ПРОКЛАДКА Российский патент 2006 года по МПК E01B9/68 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к элементам верхнего строения пути.

Известная подрельсовая прокладка, которая размещена между подошвой рельса и подрельсовой основой, представляет собой прямоугольный лист из упругого материала с параллельными опорными поверхностями, на двух противоположных сторонах которого выполнены вырезы, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии прокладки и служат для размещения крепежных элементов, которая выполнена из термопластичного полиуретана, на обеих опорных поверхностях подрельсовой части которой выполнены рифления, образующие которых в поперечном сечении прокладки имеют формы синусоиды, причем продольные координатные оси верхней и нижней образующей совпадают соответственно с верхней и нижней плоскостями двух противоположных гладких сторон прокладки, а следующая синусоидальная профильная поверхность второго ряда соединена с первым рядом смещением на четверть периода, при этом опорные поверхности подрельсовой части сформированы по длине последовательным чередованием четных и нечетных поперечных рядов синусоид с одинаковым периодом и амплитудой в них, где период выбран в пределах:

P=(6...7)h,

где Р - период синусоиды;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки,

а амплитуда связана следующим соотношением:

A=1/2h,

где А - амплитуда синусоиды;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки.

UA 49767 A, МПК 6 E 01 B 9/54, опубл. 16.09.02, Бюл. №9, 2002 р.)

Однако такое конструктивное исполнение обеих опорных поверхностей значительно уменьшает контактную плоскость прокладки с подошвой рельса и подрельсовой основой, что требует для предотвращения угона участка бесстыкового железнодорожного пути резкого увеличения усилия прижима рельса к опорной поверхности, а это приведет к увеличению динамических нагрузок на путь.

Ближайшей по функциональному назначению и конструктивному исполнению является прокладка для размещения ее между рельсом и подрельсовой основой, которая включает множество цилиндрических углублений в середину прокладки. Прокладка выполнена из эластомерного материала. Цилиндрические углубления могут включать ярусную структуру, часть которых находится параллельно хотя бы с одним из цилиндрических углублений, размещенных на противоположной стороне прокладки. Цилиндрические углубления переводят вертикальные нагрузки в силу смещения, которое распределяется по прокладке. Деформация прокладки благодаря смещению вызывает горизонтальные перемещения или эффект царапания прокладки об подрельсовую основу, что увеличивает срок службы прокладок и позволяет распределять нагрузку за счет смещения (Патент США №6481637, кл. ИПС Е 01 В 19/00, кл. ЕС Е 01 В 9/68, опубл. 2002 - 11-19).

Однако такое конструктивное исполнение прокладки с цилиндрическими углублениями не позволяет ей в полной мере работать на сжатие и изгиб, так как образующие в поперечном сечении прокладки имеют форму синусоиды, а следовательно частично остались "островки" с толщиной прокладки, которые начинают соответственно деформироваться в "блинчик", тогда прокладки надо заменить, так как они уже не поглощают энергию проезжающих поездов. Их динамические свойства и предотвращение угона участка бесстыкового пути, даже новых, очень сильно зависят от температуры окружающей среды.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования конструкции прокладки за счет новой геометрии исполнения опорных поверхностей в подрельсовой части прокладки рифлением, выполненным в виде треугольников, соединенных синусоид и синусоид со смещенными осями, заданным периодом и амплитудой, чем обеспечивается необходимая жесткость в условиях контакта выступов опорных площадок с подрельсовой основой и шпалой и за счет этого повышаются динамические свойства и предотвращение угона участка бесстыкового пути независимо от температуры окружающей среды.

Технический результат заключается в оптимизации площади контакта прокладки с подошвой рельса и подрельсовой основой, которая работает на сжатие и изгиб. Достижение этого в подкладке, которая представляет прямоугольный лист из упругого материала с параллельными опорными поверхностями, на двух противоположных сторонах которого выполнены зацепы, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии прокладки и служат для размещения крепежных элементов, согласно изобретению на обеих опорных поверхностях подрельсовой части которой выполнены рифления в виде треугольников, образующие которых в поперечном сечении прокладки под некоторым углом (например, 30°), имеют форму синусоиды, причем продольные координатные оси верхней и нижней образующей совпадают соответственно с верхней и нижней плоскостями двух противоположных гладких сторон прокладки, а следующая синусоидальная профильная поверхность второго ряда соединена с первым рядом со смещением на четверть периода, при этом опорные поверхности подрельсовой части сформированы по длине последовательным чередованием четных и нечетных поперечных рядов синусоид с одинаковым периодом и последовательным чередованием на четверть периода синусоид со смещенными осями на величину "а", где период выбран в пределах:

P=(4...6)h,

где Р - период синусоиды;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки;

а амплитуда связана следующими соотношениями:

A=(0,5...0,6)h;

где А - амплитуда;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки.

Смещение оси синусоиды "а", равное величине среза вершины синусоиды, является определяющей величиной площади треугольника на образующей прокладки:

а=(0,2...0,5)h,

где h - высота противоположных гладких сторон прокладки.

