Результат интеллектуальной деятельности: Подрельсовая прокладка

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути на щебеночном основании и используется в качестве подрельсовой прокладки, устанавливаемой между подошвой рельса и подрельсовым основанием.

Известна подрельсовая нашпальная прокладка-амортизатор, содержащая несколько горизонтально расположенных слоев, образованных из разных материалов: основа выполнена из мягкой резины, верхняя часть и основание армированы прорезиненными тканевыми слоями, два крайних, противоположно расположенных тканевых слоя по обе стороны прокладки обрезинены смесью с добавкой порошкообразного сверхвысокомолекулярного полиэтилена. (Патент RU №2378439 С1, МПК Е01В 9/68, Е01В 9/54, опубл. 10.01.2010, бюл. №1).

Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности снижения динамической циклической нагрузки на упругое рельсовое скрепление с целью увеличения его усталостной долговечности.

Известна подрельсовая прокладка из многослойного упругого материала, включающая слои резины прямоугольной формы с кордом и рифлением по верхней поверхности резины в виде продольных и поперечных канавок со смещением относительно друг друга, причем верхние слои резины содержат корд из металлической проволоки, направление которой в смежных слоях выполнено под углом друг к другу, нижние слои прокладки содержат корд из текстиля с параллельным расположением нитей, а с торцов прокладки между верхними и нижними слоями резины введены элементы треугольной формы с увеличением сечения по направлению к торцу, причем слои резины выполнены симметрично изогнутыми от середины к краям. (Патент RU №2615606 С1, МПК Е01В 9/68, опубл. 05.04.2017, бюл. №10).

Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности снижения динамической циклической нагрузки на упругое рельсовое скрепление с целью увеличения его усталостной долговечности.

Известна подрельсовая амортизирующая прокладка, имеющая разную по своей поверхности жесткость, принятая за прототип, выполненная из эластичного материала и содержащая на верхней поверхности рифления в виде канавок, причем канавки имеют U-образную форму и расположены с двух сторон симметрично. Для сглаживания неравномерности, обусловленной невозможностью укладки шпал на одном уровне, и достижения равноупругости пути прокладка имеет более низкие показатели жесткости при накатывании колеса на шпалу и более высокие показатели в зоне опирания клемм на рельсы, что уменьшит рабочий ход клемм скрепления и увеличит их усталостную долговечность. (Патент RU №193955 U1, МПК Е01В 9/68, опубл. 21.11.2019, бюл. №33).

Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности снижения динамической циклической нагрузки на упругое рельсовое скрепление с целью увеличения его усталостной долговечности из-за равномерного распределения нагрузки от подошвы рельса на прокладку, что исключает целесообразность применения разной по поверхности прокладки жесткости.

Техническим результатом настоящего изобретения является конструкция подрельсовой прокладки, обеспечивающая возможность снижения динамической циклической нагрузки на упругое рельсовое скрепление с целью увеличения его усталостной долговечности.

Указанный технический результат достигается тем, что подрельсовая прокладка, состоящая из слоев упругого материала разной жесткости, выполнена из двух слоев, причем верхний слой выполнен цельным из упругого материала меньшей жесткости, а нижний слой выполнен из упругого материала большей жесткости и в нижнем слое выполнены сквозные отверстия для их заполнения упругим материалом секторов верхнего слоя при увеличении нагрузки на рельс.

На фиг. 1 схематично изображена подрельсовая прокладка под нагрузкой P₁ от колесной пары пассажирского вагона.

На фиг. 2 схематично изображена подрельсовая прокладка под нагрузкой Р₂ от колесной пары груженого грузового вагона.

На фиг. 3 представлен график изменения амплитуды вертикального перемещения рельсового скрепления.

Подрельсовая прокладка состоит из слоев упругого материала разной жесткости, выполнена из двух слоев, причем верхний слой 1 выполнен цельным из упругого материала меньшей жесткости, а нижний слой 2 выполнен из упругого материала большей жесткости и в нижнем слое 2 выполнены сквозные отверстия 3 для их заполнения упругим материалом секторов 4 верхнего слоя 1 при увеличении нагрузки на рельс.

На фиг. 3 цифрой 5 обозначен график изменения амплитуды вертикального перемещения рельсового скрепления (на фиг. не показано) со штатной подрельсовой прокладкой, цифрой 6 - с патентуемой подрельсовой прокладкой.

Подрельсовая прокладка работает следующим образом. При воздействии колеса колесной пары пассажирского вагона (на фиг. не показано) на рельс в месте установки подрельсовой прокладки напряжения верхнего слоя 1 распределены почти равномерно за счет его жесткости, и амплитуда А вертикального перемещения рельсового скрепления (на фиг. не показано) будет минимальна (отрезок 0-Б фиг. 3), а амплитуда А вертикального перемещения рельсового скрепления со штатной подрельсовой прокладкой при тех же условиях будет больше (отрезок 0-В фиг. 3). При воздействии колеса колесной пары груженого грузового вагона (на фиг. не показано) на рельс в месте установки подрельсовой прокладки наступает момент, когда напряжения верхнего слоя 1 вырастают до такого значения, когда верхний слой 1 секторами 4 будет продавливаться в сквозные отверстия 3 нижнего слоя 2. При этом жесткость верхнего слоя 1 подрельсовой прокладки снизится за счет исключения из процесса передачи вертикальной нагрузки от рельса на шпалу площадей секторов 4, а рельсовое скрепление будет работать с амплитудой А вертикальных перемещений, как и со штатными подрельсовыми прокладками (отрезок 0-Г фиг. 3).

Таким образом, амплитуда вертикального перемещения рельсового скрепления с патентуемой подрельсовой прокладкой минимальна при проходе пассажирского вагона и соответствует амплитуде вертикальных перемещений рельсовых скреплений с штатной подрельсовой прокладкой при проходе груженого грузового вагона.

Данная конструкция подрельсовой прокладки позволяет обеспечить возможность снижения динамической циклической нагрузки на упругое рельсовое скрепление с целью увеличения его усталостной долговечности.