RU2615606C1

RU2615606C1 - Rail pad

Info

Publication number: RU2615606C1
Application number: RU2015143471A
Authority: RU
Inventors: Радик Ильясович Шакиров; Вячеслав Александрович Лашков; Юрий Григорьевич Вавилов
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2015-10-12
Publication date: 2017-04-05

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the railway track construction, particularly to elastic elements of rail fastening which is being installed between the rail pad and concrete sleeper. Rail pad of resilient laminated material comprises rubber layers of rectangular shape with a cord and riffling over the rubber upper surface in the form of longitudinal and transverse grooves shifted relative to each other. The upper layers comprise a rubber cord made of metallic wire, the direction of which in adjacent layers is performed at an angle to each other. Lower lining layers comprise cords of textile with a filaments parallel arrangement. At the ends of the gasket between the upper and lower rubber layers triangular shaped elements with increasing of cross-section towards the end are embedded. The rubber layers are symmetrically curved from the middle to the edges.

EFFECT: increase of the rail pads perceived space and their elastic properties improvement.

4 dwg

Description

Изобретение относится к конструкции железнодорожного пути, а именно к упругим элементам рельсового скрепления, устанавливаемого между подрельсовой подкладкой и железобетонной шпалой.The invention relates to the design of the railway track, and in particular to the elastic elements of the rail fastening installed between the rail lining and the reinforced concrete sleepers.

Известна прокладка, представляющая собой прямоугольный лист из упругого материала, на двух противоположных сторонах которого выполнены вырезы для размещения крепежных элементов, а на двух других противолежащих сторонах прокладки верхние кромки срезаны под углом к нижней поверхности, образуя наклонные плоскости, сопрягающиеся с соответствующими боковыми поверхностями прокладки, см. авторское свидетельство SU №587875, МКИ2 E01B 9/54, 1978.A gasket is known, which is a rectangular sheet of elastic material, on two opposite sides of which cuts are made to accommodate fasteners, and on the other two opposite sides of the gasket, the upper edges are cut at an angle to the lower surface, forming inclined planes that mate with the corresponding side surfaces of the gasket, see copyright certificate SU No. 587875, MKI2 E01B 9/54, 1978.

Недостатком известной прокладки является то, что выполненные из однородного материала (резины) листы не способны перераспределять нагрузку по площади контакта и в достаточной степени гасить вибрации. Это является причиной ее частых внеплановых замен вследствие преждевременного износа в процессе эксплуатации.A disadvantage of the known gasket is that the sheets made of a homogeneous material (rubber) are not able to redistribute the load over the contact area and sufficiently dampen the vibration. This is the reason for its frequent unplanned replacements due to premature wear during operation.

Кроме того, наличие сосредоточенной нагрузки не исключает возможности возникновения трещин на железобетонных шпалах и снижения общего срока службы рельсовых путей.In addition, the presence of a concentrated load does not exclude the possibility of cracks on reinforced concrete sleepers and a decrease in the total service life of rail tracks.

Известна также 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, см. патент RU №2378439, МПК E01B 9/68, E01B 9/54, 2010.Also known is a rail-mounted gasket pad-shock absorber containing several horizontally arranged layers formed of different materials: the base is made of soft rubber, the upper part and the base are reinforced with rubberized fabric layers, the two extreme, opposite located fabric layers on both sides of the strip are rubberized with a powder mixture ultra-high molecular weight polyethylene, see patent RU No. 2378439, IPC E01B 9/68, E01B 9/54, 2010.

Недостатком известной подрельсовой нашпальной прокладки-амортизатора являются низкие эксплуатационные характеристики. Указанный недостаток обусловлен неоднородной структурой материала вследствие использования порошкообразного наполнителя, что в условиях длительного воздействия динамических нагрузок приводит к возникновению внутреннего трения и разрушениям слоев по ослабленным связям.A disadvantage of the well-known rail rail cushion pad-shock absorber are low performance. This drawback is due to the inhomogeneous structure of the material due to the use of a powdery filler, which under conditions of prolonged exposure to dynamic loads leads to internal friction and destruction of layers along weakened bonds.

Наиболее близкой по технической сущности является подрельсовая прокладка из упругого материала, устанавливаемая в рельсовом скреплении между подошвой рельса и подрельсовым основанием, прокладка выполнена многослойной, по крайней мере, из не менее чем двух слоев, состоящих из резины и обрезиненного корда, причем прокладка имеет рифление в виде продольных и поперечных канавок как по верхней поверхности, обращенной к подошве рельса, так и по нижней поверхности, обращенной к рельсовой подкладке.The closest in technical essence is a rail underlay made of elastic material, installed in the rail fastening between the rail sole and the rail base, the gasket is multilayer, at least two layers consisting of rubber and rubberized cord, and the gasket has corrugation in the form of longitudinal and transverse grooves both on the upper surface facing the sole of the rail and on the lower surface facing the rail lining.

