Результат интеллектуальной деятельности: ШПАЛА

Изобретение относится к области верхнего строения железнодорожного пути, а именно к устройствам подрельсового основания, и может быть использовано при прокладке или переукладке стационарных и временных железнодорожных путей. Предлагаемая конструкция шпалы рекомендуется к использованию в случае отсутствия рельсовых цепей (внедрение электрической системы счетчика осей и т.п.); в иных случаях необходимо предусматривать изопрокладки.

Известна деревометаллическая шпала, содержащая деревянные бруски. Опорная часть шпалы под рельс и рельсовую прокладку выполнена круглой, в виде двух цилиндрических брусков диаметром не менее 400 мм, соединенных между собой металлическим стержнем диаметром не менее 30 мм.

Недостатком изобретения является снижение срока службы шпалы за счет вертикального растрескивания, в т.ч. из-за крепежа металлического стержня в теле шпалы, неустойчивость при эксплуатации под полной нагрузкой, а также гниение и разрушение брусков климатическим воздействием [1].

Известна шпала, состоящая из деревянного бруса, в котором по всей длине взаимно перпендикулярных направлений относительно волокон древесины выполнены отверстия с чередующимися выступами и выемками. Внутренняя полость отверстий заполнена отвердевающим материалом, обладающим свойством усадочных преобразований [2].

Недостатком этой шпалы является растрескивание отвердевающего материала под нагрузкой, разрушение шпалы и, вследствие этого, уширение колеи.

Известна металлическая шпала, состоящая из гнутого П-образного профиля, содержащая горизонтальную полку и боковые стенки, сопряженные друг с другом внутренними и наружными криволинейными поверхностями. Отношение ширины полки шпалы к высоте шпалы составляет 1,83-1,97 [3].

В связи с жесткостью и пустотелостью шпалы происходит ее разрушение подрельсовой подкладкой при эксплуатации пути.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является деревянная шпала, на концах которой установлены металлические элементы для предохранения от растрескивания. Каждый металлический элемент выполнен в виде ленты с зубьями на одном из торцов наибольшей протяженности боковых поверхностей и свернутой в овал, причем концы этой ленты имеют волнообразной формы профиль и размещены друг в друге на малом радиусе кривизны этого овала [4].

Недостатком этой шпалы является то, что овальные металлические элементы имеют локальное действие и не защищают от растрескивания и разрушения всю шпалу. Кроме того, под действием температурных колебаний эффект плотного охвата шпалы ослабевает.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение срока службы шпалы, стабилизация ширины колеи.

Указанный результат достигается тем, что шпала выполнена из деревянного бруса, на котором установлен металлический элемент. Металлический элемент выполнен в виде прямоугольной пластины, которая жестко укреплена на верхней грани бруса, на пластине укреплены подкладки под рельсы с соответствующими отверстиями под крепежные элементы, при этом ширина пластины не менее ширины подкладки, длина - не менее расстояния между внешними концами подкладок, а отношение высоты пластины к высоте шпалы составляет 0,020-0,035.

Указанная совокупность признаков в патентной и технической литературе не обнаружена, что позволяет предполагать ее соответствие критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На фиг.1 показан общий вид шпалы; на фиг.2 - вид сверху.

Шпала выполнена из деревянного бруса 1, на верхней грани которого укреплен металлический элемент. Металлический элемент выполнен в виде прямоугольной пластины 2, которая жестко укреплена, например посредством сварки, на верхней грани бруса 1. На пластине 2 укреплены подкладки 3 под рельсы 4, с соответствующими отверстиями 5 под крепежные элементы (не показаны). Для экономии металла пластину 2 изготавливают меньшего по площади размера, чем верхняя грань бруса 1. Ширина пластины 2 не менее ширины подкладки 3, длина - не менее расстояния между внешними концами подкладок. Оптимальное отношение высоты пластины 2 к высоте бруса 1 составляет 0,020-0,035; меньшая высота снизит надежность пластины, возникнет возможность прогиба, большая нецелесообразна ввиду лишнего расхода металла.

Шпала работает следующим образом.

Сначала на расчетном расстоянии к пластине 2 жестко прикрепляют или приваривают подкладки 3 под рельсы 4, с соответствующими отверстиями 5 под крепежные элементы. Пластину 2 накладывают на брус 1 и скрепляют с ним крепежными элементами, например шурупами, через отверстия 5. Затем на подкладку 3 укладывают рельс 4 и закрепляют его стандартным способом.

Шпала предлагаемой конструкции придает пути высокую устойчивость: деревянный брус 1 обеспечивает упругость и большой коэффициент трения о балласт, а пластина 2 выполняет роль стяжки, обеспечивая неизменность взаимного положения рельсовых нитей. Шпала воспринимает давление от рельсов и передает его на балластный слой.

Проведенные промышленные испытания подтвердили, что указанная конструкция исключает недостатки, свойственные металлической шпале, резьбовым стяжкам, шпале с подкладкой на лафете.

Предлагаемая шпала снижает механическое повреждение деревянной части, в том числе и растрескивание, за счет распределения нагрузки, а также сохраняет постоянную ширину рельсовой колеи. По мере выхода из строя деревянного бруса, срок службы которого около 4-х лет, металлическую пластину используют повторно.

Источники информации

1. А.с. СССР № 1670021, кл. Е01В 3/10, 1991.

2. Патент РФ № 2262564, кл. Е01В 3/10, В27М 3/14, 2005.

3. Патент РФ № 2037004, кл. Е01В 3/24, 1995.

4. Патент РФ № 96102309, кл. Е01В 3/02, прототип.