ПРОКЛАДКА

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, к элементам рельсового скрепления, а именно к прокладкам, например, ДН6-65 и т.п., укладываемым под подкладку, на шпалах.
Известна принятая за аналог прокладка из упругого материала в виде прямоугольной пластины, по поверхности которой сформированы выступы, расположенные рядами, простирающиеся по длине прокладки параллельно ее продольной оси, ориентированной вдоль оси рельса. Выступы, расположенные в смежных рядах, имеют неодинаковую общую площадь. Прокладка выполнена с изменяющейся по ширине в направлении ее поперечной оси жесткостью таким образом, что выступы в центральном ряду, расположенном вдоль продольной оси прокладки, имеют меньшую общую площадь, чем выступы, расположенные в прочих рядах. Таким образом, выступы, расположенные рядами по обе стороны от центрального ряда, имеют увеличивающуюся от ряда к ряду в направлении от центрального ряда к прочим рядам общую площадь, так что прокладка выполнена с жесткостью, увеличивающейся от продольной оси прокладки к обоим ее краям (см. патент РФ №33379, МПК: Е 01 В 9/68, опубл. 20.10.2003, Бюл. №29). Прокладка испытывает в процессе эксплуатации наибольшее напряжение в ее средней части. В результате чего в процессе эксплуатации на прокладке известной конструкции появляются трещины, она чрезмерно изнашивается и выходит из строя при весьма малом сроке службы.
Известна принятая за прототип прокладка из упругого материала в виде прямоугольной пластины, по поверхности которой сформированы канавки, расположенные рядами, простирающиеся по длине прокладки параллельно ее продольной оси, ориентированной вдоль оси рельса [см. патент РФ №36839, МПК: Е 01 В 9/68, опубл. 27.03.2004, Бюл. №39]. Равные по высоте продольные канавки
равномерно расположены на верхней опорной поверхности прокладки с промежутками в рядах, при этом на прокладке выполнены сквозные круглые отверстия, расположенные по углам прямоугольника и в середине продольных сторон, а между отверстиями вдоль продольной стороны прямоугольника выполнены замкнутые пазы. Так как в процессе эксплуатации наибольшее напряжение прокладка испытывает в ее средней части, нижняя поверхность эластичной прокладки выполнена с выступом в ее средней части, увеличивающим жесткость прокладки в направлении от ее продольных сторон к продольной оси. В результате прокладка выходит из строя при большем сроке службы. Однако продольные стороны, выполненные с тремя сквозными отверстиями и с расположенными между ними замкнутыми пазами (по одной продольной линии) не обеспечивают необходимую вертикальную жесткость конструкции прокладки на данном участке. Кроме того, прокладку изготавливают из резиновых смесей или из резин с использованием резинокордных и резинотканевых отходов. Изменение объема канавок при прохождении подвижного состава обеспечивает динамические свойства, однако, под нагрузкой эластичная прокладка становится полностью плоской и поэтому намного жестче. На возвращение в исходное состояние прокладки из резины уходят минуты, особенно при старении материала прокладки, и следующий подвижной состав наезжает на деформированную жесткую прокладку. Таким образом, увеличение жесткости неравномерно ослабляет вибрации и неравномерно поглощает динамические нагрузки, передаваемые на рельсы проходящим подвижным составом, что в свою очередь уменьшает надежность работы. Кроме того, ударные нагрузки от подвижного состава передаются на шпалу и балласт, разрушая его.
Задачей является повышение долговечности и улучшение динамических свойств прокладок, а также уменьшение динамических нагрузок, передаваемых на рельсовый фундамент.
Техническим результатом является обеспечение экологической чистоты производства, получение эффективных эластичных прокладок, повышающих надежность работы конструкции верхнего строения железнодорожного пути.
Поставленная задача достигается тем, что прокладка из упругого материала в виде прямоугольной пластины со сквозными отверстиями, по поверхности которой сформированы равные по высоте и равномерно расположенные рядами канавки, при этом канавки расположены поперечными рядами и выполнены в виде замкнутых пазов, в поперечном сечении канавки трапециевидной формы с большим основанием снизу, а сквозные отверстия расположены у торцовых частей прямоугольника, кроме того в качестве упругого материала используется термоэластопласт, являющийся смесью двух материалов «Хайтрела» и поливинилхлорида пластиката. Содержание материала «Хайтрел» составляет от 20% до 90%, оптимальное содержание материала «Хайтрел» составляет 25-30%. При этом каждая пара отверстий расположена на противоположных сторонах пластины таким образом, чтобы средняя часть прокладки относительно продольной оси и поперечной оси была целостной. При этом крайняя пара расположена с симметрией вращения на угол 180° относительно геометрического центра прокладки, остальные две пары отверстий расположены симметрично относительно продольной оси прокладки.
