Анкерное рельсовое скрепление

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Сенюк Вячеслав Анатольевич Сенюк Александр Анатольевич Сенюк Максим Анатольевич(72) Авторы Сенюк Вячеслав Анатольевич Сенюк Александр Анатольевич Сенюк Максим Анатольевич(73) Патентообладатели Сенюк Вячеслав Анатольевич Сенюк Александр Анатольевич Сенюк Максим Анатольевич(57) 1. Анкерное рельсовое скрепление, набор изолирующих элементов которого содержит изолятор, выполненный с облегающими подошву рельса полками и выступом, и амортизирующую подрельсовую прокладку, отличающееся тем, что изолятор выполнен в форме двухполочного элемента с горизонтальной и вертикальной полками, горизонтальная полка соединена с вертикальной полкой в средней части вертикальной полки, которая с противоположной стороны снабжена выступом для фиксирования положения изолятора относительно головки анкера, а обращенная к основанию рельса грань горизонтальной полки выполнена скошенной, амортизирующая подрельсовая прокладка расположена между головками анкера на подрельсовой части шпалы и выполнена с вырезами под головки анкера, а каждая из ее ориентированных вдоль рельса боковых поверхностей образована боковыми поверхностями, соответствующими боковой поверхности основания рельса, и боковыми поверхностями выреза, соответствующими боковым поверхностям головки анкера. 2. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что набор изолирующих элементов одного анкерного рельсового скрепления включает, по меньшей мере, одну амортизирующую подрельсовую прокладку и, по меньшей мере, два изолятора. 3. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что набор изолирующих элементов выполнен из полимерной основы. 60972010.04.30 4. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что в каждом анкерном рельсовом скреплении амортизирующая подрельсовая прокладка расположена на шпале между головками анкера, а два изолятора установлены друг против друга по обе стороны рельса и закреплены на головках анкера так, что приведены в контакт с основанием рельса. 5. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что сторона с выступом вертикальной полки изолятора содержит откосы, которые выполнены сечением плоскостями, повернутыми относительно ее вертикальной оси в противоположные стороны. 6. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что боковые поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки выполнены наклонными. 7. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что углы наклона боковых поверхностей амортизирующей подрельсовой прокладки отвечают углам наклона боковых сторон соответственных участков шпалы. 8. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что ширина амортизирующей подрельсовой прокладки в границах выреза соответствует ширине подошвы рельса в пределах допусков на сборку и изготовление. 9. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что на горизонтальной поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки выполнены выемки. 10. Анкерное рельсовое скрепление по п. 1, отличающееся тем, что на горизонтальной поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки выполнены выступы.(56) 1.2244777, МПК Е 01 В 9/30, 2004 (прототип). Полезная модель относится к элементам конструкции верхнего строения железнодорожного пути и предназначена для изолирования рельсов в процессе их прикрепления к железобетонным, полимербетонным или композитным шпалам, брусьям, плитам, блокам,лежням и другим подобным подрельсовым основаниям (далее - шпала). Она может найти применение и на высокоскоростных, в том числе магистральных, и на обычных железнодорожных линиях, на трамвайных линиях, в метрополитенах, в тоннелях, на подъездных путях промышленных предприятий и т.п. Верхнее строение пути формируют, скрепляя рельсы и шпалы. Для этого применяют анкерные устройства. Анкерное рельсовое скрепление содержит жестко установленный в шпале анкер с двумя головками, выступающими над ее поверхностью. Головка оборудована двумя кронштейнами, разнесенными вдоль рельса. На головку анкера надета пружинная клемма, предназначенная для прижатия рельса к шпале. Рельс должен быть изолирован от шпалы и всех элементов скрепления (детали анкера и клемма). В известном анкерном рельсовом скреплении изолирующие элементы содержат амортизирующую подрельсовую прокладку, расположенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы, а также каждая головка оборудована нарельсовой изолирующей прокладкой, выполненной в виде уголка, в средней части которого имеется выступ, размещенный между кронштейнами головки анкера. Каждая нарельсовая изолирующая прокладка имеет полки, толщина которых меньше расстояния между торцевой частью подошвы рельса и головкой анкера. Торцевая часть каждой полки уголка выполнена под углом, обеспечивающим контакт одного из ее ребер со шпалой в разгруженном состоянии и поворот уголка при сжатии подрельсовой прокладки под нагрузкой от подвижного состава. Амортизирующая прокладка выполнена с вертикальными боковыми поверхностями, расположенными вдоль рельса, а на подрельсовой поверхности имеет выемки, при этом ширина подрельсовой прокладки сверху и снизу одинакова и соответствует ширине низа подрельсовой площадки 1. 