Подрельсовая прокладка Российский патент 2022 года по МПК E01B9/68 

Изобретение относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пути, к элементам рельсового скрепления, а именно к прокладкам, укладываемым между шпалой и подошвой рельса.

Известна подрельсовая прокладка-амортизатор, выполненная в виде упругого элемента с боковыми кромками, имеющего на внешней своей поверхности чередующиеся пазы и выступы, отличающаяся тем, что в ней пазы выполнены равными и/или разновеликими шириной 0,5-20,0 мм и глубиной 0,5-8,0 мм (RU №52 860, МПК Е01В 9/00, опубл. 27.04.2006).

Недостатком известного технического решения является недостаточная надежность прокладки, обусловленная отсутствием параметров разновеликости пазов, что не позволяет создать надежную подрельсовую прокладку с должным теплоотведением и распределением напряжений. А также при серийном производстве железобетонных шпал подрельсовые площадки имеют большой допуск по ширине, по этой причине боковые кромки не позволяют правильно установить прокладку в монтажную позицию, что приводит к разуклонке рельса.

Наиболее близким техническим решением является амортизирующая подрельсовая прокладка, включающая прямоугольную пластину с равномерно расположенными канавками (в настоящей заявке технологические выемки) трапецеидальной формы на верхней и нижней поверхностях меньшим основанием внутрь и двумя опорными буртиками снизу на противоположных краях пластины, отличающаяся тем, что она имеет четыре выступающих ребра, каждое из которых расположено по торцам пластины заподлицо с нижней поверхностью и выполнено в виде прямоугольного треугольника со скошенным наружным углом, при этом расстояние между опорными буртиками составляет 174 мм, причем угол между наклонными сторонами канавок трапецеидальной формы составляет 25°, а число канавок - 15 (RU №107 163, МПК E01B 9/68, опубл. 10.08.2011).

Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная надежность прокладки, вызванная равномерным расположением технологических выемок прокладки. Данное расположение не обеспечивает должное отведение тепла от центральной части прокладки к краевым частям, возникающего на прокладке во время прохождения поезда по рельсам, что дополнительно сопровождается отсутствием параметров расположения технологических выемок и их соотношений с выступами по всей прокладке для создания дополнительного усилия в местах, где это необходимо. Следствием является возникновение либо перегрева прокладки, либо точеное скопление напряжений и досрочное разрушение прокладки, что в последствие может привести к выходу из строя узла рельсового скрепления.

Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является создание надежной подрельсовой прокладки узла рельсового скрепления, в которой определено расположение технологических выемок и выступов по их параметрам ширины для отведения тепла от центральной части прокладки и распределения напряжений для обеспечения жесткости и возможности более долгой эксплуатации прокладки.

Технический результат заявляемой изобретения заключается в повышении надежности подрельсовой прокладки.

Указанный технический результат достигается тем, что подрельсовая прокладка, включает пластину, содержащую технологические выемки и выступы, расположенные на верхней и нижней поверхностях пластины, буртики, а также ребра, согласно изобретения ширина технологических выемок в центральной части пластины от 20% до 80% больше ширины технологических выемок в крайних частях пластины, отношение ширины технологической выемки к технологическому выступу в центральной части находится в диапазоне 1,1-1,5, а отношение ширины не менее 65% технологических выступов к ширине технологических выемок в крайней части пластины находится в диапазоне 1,5-2,3, при этом на верхней и нижней поверхностях в центральной части пластины ориентированный поперек выступов пластины расположен буртик, связывающий все технологические выступы пластины, выполненный высотой h.

Буртик может быть выполнен высотой h, находящейся в диапазоне 0,2-0,8 мм.

Буртик может быть выполнен цельным.

Буртик может быть выполнен составным.

Ширина технологической выемки в центральной части пластины может находится в диапазоне 4-8 мм.

Ширина технологического выступа в центральной части пластины может находиться в диапазоне 3-6 мм.

Ширина технологического выступа в крайней части пластины может находиться в диапазоне 4-8 мм.

Ширина пластины может находиться в диапазоне 134-150 мм.

Длина пластины может находиться в диапазоне 165-205 мм.

Прокладка может быть оснащена четырьмя выступающими ребрами.