Сущность поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен вид сверху прокладки;
на фиг.2 представлен разрез по А-А;
на фиг.3 представлен разрез по Б-Б;
на фиг.4 представлен выносной элемент В прокладки на фиг.2.
Прокладка в виде прямоугольной пластины 1, по поверхности которой сформированы поперечные канавки 2 в виде замкнутых пазов, расположенных рядами. Равные по высоте канавки 2 равномерно расположены на нижней опорной поверхности
прокладки. В поперечном сечении канавки 2 трапециевидной формы с большим основанием снизу. При этом прокладка имеет шесть сквозных отверстий для ее фиксации, которые расположены по три у торцовых частей прямоугольника таким образом, чтобы средняя часть прокладки относительно продольной оси и поперечной оси была целостной. При этом крайняя пара отверстий 3 расположена с симметрией вращения на угол 180° относительно геометрического центра прокладки, пары отверстий 4 и 5 расположены симметрично относительно продольной оси прокладки.
Прокладка изготовлена из композиционного материала «Технолой» (см. ТУ2224-034-11517367-01), являющегося смесью двух термоэластопластов:1. материала «Хайтрел» и 2. ПВХ-пластиката. Первый представляет собой полимер - сложный полиэфир с простыми эфирными группами в спиртовой части (производство фирмы «Дюпон»), второй представляет собой смесь жесткого полимера поливинилхлорида и пластификатора - сложного эфира, например, диоктилфталата. При этом содержание материала «Хайтрел» составляет от 20% (когда проявляются упругие свойства материала «Технолой») до 90% (когда увеличение его содержания не имеет смысла). Опытным путем установлено, что оптимальное содержание термоэластопласта «Хайтрел» составляет 25-30% и определяется достаточностью механических свойств и его стоимостью - более дорогого материала «Хайтрел» по сравнению с ПВХ-пластикатом.
Прокладка изготавливается формовым способом.
Прокладка, установленная между подкладкой и основанием (шпалой), работает следующим образом. При прохождении подвижного состава эластичная прокладка деформируется легко и мягко и поэтому хорошо ослабляет вибрации и поглощает удары, возникающие при прохождении пары колес по участку рельса, лежащему непосредственно на этой прокладке. В начальной фазе деформации прокладка мнется и уплотняется таким образом, что материал, который ее образует, легко и свободно
перемещается, заполняя канавки 2. Затем по мере возрастания деформации происходит плавное сжатие самой прокладки благодаря упругим свойствам композиционного материала «Технолой», то есть функция удлинения от нагрузки при сжатии соответствует этой функции при снятии напряжения. В результате при прохождении подвижного состава первая пара колес деформирует прокладку из почти разгруженного состояния, вторая пара колес продолжает нагружать прокладку, находящую в состоянии не полной релаксации. Так как кривая удлинения от нагрузки для прокладки из композиционного материала «Технолой» имеет вид прямой, то вторая пара колес наезжает на прокладку практически с той же жесткостью, что и первая пара колес Прокладка имеет больший ресурс в условиях циклических нагрузок. Характер зависимости нагрузки от деформации у композиционного материала «Технолой» в интервале 0-10 тонн соответствует характеру деформации резиновых прокладок в интервале 0-1 тонны. Это благоприятно сказывается на долговечности прокладки из композиционного материала «Технолой. Кроме того, конструкция предлагаемой прокладки такова, что ее средняя часть, на которую приходится максимальная нагрузка, выполненная без сквозных отверстий, максимально обеспечивает необходимую вертикальную жесткость конструкции.
Экологическая чистота производства за счет отсутствия в рецептуре канцерогенных и других опасных продуктов, а также возможность вторичного использования бывших в употреблении прокладок из композиционного материала «Технолой» в других производствах также дает преимущество в использовании по сравнению прокладкой из резиновой смеси.