2 60972010.04.30 Недостатки конструкции обусловлены тем, что при высоких боковых нагрузках вертикальная полка нарельсовой изолирующей прокладки может постепенно сминаться. В этом случае подошва рельса смещается к внешней головке анкера, а около граней противоположной головки образуется зазор. Эти явления проявляются в криволинейных участках пути малого радиуса при боковых нагрузках. Возникают и перекос изолирующей прокладки с внутренней стороны колеи по внутреннему рельсу, и ее провал в углубление в шпале. Клемма, оказавшись полностью прижатой к головке анкера, больше давит не на нарельсовую полку, а на вертикальную полку и на выступ в средней части уголка. Это еще больше разворачивает нарельсовую прокладку и закусывает ее нарельсовую полку смещенной подошвой рельса. Если описанную неисправность своевременно не устранить заменой смятой нарельсовой прокладки, сдвиганием рельса и установкой нарельсовых прокладок в правильное положение, то возможны излом закушенной полки нарельсовой прокладки и высвобождение подошвы рельса из зацепления с клеммой. Для исключения заклинивания анкеров в прототипе подрельсовую площадку шпалы выполнили с углублением и с наклонными боковыми поверхностями, а боковую поверхность амортизирующей подрельсовой прокладки - без наклона. Это ведет к ухудшению работы скрепления, когда подрельсовая площадка выполнена с подуклоном, т.е. рельс опирается под наклоном. Площадь катания колеса по рельсу смещена внутрь колеи, поэтому нависающий край подошвы рельса более интенсивно изнашивает один из краев прокладки. Приложение боковых нагрузок в кривых участках пути изнашивает противоположный край прокладки. К тому же между боковыми поверхностями прокладки и подрельсовой площадки образуется полость, куда при внештатных ситуациях из-за износа элементов и смещения рельса может провалиться вертикальная полка нарельсовой изолирующей прокладки. Техническим результатом заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков, обеспечение надежной работы скрепления рельса и шпалы путем надежного прижатия рельса через установленную на него изолирующую прокладку (далее по тексту - изолятор) с использованием амортизирующей подрельсовой прокладки при возможных износах, сдвигах и деформациях верхнего строения пути в процессе его эксплуатации. Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что набор изолирующих элементов анкерного рельсового скрепления содержит изолятор, выполненный с облегающими подошву рельса полками и выступом, и амортизирующую подрельсовую прокладку. В соответствии с предложенным техническим решением изолятор выполнен в форме двухполочного элемента с горизонтальной и вертикальной полками, горизонтальная полка соединена с вертикальной полкой в средней части вертикальной полки, которая с противоположной стороны снабжена выступом для фиксирования положения изолятора относительно головки анкера, а обращенная к основанию рельса грань горизонтальной полки выполнена скошенной. Амортизирующая подрельсовая прокладка расположена между головками анкера на подрельсовой части шпалы и выполнена с вырезами под головки анкера, а каждая из ее ориентированных вдоль рельса боковых поверхностей образована боковыми поверхностями, соответствующими боковой поверхности основания рельса, и боковыми поверхностями выреза, соответствующими боковым поверхностям головки анкера. В набор изолирующих элементов одного анкерного рельсового скрепления включают,по меньшей мере, одну амортизирующую подрельсовую прокладку и, по меньшей мере,два изолятора. Набор изолирующих элементов анкерного рельсового скрепления выполнен из полимерной основы. 60972010.04.30 В каждом анкерном рельсовом скреплении амортизирующая подрельсовая прокладка расположена на шпале между головками анкера, а два изолятора установлены друг против друга по обе стороны рельса и закреплены на головках анкера так, что приведены в контакт с основанием рельса. Сторона с выступом вертикальной полки изолятора содержит откосы, которые выполнены сечением плоскостями, повернутыми относительно ее вертикальной оси в противоположные стороны. Боковые поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки выполнены наклонными. Углы их наклона отвечают углам наклона боковых сторон соответственных участков шпалы. Ширина амортизирующей подрельсовой прокладки в границах выреза соответствует ширине подошвы рельса в пределах допусков на сборку и изготовление. Для обеспечения оптимально упругих свойств и экономии материала на горизонтальной поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки выполнены выемки и/или выступы. Целесообразно их выполнение как на верхней подрельсовой поверхности, так и на нижней нашпальной поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки. На фиг. 1 представлен изолятор с вертикальной полкой, общий вид на фиг. 2 - то же,вид сбоку на фиг. 3 показан вид со стороны рельса на фиг. 4 - вид сверху на фиг. 5 - вид со стороны анкера на фиг. 6 представлена амортизирующая подрельсовая прокладка, вид вдоль основания рельса на фиг. 7 - то же, вид сверху фиг. 8 - фото. Приведенная для иллюстрации фотография анкерного соединения показывает характерные особенности его исполнения. Фотография показывает, как на головке анкера располагается прутковая пружинная клемма, прямолинейная