СТЫКОВАЯ ИЗОЛИРУЮЩАЯ НАКЛАДКА ДЛЯ РЕЛЬСОВ

Область техники
Полезная модель относится к изолирующим стыкам рельсов верхнего строения железнодорожного пути.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известна стыковая изолирующая накладка для рельсов (патент РФ №49009, опубликовано 10.11.2005 г.), выполненная в виде металлической пластины с отверстием для крепежного соединения и покрытая электроизолирующим слоем из полимерного материала, при этом задняя стенка накладки со стороны рельса имеет выступы, прилегающие к головке и подошве рельса, а электроизолирующий слой на противоположно расположенной передней стенке накладки в области шейки рельса выполнен сплошным. В качестве полимерного материала для получения электроизолирующего слоя используется термопластичный полиуретан с высокой ударной вязкостью.
Недостатком указанного решения является то, что растягивающие нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации накладки в местах установки крепежного соединения, приводят к смятию покрытия в крепежном отверстии ввиду недостаточной прочности материала покрытия, что способствует потере жесткости стыкового соединения рельсов и ухудшению электроизолирующих свойств.
Наличие контакта накладки только в области головки и подошвы рельса приводит здесь к повышенной концентрации нагрузки и разрушающим воздействиям, что снижает эксплуатационную надежность накладки и стыкового соединения в целом.
Кроме того, на снижение надежности накладки влияет выполнение электроизолирующего слоя на передней стенке накладки в области шейки рельса сплошным, что требует крепления стопорной планки поверх накладки и при эксплуатации приводит к постепенному разбалтыванию крепежного соединения, которое базируется на стопорной планке.
Известна стыковая изолирующая накладка для рельсов (патент РФ №57751, опубликовано 27.10.2006 г.), принятая за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, выполненная в виде металлической пластины с отверстием для крепежного элемента и покрытая электроизолирующим слоем из полимерного материала, при этом участок с отверстием для крепежного соединения выполнен в виде втулки, задняя стенка накладки со стороны рельса в области подошвы и шейки рельса выполнена сплошной, а в области головки рельса - наклонной, при этом электроизолирующий слой на противоположно расположенной передней стенке накладки в области шейки рельса выполнен сплошным.
В данном случае электроизолирующий слой может быть выполнен из любой полимерной композиции, например эластифицированной ударопрочной композиции полиамида, термопластичного полиуретана с высокой ударной вязкостью. Втулка при этом выполняется из высокопрочной стеклонаполненной композиции термопластичного полиуретана.
Однако выполнение верхней части накладки в области головки рельса с наклонной стенкой приводит к повышенной точечной концентрации нагрузки в указанной области, что негативно отражается как на надежности работы самой накладки, так и стыкового соединения.
При этом, как и в предыдущем случае, за счет выполнения электроизолирующего слоя на передней стенке накладки в области шейки рельса сплошным, стопорную планку необходимо располагать поверх накладки, что приводит к увеличению поперечного габарита рельса и к постепенному ослабеванию крепежного соединения в процессе эксплуатации, что также снижает надежность и срок службы накладки и стыкового соединения.
Технической проблемой заявляемой полезной модели является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости создания изолирующей накладки для стыка рельсов, обеспечивающей повышение срока службы стыкового соединения.
Раскрытие сущности полезной модели
Техническим результатом настоящей полезной модели является повышение эксплуатационной надежности изолирующей накладки для стыкового соединения рельсов и стыкового соединения в целом за счет распределения нагрузки по всей боковой поверхности рельса и обеспечения повышенной надежности установки крепежного соединения.
Технический результат достигается при использовании стыковой изолирующей накладки для рельсов, выполненной в виде металлической пластины с отверстием для крепежного соединения, покрытой электроизолирующим слоем из полимерного материала, и с технологическим отверстием, в котором установлена электроизолирующая пробка, при этом задняя стенка накладки со стороны рельса выполнена прилегающей к боковой поверхности рельса, а электроизолирующий слой на противоположно расположенной передней стенке накладки имеет выступы, направленные друг на друга.
Выполнение задней стенки накладки со стороны рельса сплошной обеспечивает ее плотное прилегание к боковой поверхности рельса, то есть к головке и подошве рельса без зазоров и воздушных промежутков, что обеспечивает равномерное распределение эксплуатационной ударной нагрузки по всем указанным частям, что повышает срок службы как самой накладки, так и участка рельса.
Наличие на электроизолирующем слое накладки выступов, направленных друг на друга, необходимо для формирования углубления и плотного охвата расположенной в нем стопорной планки. Это позволяет уменьшить поперечный габарит рельсового соединения, а также обеспечивает более плотную и жесткую посадку крепежного соединения в отверстии накладки, что значительно снижает вероятность его разбалтывания в процессе эксплуатации и в целом способствует повышению надежности использования заявленной конструкции накладки.