Ребра прокладки могут быть расположены по торцам пластины.

Ребро может быть выполнено на одном уровне с нижней поверхностью пластины.

Ребро может быть выполнено на расстоянии от нижней поверхности пластины.

На верхней и нижней поверхностях пластины может быть выполнено 7-17 выступов.

На верхней и нижней поверхностях пластины может быть выполнено 6-16 технологических выемок.

Технологический выступ может быть выполнен высотой от 0,5 до 3 мм.

Прокладка может быть выполнена из термопластичного полиуретана.

Прокладка может быть выполнена из композиций на основе термопластичного полиуретана.

Пластина может иметь в целом прямоугольную конфигурацию.

Пластина может иметь в целом трапециевидную конфигурацию.

Технологические выемки и выступы, а также ребра могут иметь форму приближенную к трапеции.

Технологические выемки и выступы, а также ребра могут иметь форму приближенную к прямоугольнику.

Предложенное изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 - подрельсовая прокладка, вид сверху; на фиг. 2 - подрельсовая прокладка, вид снизу; на фиг. 3 - подрельсовая прокладка, вид сбоку; на фиг. 4 - подрельсовая прокладка, вид в разрезе; на фиг. 5 - подрельсовая прокладка в изометрии.

Подрельсовая прокладка, включает пластину 1, на верхней поверхности 1.1 и нижней поверхности 1.2 которой выполнены технологические выемки 2 и выступы 3, а также буртики 4, по торцам пластины выполнены четыре выступающих ребра 5.

Подрельсовая прокладка предназначена для распределения усилий и снижения вибраций передаваемых от подвижного состава на подрельсовые опоры и может быть выполнена, например, из термопластичного полиуретана или композиций на основе. С учетом места установки прокладки в узле рельсового скрепления и необходимом контакте с сопутствующими элементами узла пластина 1 прокладки может иметь в целом прямоугольную или трапециевидную конфигурацию. Ровно как и технологические выемки 2, технологические выступы 3 и ребра 5 могут имеют форму приближенную к трапеции или форму приближенную к прямоугольнику.

В зависимости от конструктивных особенностей узла, в котором применяется прокладка, габаритные размеры пластины 1 прокладки могут изменяться, например, ее ширина может находится в диапазоне 134-150 мм, а длина в диапазоне 165-205 мм.

Технологические выемки 2 и выступы 3 предназначены для обеспечения жесткости прокладки в процессе эксплуатации, а также для отведения и распределения тепла от центральной части к краевым частям прокладки, так как во время прохождения длинного состава происходит нагрев прокладки и важно, чтобы он не был сконцентрирован в одном месте, а распределялся. При этом необходимо избежать скопления напряжений во избежание излома прокладки во время нагрузок, поэтому за распределение напряжений и жесткость отвечают выступы 3, а за отведение и тепла выемки 2, поэтому важно соблюдать баланс между ними во время распределения тепла и напряжений по верхней 1.1 и нижней 1.2 поверхностям пластины 1.

В связи с этим ширина технологических выемок 2 в центральной части пластины 1 от 20% до 80% больше ширины технологических выемок 2 в крайних частях пластины 1, отношение ширины технологической выемки 2 к технологическому выступу 3 в центральной части пластины 1 находится в диапазоне 1,1-1,5, а отношение ширины не менее 65% технологических выступов 3 к ширине технологических выемок 2 в крайней части пластины находится в диапазоне 1,5-2,3. Указанными параметрами обеспечивается баланс между должным теплоотведением и распределением напряжений пластины 1, так как основной тепловой нагрев во время эксплуатации приходится на центральную часть пластины 1, в связи с чем в центральной части необходимо преобладание выемок 2, а основная часть напряжений сконцентрирована в крайних частях пластины, поэтому жесткость пластины 1 должна быть компенсирована, чем обусловлено преобладание выступов 3 над выемками 2 в краевых частях пластины 1, что позволило создать более надежную и стойкую в эксплуатации прокладку для узла рельсового скрепления.