часть которой через изолятор прижимает рельс к шпале. Изолятор 1 выполнен в форме двухполочного элемента с облегающими подошву рельса вертикальной 2 и горизонтальной 3 полками. На вертикальной полке 2 в ее средней части изготовлен выступ 4 для фиксирования положения изолятора 1 относительно головки анкера (на фигурах не показана). Выступ 4 предназначен для размещения между витками пружинной клеммы анкера. Вертикальная полка 2 не дает соприкасаться рельсу и головке анкера. Нижняя часть вертикальной полки 2 может выполняться наклонной для возможности наклона изолятора 1 в сторону рельса, а для меньшего износа иметь округление. Изолятор имеет также облегающую подошву рельса горизонтальную полку со скошенной нижней стороной 5. Сторона с выступом 4 вертикальной полки 2 изолятора 1 содержит откосы 6, которые выполнены сечением плоскостями, повернутыми в противоположные стороны относительно ее вертикальной оси. Изолятор 1 выполнен из прочного материала на полимерной основе для уменьшения износа и увеличения стойкости к появлению трещин. Рельс устанавливают на амортизирующую подрельсовую прокладку 7, уложенную между головками анкера на подрельсовой части шпалы. Амортизирующая подрельсовая прокладка 7 анкерного рельсового скрепления имеет габаритные размеры - ширину В, длинуи толщину Н. Ее боковые поверхности вдоль рельса ориентированы соответственно поверхностям подрельсовой части шпалы. Для обеспечения полной опоры рельса ширина Вп верхней подрельсовой поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки 7 соответствует ширине Вр подошвы рельса с учетом допусков на изготовление и зазоров, необходимых для установки. В другом варианте исполнения амортизирующей подрельсовой прокладки 7 ее боковые поверхности могут быть наклонены, и наклон может отличаться от наклона боковой поверхности отвечающего участка шпалы, например, в случае сужения шпалы или дополнительных фасок на шпале. На горизонтальной поверхности по всей длинеили на части амортизирующей подрельсовой прокладки 7 могут быть выполнены выемки и/или выступы для оптимизации ее 4 60972010.04.30 жесткости. Выемки и/или выступы могут быть расположены как на нижней нашпальной,так на верхней подрельсовой поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки. Толщина Нп амортизирующей подрельсовой прокладки 7 должна обеспечивать оптимальные свойства узла скрепления - жесткость и амортизацию. Сборка узла скрепления осуществляется следующим образом. На подрельсовую зону шпалы укладывают подрельсовую амортизирующую прокладку 7, которая своими вырезами охватывает головки анкера. На нее устанавливают рельс, при этом подошва рельса с шириной Вр полностью устанавливается на верхней подрельсовой поверхности амортизирующей подрельсовой прокладки шириной Вп. Между боковой гранью подошвы рельса и головкой анкера вставляют изолятор 1, который препятствует соприкосновению прямолинейной нарельсовой части клеммы и головки анкера. Изолятор 1 устанавливают так, чтобы горизонтальная полка 3 оказалась сверху на подошве рельса, вертикальная полка 2 между боковой гранью подошвы рельса и головкой анкера, а выступ 4 вертикальной полки 2 расположился между кронштейнами головки над ее основанием. На головку анкера надевают пружинную клемму, концевые усы которой закрепляют в кронштейнах. В результате прямолинейная нарельсовая часть клеммы располагается на горизонтальной полке изолятора. В процессе работы рельсового скрепления на криволинейных участках пути малого радиуса подошва рельса смещается к внешней головке анкера, постепенно сминая вертикальную полку изолятора. В зазор, образовавшийся у противоположной головки анкера под действием динамических нагрузок и вибрации, возможно смещение вертикальной полки изолятора, внутреннего по отношению к оси колеи. Однако вертикальная полка не позволяет клемме сместиться к головке анкера. Провал вертикальной полки затруднен изза того, что клемма по-прежнему нагружает горизонтальную полку. Она не действует на выступ и не разворачивает изолятор. Длина горизонтальной полки не позволяет соскочить нарельсовому прямолинейному участку клеммы при ее возможном смещении в сторону рельса от динамических нагрузок. В процессе работы изолирующих элементов анкерного рельсового скрепления в конструкции полезной модели на прямых участках пути с большой грузонапряженностью осуществляется следующее. Подошва рельса полностью опирается на соответствующую ей по ширине верхнюю подрельсовую поверхность амортизирующей подрельсовой прокладки. Это обеспечивает устойчивое положение рельса, препятствует его кручению,снижает удельную нагрузку на прокладку. Износ краев амортизирующей подрельсовой прокладки при внецентровой вертикальной нагрузке на головку рельса или боковой нагрузке от колес уменьшается. Значительно снижается влияние изменения уклонки рельса(переуклонка или разуклонка рельсов). В целом это обеспечивает стабильную ширину рельсовой колеи на сложных участках пути повышенной грузонапряженности. Предлагаемые согласно полезной модели изолирующие элементы обеспечивают надежное прижатие рельса к шпале и обеспечивают надежную работу анкерного рельсового скрепления и стабильную ширину колеи железнодорожного пути. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6