Преимущественное выполнение: прокладка выполнена с фиксирующими упорами на боковых гранях прокладки; поперечные канавки, размещенные по верхней и нижней поверхностям прокладки, выполнены со смещением относительно друг друга; на ее нижней поверхности, обращенной к подкладке, выполнены продольные канавки, соединенные с указанными поперечными канавками; канавки, выполненные по поверхностям прокладки, могут иметь квадратное, прямоугольное или трапецеидальное поперечное сечение; рифление по верхней поверхности прокладки выполнено в виде прямоугольных, или квадратных, или круглых, или усеченно-конических выступов со сферическими головками, или в виде сквозных отверстий в прокладке, или в комбинации отверстий, канавок, выступов, сферических головок, см. патент RU №2121029, МПК6 E01B 9/68, 1998.Predominant implementation: the gasket is made with fixing stops on the side faces of the gasket; transverse grooves located on the upper and lower surfaces of the strip, made with offset relative to each other; on its lower surface facing the lining, longitudinal grooves are made, connected to said transverse grooves; grooves made on the surfaces of the gasket may have a square, rectangular or trapezoidal cross section; corrugation on the upper surface of the gasket is made in the form of rectangular, or square, or round, or truncated-conical protrusions with spherical heads, or in the form of through holes in the gasket, or in a combination of holes, grooves, protrusions, spherical heads, see patent RU No. 2121029, IPC6 E01B 9/68, 1998.

Недостатками известного технического решения являются низкие эксплуатационные характеристики упругого элемента в условиях действия переменных динамических нагрузок, приводящие к усталостному разрушению прокладки и железобетонных шпал.The disadvantages of the known technical solutions are the low operational characteristics of the elastic element under conditions of variable dynamic loads, leading to fatigue failure of the gasket and reinforced concrete sleepers.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией подрельсовой прокладки, которая не обеспечивает равномерного распределения динамических нагрузок и резонансных волн по поверхности упругого элемента и их наиболее полного поглощения.These disadvantages are due to the design of the rail track, which does not provide a uniform distribution of dynamic loads and resonant waves over the surface of the elastic element and their most complete absorption.

Верхняя и нижняя рифленые поверхности с меньшей суммарной площадью выступов обладают достаточно высокой степенью податливости (деформации сжатия), что повлечет за собой возникновение нагрузок ударного действия на подрельсовое основание с последующей передачей импульса железобетонным шпалам. При этом наличие резинокорда (вяжущих добавок), предназначенное лишь для повышения прочности прокладки и снижения ее остаточных деформаций, не обеспечивает равномерного распределения нагрузки по площади контакта поверхностей при силовом воздействии в слое.The upper and lower corrugated surfaces with a smaller total area of the protrusions have a fairly high degree of compliance (compression deformation), which will entail the occurrence of shock loads on the rail base, followed by the transmission of the impulse to the reinforced concrete sleepers. At the same time, the presence of rubber cord (binders), intended only to increase the strength of the gasket and reduce its residual deformations, does not provide an even distribution of the load over the contact area of the surfaces under force in the layer.

Задачей изобретения является увеличение срока службы рельсовых путей за счет уменьшения статических и динамических нагрузок на основания рельсового пути (железобетонные шпалы).The objective of the invention is to increase the service life of rail tracks by reducing the static and dynamic loads on the base of the rail track (reinforced concrete sleepers).

Техническая задача решается тем, что в подрельсовой прокладке из многослойного упругого материала, включающей слои резины прямоугольной формы с кордом и рифлением по верхней поверхности резины в виде продольных и поперечных канавок со смещением относительно друг друга, согласно изобретению 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.The technical problem is solved in that in a rail track made of a multilayer elastic material including rectangular rubber layers with a cord and corrugation along the upper rubber surface in the form of longitudinal and transverse grooves with offset relative to each other, according to the invention, the upper rubber layers contain a cord of metal wire, the direction of which in adjacent layers is made at an angle to each other, the lower layers of the strip contain a cord of textile with a parallel arrangement of threads, and from the ends of the strip between the upper E and lower layers of rubber triangular shaped elements introduced with increasing cross-section towards the end, wherein the rubber layers are curved symmetrically from the middle towards the edges.

Решение технической задачи позволяет увеличить ресурс работы рельсовых путей путем равномерного распределения статических и динамических нагрузок за счет увеличения воспринимаемой площади подрельсовых прокладок и повышения их упругих свойств.The solution to the technical problem allows to increase the life of the rail tracks by uniform distribution of static and dynamic loads by increasing the perceived area of rail rails and increasing their elastic properties.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображен общий вид подрельсовой прокладки, вид спереди; на Фиг. 2 - то же, вид сбоку; на Фиг. 3 - сечение А-А фиг. 1; на Фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 1.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a General view of the rail track, front view; in FIG. 2 - the same side view; in FIG. 3 is a section AA of FIG. one; in FIG. 4 is a section BB of FIG. one.

