ИЗОЛЯТОР РЕЛЬСОВОГО СКРЕПЛЕНИЯ

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, в частности, к элементам узла рельсового скрепления, и предназначена для изоляции подошвы рельса от других элементов рельсового скрепления.
Известные современные железнодорожные рельсовые скрепления, в основном, содержат анкер, жестко установленный в подрельсовое основание, клемму, прижимающую рельс к шпале, электрический изолятор, размещенный между анкером и рельсом, и подрельсовую прокладку, уложенную под подошвой рельса.
Известен электрический изолятор, опирающийся на полку подошвы рельса, с боковым упором, упирающимся в боковую поверхность подошвы рельса, выполненный путем формовки совместно с прижимным участком клеммы пружинной как единое целое, при этом прижимной участок клеммы пружинной выполнен внутри электрического изолятора, а электрический изолятор выполнен с опорной поверхностью для опоры на анкер [1]. Выполнение электрического изолятора совместно с прижимным участком клеммы пружинной уменьшает количество деталей, устанавливаемых при монтаже рельсового скрепления, снижает стоимость монтажных работ, однако при выходе из строя клеммы пружинной или электрического изолятора возникает необходимость замены одновременно двух элементов рельсового скрепления, что повышает эксплуатационные расходы. Еще одним недостатком известного электрического изолятора является его недостаточная эффективность при использовании в рельсовом скреплении, имеющем анкер с увеличенной площадью контакта рельсового скрепления и рельса.
Известен изолятор рельсового скрепления, содержащий опорный участок, предназначенный для установки на полку подошвы рельса, внутренняя сторона которого выполнена под углом, боковой упор, предназначенный для взаимодействия одним своим торцом с боковой поверхностью подошвы рельса, а противоположным торцом с головкой анкера. На торце бокового упора, предназначенного для взаимодействия с головкой анкера, расположен выступ, предназначенный для размещения в пазу головки анкера рельсового скрепления, а как минимум на одном краю наружной стороны опорного участка выполнен монтажный скос для захода прижимного участка пружинной клеммы и как минимум на одном краю бокового упора выполнен монтажный откос для захода уса пружинной клеммы в паз анкера [2].
Наиболее близким к заявляемому является изолятор рельсового скрепления, содержащий опорный участок, предназначенный для установки на полку подошвы рельса, и боковой упор, одним торцом опирающийся на боковую поверхность подошвы рельса и другим торцом упирающийся в головку анкера, внутренняя сторона опорного участка соответствует углу наклона полки подошвы рельса, на наружной стороне опорного участка выполнен паз, при этом высота опорного участка увеличена соразмерно глубине паза, предназначенного для установки прижимной петли пружинной клеммы рельсового скрепления. На торце бокового упора, упирающегося в головку анкера, расположен предназначенный для размещения в пазу головки анкера рельсового скрепления выступ, при этом ширина бокового упора во фронтальной плоскости сечения составляет не менее 65 мм и не более 110 мм. [3].
Недостатками известных изоляторов являются:
неточность установки клеммы пружинной при монтаже,
скапливание влаги, пыли, песка и т.п. в пазе, выполненном в виде закрытой выемки. При динамической нагрузке от проходящего состава эта смесь работает еще и как абразив, что существенно снижает долговечность как изолятора, так и пружинной клеммы; влага приводит к ускоренной коррозии прижимного участка пружинной клеммы; паз в таких условиях изнашивается и опорная часть пружинной клеммы смещается вниз, что приводит к уменьшению усилия прижатия рельса к шпале.
С ростом осевых нагрузок подвижного состава, грузонапряженности и скоростей движения железнодорожного транспорта повышаются и требования к рельсовым скреплениям, в частности, к изоляторам.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание более совершенной по сравнению с существующими универсальной конструкции изолятора для рельсового скрепления, которая обеспечивает:
исключение повреждения изолятора рельсового скрепления при его монтаже,
увеличение скорости монтажа клеммы;
долговечность и надежность рельсового скрепления с использованием заявляемого изолятора при его эксплуатации,
повышение сцепляемости изолятора с рельсом;
возможность использования изолятора при установке рельсового скрепления на стыках рельс, а также на железнодорожных путях с высокой осевой нагрузкой и на криволинейных участках пути;
возможность производить регулировку пути по ширине колеи;
использовать изолятор для рельсового скрепления при установке на рельсы различных типоразмеров.
Указанная техническая задача решается изолятором рельсового скрепления, содержащим опорную часть, выполненную под углом, соответствующим углу наклона полки подошвы рельса, и предназначенную для установки ее нижней стороной на полку подошвы рельса, а также для размещения прижимного участка клеммы на его верхней стороне, и боковой упор, задняя нижняя сторона которого выполнена с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью подошвы рельса, а передняя сторона - с головкой анкера, посредством выступа, выполненного в его центральной части, который выполнен из электроизолирующего материала и дополнительно снабжен как минимум одним добором, выполненным с возможностью взаимодействия своей задней стороной с передней стороной изолятора, а передней стороной - с головкой анкера посредством выступа, выполненного в его центральной части, при этом боковой упор во фронтальной плоскости имеет длину не менее 47 мм, а на его передней стороне по меньшей мере с одной стороны выполнен вырез с возможностью размещения в нем ножки клеммы.
