 1.
На фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6 (фрагмент).
Боковой изолятор выполнен монолитным из прочного неметаллического материала и представляет собой деталь, имеющую такую сложную форму, которая показана на (фиг. 1-6). Данный изолятор содержит переднюю стенку 1 (фиг. 2-4, 6), вертикальные пластины 2 (фиг. 3, 5), выступающие перпендикулярно от центральной части изолятора и образующие изнутри внутренние углубления 3 (фиг. 3, 4). На конце каждой пластины выполнен с торцевой стороны изолятора боковой вырез 4 (фиг. 1, 2 и 5). Высота h каждого выреза 4 находится в диапазоне h=2,0-15,0 мм от нижней кромки передней стенки 1. Верхняя сторона 5 (фиг. 1-3 и 5) выреза 4 предназначена для прижатия ушек прокладки к шпале рельсового пути (прокладка не показана). Верхняя сторона 5 выреза 4 предназначена также для предотвращения перемещения прокладки в вертикальном направлении в процессе работы узла крепления рельса к шпале, а боковые стороны 6 (фиг. 1-3 и 5) выреза 4 удерживают прокладку от ее перемещения в продольном направлении.
Конструкция бокового изолятора позволяет изготавливать его с высотой h выреза в указанном широком диапазоне, поскольку конструкция предусматривает, что при регулировке рельса по высоте относительно шпалы под подошву рельса подкладывают съемные регулировочные прокладки и позиционируют рельс по высоте в допустимых пределах от 2,0 до 15,0 мм. В этой связи высота h каждого выреза, выполняющая указанные функции, выбрана опытным путем и учитывает толщину прокладки узла крепления и толщину применяемых съемных регулировочных прокладок, подкладываемых под подошву рельса вместе с основной прокладкой.
Вырезы 4 бокового изолятора служат также для снятия бокового изолятора с анкера узла крепления, в процессе которого изолятор зацепляют инструментом одновременно за две верхние стороны 6 выреза и поднимают изолятор вверх. Возможен попеременный подъем бокового изолятора за одну и другую стороны, поднимая по очереди каждый край бокового изолятора.
Спереди изолятора на боковых сторонах его передней стенки 1 выполнены верхние передние фаски 7 (фиг. 2-4), благодаря которым при температурном удлинении рельса или уменьшения его длины, а также в процессе разрядки рельсовых плетей, боковой изолятор не задирается и при этом не образуется клин, препятствующий перемещению рельса. Передняя стенка 1 бокового изолятора с фасками 7 также позволяет устанавливать изолятор в узлах крепления рельсов на кривых участках железной дороги с малым радиусом. В этом случае фаски 7 исключают опасный контакт рельса с углом бокового изолятора, так как фаски позволяют рельсу плавно огибать изолятор.
На виде снизу на боковой изолятор (фиг. 3) он имеет внутренние грани 8 пластин 2, при этом грани 8 служат для облегчения позиционирования бокового изолятора в процессе его надевания на анкер. Каждая вертикальная пластина 2 бокового изолятора (фиг. 3) с внутренней стороны снизу имеет фаску 9, которая служит для облегчения позиционирования изолятора при его надевании на анкер. Также на виде бокового изолятора снизу (фиг. 3) и на виде бокового изолятора сзади (фиг. 1) боковой изолятор имеет внутреннюю грань 10, которая вместе с гранями 8 образуют усеченную пирамиду (фиг. 6), сужаясь снизу вверх, что облегчает заведение бокового изолятора на анкер и его надевание на анкер, при этом в процессе соединения изолятора с анкером изолятор соединяется с анкером с натягом, образуя плотное и надежное соединение. Такое соединение уменьшает вероятность повреждения бокового изолятора при надевании на анкер.