Выполнение менее 20% выемок 2 в центральной части пластины 1 больше ширины выемок 2 в крайних частях пластины 1, отношения ширины технологической выемки 2 к технологическому выступу 3 в центральной части пластины 1 менее 1,1 и отношения ширины более 65% технологических выступов 3 к ширине технологических выемок 2 в крайней части пластины 1 более 2.3 приведет к перегреву пластины 1, образовании на ней трещин и к выходу из строя прокладки. А выполнение более 80% выемок 2 в центральной части пластины 1 больше ширины выемок 2 в крайних частях пластины 1, отношения ширины технологической выемки 2 к технологическому выступу 3 в центральной части пластины 1 более 1,5 и отношения ширины менее 65% технологических выступов 3 к ширине технологических выемок 2 в крайней части пластины 1 менее 1.5 не позволит обеспечить достаточную жесткость пластины 1 прокладки, что может привести к образованию на ней усталостных трещин и непригодности к эксплуатации.

На верхней 1.1 и на нижней 1.2 поверхностях пластины 1 может быть выполнено 7-17 выступов 3 и 6-16 технологических выемок 2, причем количество выемок 2 и выступов 3 на верхней 1.1 и на нижней 1.2 поверхностях пластины 1 может разниться, например, может быть выполнено на верхней 1.1 или на нижней 1.2 поверхностях на один выступ 3 больше, чем выемок 2 на той же поверхности 1.1 или 1.2.

Технологический выступ 3 может быть выполнен высотой от 0,5 до 3 мм, а его ширина в крайней части пластины находится в диапазоне 4-8 мм.

При этом рекомендовано ширину технологической выемки 2 в центральной части пластины 1 выполнять в диапазоне 4-8 мм, а ширину технологического выступа в центральной части пластины 1 в диапазоне 3-6 мм, так как данные параметры положительно отражаются надежности прокладки.

На верхней 1.1 и нижней 1.2 поверхностях в центральной части пластины 1 расположен буртик 4, ориентированный поперек выступов 3 пластины 1. Буртик 4 выполняет объединяющую функцию и связывает все выступы 3 пластины 1 на верхней 1.1 и на нижней 1.2 поверхностях, то есть своего рода выступает в роли хребтового элемента для выступов 3. В связи с эти важным фактором является и высота связи буртика 4 с выступами 3, то есть буртик 4 должен быть выполнен высотой h, способной обеспечивать надежную связь между выступами 3 пластины.

Рекомендованный диапазон высоты h буртика 4 пластины 1 может находиться в диапазоне 0,2-0,8 мм, так как выполнять буртик 4 высоты h менее 0,2 не имеет смысла и не позволит должным образом связать выступы 3, а более 0,8 мм не повысит надежности связи, а только увеличит количество применяемого материала.

При прохождении железнодорожного состава по узлу рельсового скрепления, в котором применяется прокладка, на выступах 3 концентрируются напряжения, а применение буртика 4 высоты h в центральной части пластины обеспечивает их равномерное распределение между выступами 3, что необходимо для создания жесткой основы пластины 1, способной к долгой эксплуатации.

В настоящей заявке под буртиком 4 понимается часть пластины 1, ориентированная поперек выступов 3 пластины 1, при этом в данном случае понимается, что буртик 4 может быть цельным и охватывать, как верхнюю 1.1, так и нижнюю 1.2 поверхности в центральной части пластины 1, а также может быть составным, где одной частью охватывается верхняя поверхность 1.1 пластины 1, а другой нижняя поверхность 1.2 пластины, при этом должно быть обеспечено объединение всех выступов 3 на верхней поверхности 1.1 пластины 1 между собой и всех выступов 3 на нижней поверхности 1.2 пластины 1 между собой.

Ребра 5 являются важным элементом при создании надежной прокладки, так как наличие четырех выступающих ребер 5, каждое из которых расположено по торцам пластины, позволяет закрепить прокладку на шпале за элементы рельсового скрепления, а именно за анкер рельсового скрепления, который замоноличен в шпале. При этом применяя в прокладке ребра мы повышаем степень надежности.

Ребро 5 может быть выполнено на одном уровне с нижней поверхностью 1.2 пластины 1, а может находится на расстоянии от него.