Новая геометрия и размеры прокладки разрешают работать ей на сжатие и изгиб, что приводит к улучшению их динамических свойств, увеличение сопротивления угона участка бесстыкового пути, обеспечивает необходимую жесткость в условиях контакта обеих опорных поверхностей в разных температурных условиях окружающей среды и надежность.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где:

на фиг.1 показан общий вид прокладки;

на фиг.2 - вид сверху;

на фиг.3 - вид сбоку;

на фиг.4 - сноска А фиг.2;

на фиг.5 - разрез Б-Б фиг.4.

Прокладка представляет собой прямоугольный лист 1 (фиг.1, 2) из упругого материала с параллельными опорными поверхностями. На противоположных сторонах 2 и 3 прокладки 1 выполнены зацепы 4 за анкера железобетонных шпал (не указаны). На обеих опорных поверхностях подрельсовой части прокладки выполнены рифления 5 в виде треугольников, а боковые противоположные стороны 6 с зацепами 4 выполнены гладкими. В поперечном сечении под некоторым углом (например, 30°) рифление 5 выполнено в виде синусоиды 7 (фиг.3), верхней образующей и 8 нижней, расположенными таким образом, что продольные координатные оси 9 и 10 каждой образующей совпадают с верхней и нижней плоскостями гладких боковых сторон 2 и 3. Следующая синусоидальная продольная поверхность 11 второго ряда соединена с первым рядом со смещением на четверть периода.

Опорные поверхности подрельсовой части сформированы по длине прокладки последовательным чередованием четных и нечетных поперечных рядов синусоид с одинаковым периодом и смещенными осями на величину "а", при этом период выбран в пределах:

P=(4...6)h,

где Р - период синусоиды;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки;

а амплитуда связана следующими соотношениями:

A=(0,5...0,6)h;

где А - амплитуда;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки.

Смещение оси синусоиды "а", равное величине среза вершины синусоиды, является определяющей величиной площади треугольника на прокладке:

а=(0,2...0,5) h;

где h - высота противоположных гладких сторон прокладки.

Прокладка работает таким образом.

При движении подвижного состава прокладка 1, кроме предварительного статического сжатия противоположными скреплениями рельса, находится под воздействием динамической нагрузки, периодичность прикладывания которой равняется частоте прохода колес подвижного состава над шпалами. При оптимальном объединении свойств полимерного материала, его твердости и конструктивного исполнения рифленых опорных поверхностей прокладка в условиях равномерной ограниченной нагрузки деформируется в процессе работы на сжатие и изгиб и имеет свойство быстро возобновлять начальную геометрическую форму и сохранять свои характеристики после многоразового прикладывания динамической нагрузки. При сжатии прокладки они не деформируются в "блин" и поглощают энергию проезжающих поездов и предотвращают угон участков бесстыкового пути. Приведенные в описании аналитические зависимости разрешают выбрать геометрические параметры рабочих поверхностей прокладок для обеспечения необходимых технических характеристик в их соотношениях.

Применение новых прокладок существенно повысит надежность и долговечность элементов промежуточных рельсовых скреплений и подвижного состава за счет снижения их напряженного состояния. Способствует шумопоглащению, а также обеспечивает продолжительное противостояние износу.

Изготовление и апробирование экспериментальных прокладок подтвердило их вышеупомянутые положительные характеристики.

Изобретение относится к шпалоподбивочным машинам, осуществляющим уплотнение балласта железнодорожного пути. Прокладка размещена между подошвой рельса и подрельсовой основой и представляет собой прямоугольный лист из упругого материала с параллельными опорными поверхностями, на двух противоположных сторонах которого выполнены вырезы, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии прокладки и служат для размещения крепежных элементов. На обеих опорных поверхностях подрельсовой части выполнены рифления в виде треугольников, образующие которых в поперечном сечении прокладки имеют форму синусоиды. Опорные поверхности подрельсовой части сформированы по длине последовательным чередованием четных и нечетных поперечных рядов синусоид с одинаковым периодом и последовательным чередованием на четверть периода синусоид со смещенными осями на величину "а". При этом смещение оси синусоиды "а", равное величине среза вершины синусоиды, является определяющей величиной площади треугольника на образующей прокладки. Технический результат изобретения заключается в оптимизации площади контакта прокладки с подошвой рельса и подрельсовой основой, которая работает на сжатие и изгиб. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Прокладка, размещенная между подошвой рельса и подрельсовой основой, представляющая собой прямоугольный лист из упругого материала с параллельными опорными поверхностями, на двух противоположных сторонах которого выполнены вырезы, оси симметрии которых совпадают с осью симметрии прокладки и служат для размещения крепежных элементов, отличающаяся тем, что на обеих опорных поверхностях подрельсовой части выполнены рифления в виде треугольников, образующие которых в поперечном сечении прокладки имеют форму синусоиды, при этом опорные поверхности подрельсовой части сформированы по длине последовательным чередованием четных и нечетных поперечных рядов синусоид с одинаковым периодом и последовательным чередованием на четверть периода синусоид со смещенными осями на величину "а", где период выбран в пределах

P=(4...6)h,

где Р - период синусоиды;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки;

а амплитуда связана следующими соотношениями:

A=(0,5...0,6)h,

где А - амплитуда;

h - высота противоположных гладких сторон прокладки,

при этом смещение оси синусоиды "а", равное величине среза вершины синусоиды, является определяющей величиной площади треугольника на образующей прокладки:

a=(0,2...0,5)h,

где h - высота противоположных гладких сторон прокладки.