В частном случае исполнения изолятора рельсового скрепления на соприкасающихся поверхностях передней стороны изолятора и добора выполнены соответствующие друг другу углубления и выступы для прикрепления добора. Добор изготовлен из электроизолирующего материала. В других частных случаях изготовления:
на верхней стороне опорной части выполнена выемка в форме прижимного участка клеммы с возможностью размещения в ней прижимного участка клеммы;
на верхней стороне опорной части от нижней части выемки до задней стороны опорной части выполнена канавка, глубина которой в месте сопряжения соответствует или больше максимальной глубины выемки;
на верхней стороне опорной части выполнено углубление;
близлежащая к выступу сторона выреза выполнена под тупым углом к передней стороне бокового упора или под прямым углом;
на верхней стороне опорной части как минимум с одной стороны от выемки или углубления выполнена выборка для монтажа клеммы;
на передней стороне бокового упора от выборки к основанию бокового упора выполнены закругления;
ширина нижней стороны опорной части составляет не менее 10 мм;
ширина нижней части бокового упора составляет не менее 3 мм;
уровень верхней части бокового упора совпадает с уровнем верхней стороны опорной части или выше;
на стыках поверхностей изолятора и добора выполнены скругления углов или фаски. Полезная модель поясняется фигурами:
фиг. 1 - изолятор, установленный на полку подошвы рельса, вид сбоку;
фиг. 2 - изолятор, вид сбоку;
фиг. 3 - общий вид изолятора с выемкой на верхней стороне опорной части;
фиг. 4 - общий вид изолятора с углублением на верхней стороне опорной части;
фиг. 5 - изолятор, вид сверху;
фиг. 6 - изолятор, общий вид;
фиг. 7 - изолятор с добором, вид сбоку;
фиг. 8 - добор, общий вид.
Обозначения позиций:
1 - изолятор
2 - опорная часть
3 - боковой упор
4 - нижняя сторона опорной части (2)
5 - полка подошвы рельса (6)
6 - подошва рельса
7 - верхняя сторона опорной части (2)
8 - задняя нижняя сторона бокового упора (3)
9 - боковая поверхность подошвы рельса (6)
10 - передняя сторона бокового упора (3)
11 - выступ
12 - вырез
13 - выемка
14 - задняя сторона опорной части (2)
15 - канавка
16 - углубление
17 - близлежащая к выступу (11) сторона (17) выреза (12), выполненная под тупым углом к передней стороне (10)
20 - выборка
21 - основание бокового упора (3)
22 - закругление
23 - нижняя часть бокового упора (3)
24 - верхняя часть бокового упора (3)
25 - добор
26 - задняя сторона добора (25)
27 - передняя сторона добора (25)
28 - выступ на доборе (25)
Изолятор (1) рельсового скрепления содержит опорную часть (2), выполненную под углом, соответствующим углу наклона полки (5) подошвы рельса (6), и предназначенную для установки ее нижней стороной (4) на полку (5) подошвы рельса (6), а также для размещения прижимного участка клеммы на его верхней стороне (7), и боковой упор (3), задняя нижняя сторона (8) которого выполнена с возможностью взаимодействия с боковой поверхностью (9) подошвы рельса (6), а передняя сторона (10) - с головкой анкера, посредством выступа (11), выполненного в его центральной части. Изолятор (1) дополнительно снабжен как минимум одним добором (25), выполненным с возможностью взаимодействия своей задней стороной (26) с передней стороной (10), а передней стороной (27) - с головкой анкера посредством выступа (28), выполненного в его центральной части. Длина опорной части (2) и бокового упора (3) во фронтальной плоскости составляют не менее 47 мм. На передней стороне (10) бокового упора (3) по меньшей мере с одной стороны выполнен вырез (12) с возможностью размещения в нем ножки клеммы. На соприкасающихся поверхностях передней стороны (10) и добора (25) выполнены соответствующие друг другу углубления и выступы для прикрепления добора (25). На верхней стороне (7) опорной части (2) выполнена выемка (13) в форме прижимного участка клеммы с возможностью размещения в ней прижимного участка клеммы. На верхней стороне (7) опорной части (2) от нижней части выемки (13) до задней стороны (14) опорной части (2) выполнена канавка (15), глубина которой в месте сопряжения соответствует или больше максимальной глубины выемки (13). На верхней стороне (7) опорной части (2) выполнено углубление (16). Близлежащая к выступу (11) сторона (17) выреза (12) выполнена под тупым углом к передней стороне (10) или под прямым углом к передней стороне (10). На верхней стороне (7) опорной части (2) как минимум с одной стороны от выемки (13) или углубления (16) выполнена выборка (20) для монтажа клеммы. На передней стороне (10) бокового упора (3) от выборки (20) к основанию (21) бокового упора (3) выполнены закругления (22). Ширина нижней стороны (4) опорной части (2) составляет не менее 10 мм. Ширина нижней части (23) бокового упора (3) составляет не менее 3 мм. Уровень верхней части (24) бокового упора (3) совпадает с уровнем верхней стороны (7) опорной части (2) или выше. На стыках поверхностей изолятора (1) и добора (25) выполнены скругления углов и/или фаски.
