ПОДРЕЛЬСОВАЯ ПРОКЛАДКА

Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, а именно к элементам рельсового скрепления, в частности, к прокладкам, укладываемым под подошву рельса, например Р65 в рельсовых скреплениях КБ-65 и т.п.
Известна подрельсовая прокладка по патенту RU 35344, представляющая собой прямоугольную пластину с расположенными на ее верхней горизонтальной поверхности по всей длине пластины параллельные углубления в виде профильных пазов трапециевидной формы в поперечном сечении, ориентированных вдоль оси рельса. По противоположным краям пластины и параллельно друг другу расположены по два выступа. Такая конструкция прокладки имеет большую площадь опорной поверхности и, следовательно, контакта прокладки со шпалой и рельсом, что снижает напряжения сжатия в прокладке и увеличивает сцепление между прокладкой и шпалой. Это приводит к тому, что подрельсовая прокладка не смещается относительно нижней поверхности подошвы рельса и не выскальзывает из зазора между подошвой рельса и шпалой, что способствует ее защите от износа. Прокладка имеет больший ресурс в условиях циклических нагрузок (500 млн. тонн брутто), однако она недостаточно эффективно гасит сдвиговые напряжения.
Известна подрельсовая прокладка по патенту RU 55789, представляющая собой рельефную прямоугольную пластину с чередующимися выступами и впадинами на верхней и нижней поверхностях и с четырьмя позиционирующими выступами, попарно расположенными на нижней поверхности пластины с противоположных ее сторон параллельно друг другу. В этой прокладке выступы и впадины на обеих поверхностях пластины также расположены по всей ее длине параллельно друг другу. Наличие выступов и впадин как на верхней, так и на нижней поверхностях более эффективно по сравнению с описанной выше прокладкой гасит сдвиговые напряжения, что повышает надежность работы рельсового скрепления и увеличивает ресурс.
Однако выполнение выступов и впадин непрерывными по всей длине пластины не обеспечивает равномерность распределения напряжений по двум направлениям, что не позволяет обеспечить максимальную эффективность использования упругих свойств материала.
Задачей полезной модели является повышение эффективности использования упругих свойств материала за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки на весь объем материала прокладки.
Указанная задача решается тем, что в подрельсовой прокладке, представляющей собой рельефную прямоугольную пластину с чередующимися выступами и впадинами на верхней и нижней поверхностях и с четырьмя позиционирующими выступами, попарно расположенными на нижней поверхности пластины с противоположных ее сторон параллельно друг другу, согласно полезной модели, чередующиеся выступы и впадины выполнены с чередованием как в продольном, так и в поперечном направлениях и расположены в узлах периодической решетки с квадратной ячейкой, причем выступы на верхней поверхности соответствуют впадинам на нижней поверхности так, что толщина пластины по существу постоянна по всей ее поверхности.
При этом чередующиеся выступы и впадины как в продольном, так и в поперечном сечениях пластины образуют гладкую зигзагообразную кривую с одинаковыми периодом и амплитудой.
Преимущественно указанная гладкая кривая представляет собой синусоиду.
При этом форма поверхности прокладки может быть определена из условия:
, гдe:
X, Y и Z - координаты точек пластины;
А - высота выступов;
П - расстояние между ближайшими выступами;
Т - толщина пластины.
Предпочтительно подрельсовая прокладка выполнена из термоэластопласта.
Такое выполнение подрельсовой прокладки позволяет более эффективно использовать упругие свойств материала, поскольку указанная форма выступов и впадин обеспечивает возможность восприятия нагрузки не только за счет упругой деформации всестороннего сжатия материала, но и за счет упругой деформации изгиба, поскольку в данном случае выступы и впадины представляют собой пружинящие элементы. При этом из-за симметричной формы выступов и впадин обеспечивается равномерное распределение нагрузки на весь объем материала.
Более эффективное использование свойств материала позволяет снизить вес прокладки приблизительно на 28% по сравнению с прокладкой по патенту RU 55789, что в конечном итоге приводит к снижению расхода материала и уменьшению себестоимости конечного изделия.
Пример выполнения подрельсовой прокладки в соответствии с полезной моделью представлен на чертежах.
На фиг.1 показана подрельсовая прокладка, общий вид в перспективе;
на фиг.2 - вид по стрелке Б на фиг.1;
на фиг.3 - сечение по В-В на фиг.1.
Подрельсовая прокладка представляет собой рельефную прямоугольную пластину 1 с четырьмя позиционирующими выступами 2, попарно расположенными на нижней поверхности пластины с противоположных ее сторон параллельно друг другу. Позиционирующие выступы 2 предназначены для безошибочного позиционирования прокладки на шпале во время монтажа. На верхней поверхности пластины 1 имеются чередующиеся выступы 3 и впадины 4, а на нижней поверхности - чередующиеся выступы 5 и впадины 6 (фиг.3). Чередующиеся выступы и впадины как на верхней, так и на нижней поверхностях пластины выполнены с чередованием как в продольном, так и в поперечном направлениях и расположены в узлах периодической решетки с квадратной ячейкой. При этом выступы 3 на верхней поверхности соответствуют впадинам 6 на нижней поверхности так, что толщина Т пластины по существу постоянна по всей ее поверхности. При этом чередующиеся выступы 3, 5 и впадины 4, 6 как в продольном, так и в поперечном сечениях пластины 1 образуют гладкую зигзагообразную кривую с одинаковыми периодом и амплитудой. Предпочтительно эта кривая является синусоидой.
Таким образом, несущая поверхность образца представляет собой не плоскость, а имеет сложную форму, состоящую из одинаковых выпуклостей синусоидальной формы, которые расположены в узлах периодической решетки с квадратной ячейкой. Геометрия поверхности является результатом сложения двух взаимно перпендикулярных синусоидальных волн с одинаковыми амплитудами и периодами.
Форма поверхности прокладки может быть определена из условия:
, гдe:
X, Y и Z - координаты точек пластины;
А - высота выступов;
П - расстояние между ближайшими выступами;
Т - толщина пластины.
Таким образом, форма несущего слоя прокладки не имеет резких переходов, углов, перепадов, изломов и прочих причин для возникновения точек концентрации напряжения, что способствует повышению надежности и долговечности прокладки.
Подрельсовая прокладка изготавливается из термоэластопласта литьем под давлением.
Однородность формы несущего слоя прокладки, отсутствие острых углов в любом сечении и равность площади сечения пластины любой перпендикулярной плоскостью способствуют при изготовлении прокладки плавному течению расплавленного полимера во время инжекции, равномерному заполнению всей формы, исключают вероятность возникновения дефектов, связанных с завихрениями расплава.
Поверхность несущего слоя образца не имеет мест возможного запирания воздуха во время инжекции материала и исключает вероятность появления дефектов, связанных с этим явлением.
Поверхность прокладки не имеет стенок, перпендикулярных линии разъема пресс-формы которые могли бы привести к возникновению сложностей при извлечении готового изделия. Это позволяет значительно упростить конструкцию пресс-формы за счет исключения из нее системы выталкивателей.
Подрельсовая прокладка устанавливается между подошвой рельса и основанием (шпалой). При прохождении подвижного состава эластичная Подрельсовая прокладка упруго деформируется, при этом происходит равномерное распределение нагрузки на весь объем материала. Упругие свойства используемых материалов позволяют работать материалу в области линейной деформации, что способствует лучшему поглощению вибрации и ударов и снижению шума Подрельсовая прокладка имеет больший ресурс в условиях предельных циклических нагрузок. Это благоприятно сказывается на долговечности всех деталей скрепления рельсов и всего верхнего строения пути.