Наличие технологического отверстия определено технологией изготовления накладки, при которой металлический сердечник на стержне (одном или нескольких) устанавливают в пресс-форму, где заливают ее изоляционным покрытием. Затем после извлечения одного или нескольких стержней остается технологическое отверстие, в которое устанавливают электроизолирующую пробку. Наличие пробки исключает возможность пробоя изоляции в районе технологического отверстия накладки в процессе эксплуатации.
В частном случае, электроизолирующий слой и пробка в отверстии для крепежного соединения выполнены из полимерного материала, а именно термопластичного полиуретана с высокой ударной вязкостью. Также могут быть использованы другие материалы, обеспечивающие аналогичные функциональные свойства деталей.
В частном случае, пробка состоит из двух частей, при этом каждая их них имеет цилиндрическую часть и сплошное основание. Причем первая часть пробки имеет меньшую толщину основания, чем вторая часть пробки.
Выполнение двух частей пробки с разной толщиной оснований увеличивает жесткость накладки в области крепежного отверстия.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан вид прямо заявляемой стыковой изолирующей накладки для рельсов.
На фиг. 2 показано сечение А-А с фиг. 1 заявляемой стыковой изолирующей накладки для рельсов.
На фиг. 3 показано сечение Б-Б с фиг. 1 заявляемой стыковой изолирующей накладки для рельсов.
На фиг. 4 показан изолирующий стык рельсов с двумя изолирующими накладками.
На фиг. 5а показана первая пробка с меньшей толщиной основания, на фиг. 5б - вторая пробка с большей толщиной основания.
Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
1 - металлическая платина (сердечник);
2 - электроизолирующий слой;
3 - отверстие для крепежного соединения;
4 - крепежный элемент;
5 - рельс;
6 - первая часть пробки;
7 - вторая часть пробки;
8 - стенка цилиндрической части первой части пробки;
9 - стенка цилиндрической части второй части пробки;
10 - основание первой части пробки;
11 - основание второй части пробки;
12 - задняя стенка накладки;
13 - головка рельса;
14 - шейка рельса;
15 - подошва рельса;
16 - передняя стенка накладки;
17 - выступ на электроизоляционном слое;
18 - углубление на передней стенке накладки;
19 - стопорная планка.
Согласно полезной модели стыковая изолирующая накладка для рельсов представляет собой металлическую пластину (сердечник) 1, которая сверху покрыта электроизолирующим слоем 2 и содержит сквозное отверстие для крепежного соединения 3 накладки крепежным элементом 4 к рельсу 5 (фиг. 1-3). В частном случае реализации полезной модели накладка содержит два технологических отверстия, в каждом из которых расположены первая 6 и вторая 7 части пробки, установленные с технологическим зазором (фиг. 1, 3). Каждая из указанных частей пробок имеет цилиндрическую часть 8 и 9 и сплошное основание 10 и 11 соответственно. При этом толщина основания 10 первой части пробки 6 меньше, чем толщина основания 11 второй части пробки 7 (фиг. 5а, фиг. 5б).
Задняя стенка 12 накладки выполнена сплошной и плотно прилегающей к боковой поверхности рельса 5, а именно к головке 13 и подошве 15 рельса 5 с учетом необходимого технологического зазора в районе шейки 14 рейса (фиг. 4).
Электроизолирующий слой 2 на передней стенке 16 накладки имеет выступы 17, направленные друг на друга. Таким образом, формируется углубление на передней стенке 18 накладки, в котором располагается стопорная планка 19. Далее с ее помощью в отверстие для крепежного соединения 3 устанавливается крепежный элемент 4, в качестве которого могут быть использованы любые элементы крепления, наиболее часто применяемые в данной области техники.
Осуществление полезной модели
Для получения электроизолирующего слоя 2 используют праймер для лучшей адгезии с полимером - термопластичным полиуретаном. Первую 6 и вторую 7 части пробки изготавливают из того же полимера, что и электроизолирующий слой 2 накладки.
Металлическую пластину (сердечник) 1 закрепляют на двух стержнях, заливают полимером в пресс-форме, при этом пресс-форма предполагает отлив выступов 17 на передней стенке 16 накладки. Затем сердечник с изолирующим покрытием достают из пресс-формы, снимают со стержней. После снятия со стержней остаются два технологических отверстия. Сразу после того, как пластина была облита электроизолирующим слоем 2, указанные части пробки размещают в технологических отверстиях.
Таким образом, заявленная изолирующая накладка стыка рельсов обеспечивает равномерное распределение эксплуатационных нагрузок в стыковом соединении рельсов, при этом она обладает повышенной жесткостью и прочностью, что обеспечивает высокую надежность при эксплуатации, повышает межремонтный срок службы стыкового соединения и снижает риск развития аварийной ситуации.