Накладка рельсового стыкового изолирующего соединения Российский патент 2019 года по МПК E01B11/54 

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкции рельсовых изолирующих стыков и используется в рельсовых изолирующих стыках в качестве изолирующего крепежного элемента при соединении рельсов.

Известна накладка рельсового стыкового изолирующего соединения «многослойная деталь», содержащая стальную основу, стеклопластиковый электроизолирующий слой и стальную обечайку прилегающую к рельсу (Патент РФ №48329 от 10.10.2005).

Известна накладка рельсового стыкового изолирующего соединения «многослойная деталь», содержащая основу из стеклопластика с продольными металлическими пластинами, которые заформованы между слоями стеклопластика и расположены только в конечной части накладки (Патент РФ №2031004 от 20.03.1995).

Известна «накладка рельсового стыкового изолирующего соединения», которая принята в качестве ближайшего аналога изобретения, содержащая основу из стеклопластика с продольными металлическими пластинами, которые расположены по всей длине накладки между слоями стеклопластика (Патент №2061137 от 1996 г.). Данная известная накладка за счёт включения металла имеет увеличенную массу по сравнению с композитной накладкой, что увеличивает трудоемкость ее монтажа. Кроме того, чтобы сохранить изолирующие свойства, в крепежные отверстия накладки устанавливаются дополнительные изолирующие втулки, что повышает трудоемкость ее изготовления и удорожает конструкцию, удаленность металлических пластин от шейки рельса приводит к снижению магнитошунтирующих свойств накладки, что снижает надежность рельсового стыка.

Сущность изобретения: Многогослойная композитная деталь состоит из стеклопластика (базальтапластика), в котором в продольном направлении вформован высокопрочный (арамидный) композитный материал и со стороны шейки рельса приформована или приклееена магнитошунтирующая композитная изолирующая пластина, перекрывающая два внутренних отверстия накладки.

Целью изобретения является повышение прочностных характеристик накладки, со снижением весовых характеристик, повышение жесткости и усталостной долговечности, снижение трудоемкости изготовления накладки – (нет дополнительных металлических пластин, изолирующих втулок), снижение намагниченности стыка рельса за счет установки магнитопроводящей композитной изолирующей накладки со стороны шейки рельса, которая перекрывает два центральных отверстия, что повышает эксплуатационную надежность стыка.

Технический результат – уменьшение веса при одновременном повышении прочности, жесткости, усталостной долговечности и снижении намагниченности рельса, снижение трудоемкости изготовления.

Технический результат достигается тем, что накладка рельсового стыкового изолирующего соединения содержит основу из композиционного материала с дополнительными продольными включениями. При этом в качестве основного композиционного материала используется стеклопластик или базальтопластик, а продольные включения выполнены из высокопрочного арамидного композитного материала, в формованного в основу послойно. Кроме того со стороны шейки рельса приформован или приклеен магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент, перекрывающий два внутренних центральных болтовых отверстия накладки.

Процент в формованного в основу высокопрочного арамидного композитного материала варьируется в пределах (5.. 50)% от основы.

Магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент по размерам толщина/ширина/длина варьируется в пределах (2…5)мм/(40…100)мм/(250…400)мм и перекрывает два центральных болтовых отверстия.

Заявленное техническое решение поясняется фиг.1-3.

На фиг.1 показана накладка рельсового стыкового изолирующего соединения. Общий вид сбоку;

на фиг.2 – сечение по А-А фиг.1;

на фиг.3 – разрез фиг.1 вид сверху.

Позициями на фигурах 1-3 обозначены следующие элементы:

1 – изолирующая накладка - основа;

2 – высокопрочные арамидные волокна (высокопрочный арамидный композитный материал);

3 – магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент;

4 – соосные отверстия;

5 – крепеж в сборе:

6 – рельс.

Накладка рельсового стыкового изолирующего соединения содержит основу - поз. 1 из стеклопластика или базальтопластика с продольными высокопрочным арамидными волокнами - поз. 2, заформованными на всю длину накладки. Манитошунтирующий композитный изолирующий элемент выполнен по существу в виде плоской пластины - поз.3, которая приформована к основе поз.1.

В основе поз.1, в высокопрочных арамидных волокнах поз. 2 и магнитошунтирующем композитном изолирующем элементе поз. 3 выполнены соосные сквозные отверстия поз.4 под крепежные элементы. В отверстиях поз.4 установлен крепеж поз. 5.

Оптимальное соотношение в стеклопластиковой или базальтопластиковой основе высокопрочных арамидных волокон в пределах 5…50 %, а размеры магнитошунтирующего композитного изолирующего элемента предпочтительно должны лежать в следующих габаритах: толщина - (2…5) мм., ширина - (40…100) мм., а длина (250…400) мм.

Заявляемую изолирующую накладку изготавливают следующим образом.

Одновременно с основным материалом стеклопластика или базальтопластика пропитываются связующим высокопрочные арамидные волокна (типа Жгут СВМ-ЖСВМ-58.8Х17-100 или другие аналоги) и в виде препрега укладываются в формы и в прессе формуются при температуре и давлении. При этом к полученной накладке со стороны шейки рельса приформовывается или приклеивается заранее отформованный магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент, выполненный из магнитошунтирующего магнитодиэлектрического композитного материала (типа связующее + порошок железный распыленный (ПЖР)). В результате чего получается накладка изолирующая, которая потом магнитошунтирующим композитным изолирующим элементом плотно контактирует с рельсом. За счет минимального зазора между рельсом и магнитошунтирующим композитным изолирующим элементом снижается намагниченность стыка, что повышает надежность стыка.

Таким образом, благодаря вышеописанной конструкции накладка рельсового стыкового изолирующего соединения в сравнении с ближайшим аналогом более надежна и долговечна, так как включает в себя вместо металла однородные композиционное материалы, имеет меньший вес, снижает намагниченность стыков, так как магнитошунтирующий слой установлен вплотную к рельсу, снижает трудоемкость изготовления и сборки при сохранении ее основной изолирующей и прочностной функции.

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к конструкции рельсовых изолирующих стыков. Накладка рельсового стыкового изолирующего соединения содержит основу из композиционного материала с дополнительными продольными включениями. При этом в качестве композиционного материала используется стеклопластик или базальтопластик, а продольные включения выполнены из высокопрочного арамидного композитного материала, вформованного в основу послойно. Кроме того, со стороны шейки рельса на основу установлен магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент, перекрывающий два внутренних центральных болтовых отверстия накладки. В результате достигается уменьшение веса при одновременном повышении прочности, жесткости, усталостной долговечности накладки, уменьшается намагниченность рельса, снижается трудоемкость изготовления накладки. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Накладка рельсового стыкового изолирующего соединения, содержащая основу из композиционного материала с дополнительными продольными включениями, отличающаяся тем, что в качестве основного композиционного материала используется стеклопластик или базальтопластик, а продольные включения выполнены из высокопрочного арамидного композитного материала, вформованного в основу послойно, при этом к основе со стороны шейки рельса приформован или приклеен магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент, перекрывающий два внутренних центральных болтовых отверстия накладки.

2. Накладка по п. 1, отличающаяся тем, что процент вформованного в основу высокопрочного арамидного композитного материала варьируется в пределах (5.. 50)% от основы.

3. Накладка по п. 1, отличающаяся тем, что магнитошунтирующий композитный изолирующий элемент по размерам толщина/ширина/длина варьируется в пределах (2…5)мм/(40…100)мм/(250…400)мм и перекрывает два внутренних центральных болтовых отверстия накладки.