Установка изолятора (1) рельсового скрепления в узле рельсового скрепления осуществляется следующим образом.
Железобетонные шпалы с забетонированными в них анкерами устанавливают на предварительно подготовленную для прокладки рельсового пути поверхность, на шпалы укладывают рельсы с предварительно размещенными под рельсами подрельсовыми прокладками. Изолятор (1) для рельсового скрепления устанавливают нижней стороной (4) опорной части (2) на полку (5) подошвы рельса (6). При этом выступ (11), выполненный на передней стороне (10) бокового упора (3), размещают в пазу головки анкера. Затем устанавливают клемму для прижима и фиксации рельса к шпале. Ножку клеммы устанавливают в вырез (12), при этом прижимной участок клеммы скользит по выборке (20), имеющейся на верхней стороне (7) опорной части (2) как минимум с одной стороны от выемки (13) или углубления (16), и попадает в выемку (13) или углубление (16).
Исключение повреждения изолятора (1) рельсового скрепления при монтаже достигается за счет выполнения на его передней стороне (10) по меньшей мере с одной стороны от выступа (11) выреза (12) с возможностью размещения в нем ножки клеммы. Указанный вырез выполнен с одной или с обеих сторон от выступа (11), при этом близлежащая к выступу (11) сторона (17) выреза (12) выполнена под тупым углом к передней стороне (10) или близлежащая к выступу (11) сторона (18) выреза (12) выполнена под прямым углом к передней стороне (10). Отсутствие аналогичные вырезов при монтаже рельсового скрепления приводит к, так называемому, «закусыванию» изолятора клеммой, т.е. к его повреждению, негативно сказывается на эксплуатационных свойствах изолятора, приводит к снижению срока службы и необходимости его замены. Наличие закругления (22), а также выполнение на стыках поверхностей изолятора (1) скруглений углов и/или фасок также продляет срок службы изолятора (1), так как он в целом имеет обтекаемую форму (фиг.6) и при монтаже обеспечивает плавное скольжение клеммы. Долговечность рельсового скрепления с использованием заявляемого изолятора обеспечивается наличием канавки (15), выполненной на верхней стороне (7) опорной части (2) от нижней части выемки (13) до задней стороны (14) опорной части (2), глубина которой в месте сопряжения соответствует или больше максимальной глубине выемки (13). Например, в техническом решении [3], выбранном в качестве прототипа, для размещения прижимного участка клеммы пружинной на наружной стороне опорного участка выполнен продольный паз, закрытый со всех сторон. При эксплуатации в указанном пазу скапливается влага, пыль, грязь и т.п. В результате прижимной участок клеммы постоянно подвергается негативному влиянию и быстро изнашивается. Наличие канавки (15) обеспечивают своевременный отвод жидкости или грязи из выемки (13). При выполнении на верхней стороне (7) опорной части (2) углубления (16) влага и грязь также не скапливается.
Повышение сцепляемости изолятора с рельсом обеспечивается за счет увеличения длины и ширины нижней стороны опорной части.
Выполнение длины бокового упора (3) и опорной части (2) во фронтальной плоскости не менее 47 мм, а ширины нижней стороны (4) опорной части (2) от 10 мм и более позволяют использовать изолятор (1) на различных железнодорожных путях, в том числе, на путях с высокой нагрузкой на ось, на криволинейных участках пути, а также на стыках рельс и на рельсах различных типоразмеров.
Использование изолятора (1) с доборами (25) позволяет значительно расширить возможности его применения. За счет применения одного или нескольких доборов (25) можно производить регулировку пути по ширине колеи.
Наряду с вышеперечисленными преимуществами заявляемый изолятор в полной мере обеспечивает электрическую изоляцию подошвы рельса от головки анкера и клеммы, так как полностью выполнен из электроизолирующих материалов.
Заявляемый изолятор рельсового скрепления обеспечивает:
высокую жесткость и надежность рельсового скрепления;
поддержание целостности колеи, помогая выдерживать максимально возможные нагрузки;
электрическую изоляции рельсового полотна;
восприятия боковых сил, передаваемых от подошвы рельса.
Источники информации:
1. RU 2452806, дата публикации 10.06.2012 г.
2. BY 11966, дата публикации 30.04.2019 г.
3. RU 189552, дата публикации 28.05.2019 г.