Следует понимать, что приведенное выше описание является только предпочтительным вариантом осуществления настоящей заявки, чтобы специалисты в данной области техники могли понять или реализовать настоящую заявку. Различные модификации этих вариантов осуществления будут легко очевидны специалистам в данной области техники, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут быть применены к другим вариантам осуществления, не отходя от сути или объема применения, включая, но не ограничиваясь различными отклонениями от размеров и форм. Таким образом, настоящая заявка не предназначена для ограничения вариантами осуществления, указанными в настоящем описании, но должна быть предоставлена максимально широкий объем, соответствующий принципам и новым признакам, раскрытым в настоящем документе.

Примером реализации может служить подрельсовая прокладка, которая включает четыре выступающих ребра, каждое из которых расположено по торцам пластины, которая в целом имеет прямоугольную конфигурацию, содержит технологические выемки, технологические выступы и буртики и выполнена из термопластичного полиуретана. Ширина пластины - 136 мм, а длина - 170 мм. На верхней и нижней поверхностях в центральной части пластины расположен буртик, ориентированный поперек выступов пластины и связывающий все технологические выступы пластины, буртик выполнен высотой h=0.35 мм. Ширина технологических выемок в центральной части пластины на 63 % больше ширины технологических выемок в крайних частях пластины, отношение ширины технологической выемки к технологическому выступу в центральной части равно 1,17, а отношение ширины 100% технологических выступов к ширине технологических выемок в крайней части пластины 1,59.

Примером может также служить подрельсовая прокладка, описанная выше, но имеет ширину 160 мм, а длину 200 мм, за исключением следующих параметров буртик выполнен высотой h=0,75 мм, ширина технологических выемок в центральной части пластины на 32% больше ширины технологических выемок в крайних частях пластины, отношение ширины технологической выемки к технологическому выступу в центральной части равно 1,38, а отношение ширины 86% технологических выступов к ширине технологических выемок в крайней части пластины 2,21.

По сравнению с известными техническими решениями предлагаемое заявленными существенными признаками позволяет добиться баланса между теплоотведением и жесткостью за счет применения заявленных параметров при распределении выемок и выступов, а также объединения последних с помощью буртиков, тем самым обеспечив более долгий срок эксплуатации подрельсовой прокладки в узле рельсового скрепления.

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, в частности к подрельсовым прокладкам. На верхней и нижней поверхностях прокладки с буртиками расположены технологические выемки, выступы и ребра. Ширина выемок в центральной части от 20 до 80% больше ширины выемок в крайних частях пластины. Отношение ширины выемки к ширине выступа в центральной части выполнено в диапазоне 1,1-1,5. Отношение ширины не менее 65% выступов к ширине выемок в крайней части пластины выполнено в диапазоне 1,5-2,3. На верхней и нижней поверхностях центральной части прокладки расположен буртик. Буртик ориентирован поперек пластины и связывает все выступы прокладки. Повышается надежность прокладки. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Подрельсовая прокладка, включающая пластину, содержащую технологические выемки и выступы, расположенные на верхней и нижней поверхностях пластины, буртики, а также ребра, отличающаяся тем, что ширина технологических выемок в центральной части пластины от 20% до 80% больше ширины технологических выемок в крайних частях пластины, отношение ширины технологической выемки к технологическому выступу в центральной части находится в диапазоне 1,1-1,5, а отношение ширины не менее 65% технологических выступов к ширине технологических выемок в крайней части пластины находится в диапазоне 1,5-2,3, при этом на верхней и нижней поверхностях в центральной части пластины ориентированный поперек выступов пластины расположен буртик, связывающий все технологические выступы пластины, выполненный высотой h.

2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что буртик выполнен высотой h, находящейся в диапазоне 0,2-0,8 мм.

3. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что ширина технологической выемки в центральной части пластины находится в диапазоне 4-8 мм.

4. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что ширина технологического выступа в крайней части пластины находится в диапазоне 4-8 мм.

5. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что ребро выполнено на одном уровне с нижней поверхностью пластины.

6. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что ребро выполнено на расстоянии от нижней поверхности пластины.

7. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что прокладка выполнена из термопластичного полиуретана.

8. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что прокладка выполнена из композиций на основе термопластичного полиуретана.

9. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что буртик выполнен цельным.

10. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что буртик выполнен составным.