Напротив внутренней грани 10 каждая вертикальная пластина 2 имеет конический выступ 11 (фиг. 3, 6 и 7), расположенный в углублении 3 пластины 2 на ее горизонтальной стенке. Выступы 11 обеспечивают плотное соединение и надежную фиксацию бокового изолятора на анкере. При этом выступы защищают находящиеся за выступами поверхности от повреждений при надевании бокового изолятора на анкер. Каждый конический выступ 11, имеет вершину и две грани (фиг. 7), одна из которых является вертикальной гранью, а другая грань является наклоненной в сторону к вертикальной пластине гранью.
Сверху с внешней стороны каждой вертикальной пластины 2 выполнена верхняя фаска 12 (фиг. 6), в другом исполнении вертикальная пластина может быть выполнена со скруглением вместо фаски. Фаска 12 исключает зацепление бокового изолятора рельсом при позиционировании и установке между анкерами рельса в случае замены изношенного рельса на новый рельс. Также для этой цели на боковом изоляторе выполнены наклонные под углом направляющие 13 (фиг. 1, 2, 4-6), отходящие вверх от передней стенки 1 и пластин 2.
В эксплуатации боковой изолятор изнашивается, при этом образуется зазор между анкером и внутренней поверхностью каждой вертикальной пластины 2 и внутренней гранью 10. С целью исключения застоя воды в зазоре и коррозии металла анкера и рельса внизу в стенке 1 выполнены вырезы 14 (фиг. 1, 2 и 3), обеспечивающие проветривание и уменьшающее коррозию. Грань 8 каждой пластины 2 выполнена наклонной к середине изолятора под углом β к вертикали в пределах β=0,5-10°. Внутренняя грань 10 наклонена в заднюю сторону изолятора (фиг. 6).
На задней стороне бокового изолятора (фиг. 6) имеются наклонные выступы 15, расположенные под углом μ к горизонтали. Угол μ установлен в пределах μ=15-45°. Выступы 15 предназначены для их расположения под концами прижимной клеммы узла крепления рельса к шпале и для удержания бокового изолятора от смещения в плоскости действия на изолятор моментов кручение. Каждый упомянутый конический выступ 11 расположен на горизонтальной стенке 16 (фиг. 3) пластины 2, образующей углубление 3.
Работает боковой изолятор следующим образом. Надевают боковой изолятор на анкер (не показан) и осуществляют монтаж узла соединения рельса с основанием известным образом. При этом в рабочем положении передняя стенка 1 изолятора находится в зажатом положении между торцом подошвы рельса и рабочими элементами анкера. В результате изолятор гасит ударные и динамические нагрузки от рельса на анкер, изолирует рельс, воспринимает боковые силы, передаваемые от подошвы рельса на анкер, удерживает ширину колеи железнодорожного пути в расчетных пределах. Боковой изолятор, раскрытый в данной полезной модели исключает:
- вероятность повреждения бокового изолятора при надевании на анкер,
- ненадежное удержание прокладки узла крепления изолятором от ее перемещения в продольном направлении,
- неприемлемую высоту выреза в изоляторе для его снятия с анкера узла крепления,
- возможность задира (зацепления) бокового изолятора при температурном удлинении рельса или уменьшения его длины, а также в процессе разрядки рельсовых плетей,
- обеспечивает возможность установки изолятора в узлах крепления рельсов на кривых участках железной дороги с малым радиусом (изгиб рельса может привести к разрушению боковой полки изолятора),
- исключает сложность заведения и позиционирования бокового изолятора при его надевания на анкер, не плотное и сравнительно не надежное их соединение, что приводит к вероятности повреждения бокового изолятора при надевании на анкер,
- возможность застоя воды в зазоре соединения изолятора с анкером и коррозии металла анкера и рельса, невозможность проветривания соединения,
- ненадежное удержание бокового изолятора от смещения в плоскости действия на изолятор моментов кручения.
В совокупности указанные положительные момент использования анкера существенно повышают надежность изолятора во взаимодействии с другими элементами узла крепления рельса к основанию пути.