Подрельсовая подкладка выполнена прямоугольной формы и состоит из нескольких слоев резины 1 с кордом, причем в верхних слоях в качестве корда использована металлическая проволока 2, а в нижних слоях - текстильные нити 3.The under-rail lining is made in a rectangular shape and consists of several layers of rubber 1 with a cord, with metal wire 2 used as a cord in the upper layers, and textile threads 3 in the lower layers.

Верхняя поверхность 4 подрельсовой прокладки имеет рифление в виде продольных и поперечных, смещенных относительно друг друга канавок, нижняя поверхность 5 выполнена плоской без рифления.The upper surface 4 of the rail strip has corrugation in the form of longitudinal and transverse grooves displaced relative to each other, the lower surface 5 is made flat without corrugation.

Верхние слои 1 резины содержат корд 2 из металлической проволоки, направление которой в смежных слоях выполнено под углом друг к другу, см. Фиг. 3 - сечение А-А фиг. 1. Нижние слои прокладки содержат корд из текстиля 3 с параллельным расположением нитей, см. Фиг. 4 - сечение Б-Б фиг. 1. С торцов прокладки между верхними и нижними слоями резины введены элементы треугольной формы с увеличением сечения по направлению к торцу 6, причем слои резины выполнены симметрично изогнутыми от середины к краям. Изгиб прокладки дополнительно увеличивает упругие свойства слоев резины (перед установкой прокладка находится в напряженном состоянии).The upper layers 1 of rubber contain a cord 2 of metal wire, the direction of which in adjacent layers is made at an angle to each other, see FIG. 3 is a section AA of FIG. 1. The lower layers of the gasket contain a cord of textile 3 with a parallel arrangement of threads, see FIG. 4 is a section BB of FIG. 1. From the ends of the strip between the upper and lower layers of rubber introduced elements of a triangular shape with an increase in cross section towards the end 6, and the layers of rubber are made symmetrically curved from the middle to the edges. The bending of the gasket additionally increases the elastic properties of the rubber layers (before installation, the gasket is in tension).

Соединение слоев между собой и усиливающего элемента 6 осуществляется в процессе вулканизации изделия.The connection between the layers and the reinforcing element 6 is carried out in the process of vulcanization of the product.

Подрельсовую прокладку размещают в нише железобетонной шпалы (под подрельсовой подкладкой нижней поверхностью 5 на шпалу). При эксплуатации железнодорожного пути подрельсовая прокладка подвергается статическому и динамическому воздействию под каждой колесной парой. Многослойная конструкция 1 с рифлением поверхности 4 (слоем максимальной деформации) и кордами различной прочности 2, 3 демпфирует механическую энергию, передаваемую на железобетонные шпалы. Благодаря слоям с металлическим кордом, нагрузка воспринимается всей площадью прокладки. Количество слоев с металлическим кордом 2 составляет 2-4, с текстильным кордом 3 составляет 1-2.The under-rail gasket is placed in the niche of the reinforced concrete sleepers (under the under-rail lining with the lower surface 5 on the sleepers). During the operation of the railway track, the rail track is subjected to static and dynamic effects under each pair of wheels. The multilayer structure 1 with corrugation of the surface 4 (layer of maximum deformation) and cords of various strengths 2, 3 damps the mechanical energy transmitted to the reinforced concrete sleepers. Thanks to the layers with metal cord, the load is perceived by the entire area of the gasket. The number of layers with metal cord 2 is 2-4, with textile cord 3 is 1-2.

При нахождении колесной пары в промежутках между шпалами, в результате прогиба рельса возрастает нагрузка на края упругого элемента. С целью повышения нагрузочной способности торцов в слои подрельсовой прокладки введены элементы треугольного сечения 6. Усиливающие элементы поглощают усилия, концентрирующиеся по длинным сторонам прямоугольной прокладки.When the wheelset is in the spaces between the sleepers, as a result of the deflection of the rail, the load on the edges of the elastic element increases. In order to increase the loading capacity of the ends, elements of a triangular section are introduced into the layers of the rail track 6. Reinforcing elements absorb forces concentrating on the long sides of the rectangular strip.

Таким образом, решение технической задачи позволяет увеличить ресурс работы рельсовых путей путем равномерного распределения статических и динамических нагрузок за счет увеличения воспринимаемой площади подрельсовых прокладок и повышения их упругих свойств.Thus, the solution of the technical problem allows to increase the service life of rail tracks by evenly distributing static and dynamic loads by increasing the perceived area of rail tracks and increasing their elastic properties.

Claims

An under-rail gasket made of multilayer elastic material, including rectangular rubber layers with a cord and corrugation along the upper surface of the rubber in the form of longitudinal and transverse grooves with offset relative to each other, characterized in that the upper rubber layers contain a cord of metal wire, the direction of which is in adjacent layers made at an angle to each other, the lower layers of the gasket contain a cord of textile with a parallel arrangement of threads, and from the ends of the gasket between the upper and lower layers of rubber eleme copings are triangular in shape with an increase in the cross section towards the end, and the rubber layers are symmetrically curved from the middle to the edges.