Спосіб амортизації стиків рейок та пристрій для його реалізації

1 Спосіб амортизації стиків рейок, який включає операції по віброгашенню, енергопоглинанню, ЗМІНІ та зменшенню частот, який відрізняється тим, що в процесі амортизації стиків виконують одночасно регулювання власних та вимушених коливань, при цьому досягають зменшення ударних вібрацій шляхом зміни д ефо р мати в н ості і жорсткості амортизатора, підпружинюючих рейок у стику та ЗОВНІШНІМ поглинаючим їх матеріалом 2 Пристрій для амортизації стиків рейок, який містить ресори, опори, рейки, стики, шпали, болти, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді окремо армованого гумовокордного амортизатора, розміщеного під прокладкою у НІШІ залізобетонної шпали, закріпленого болтами зі шпалою і рейкою, при цьому він додатково оснащений зв'язками-балансирами, плитами-гасителями, розміщеними на верхньому шарі баласту Винахід відноситься до будівництва транспортних колій та до захисту будівель від технологічних, транспортних, вібраційних коливань та навантажень Відома технологія в прокладанні "м'яких" трамвайних колій украінсько-чеського підприємства "Татра-Юг" 3 метою зменшення вібрацій і шуму спосіб передбачає зміну геометрії рейки Як свідчить преса, мешканці міста можуть розраховувати на "чудо віку-тишу" на вулицях Недоліком способу є відсутність можливості використання самого ефекту амортизації рейок Впровадження способу потребує на заводах зміни технології прокатки рейок та виливниць Відомий спосіб зменшення вібрацій конструкцій за допомогою віброізолятора-ресори, розміщеній між фундаментом і машиною Віброізоляторами служать системи стальних пружин /гаситель Вестенгауза//1/ Недоліком способу є погашення коливань в одній точці одного напрямку, що часто такі дії ізолятора перетворюються в дії резонатора, підсилюючи як коливання так і їх амплітуду Недоліком в цьому є також відсутність можливості використання самого ефекту амортизації, пом'якшення впливу поштовхів, ударів колес на стиках рейок, відсутність можливості розсіювання потенціальної енергії при проходженні вагонів, розбалансуванню вільних та вимушених коливань В основу запропонованого способу амортизації стиків рейок поставлена задача шляхом перетворення низькочастотних /найбільш небезпечних/ ударних коливань із значно великою амплітудою у високочастотні коливання з малою амплітудою, яке забезпечує розсіяння потенційної енергії удара пружного середовища /рейки/ на стиках та гасіння коливань баласту під шпалою Поставлена задача вирішується тим, що у способі амортизації стиків рейок, включаючим операції по вібропогашенню, енергопоглинанню, зміненню та зменшенню частот, згідно з винаходом, в процесі амортизації стиків проводять одночасно регулювання власних та вимушених коливань, при цьому досягають зменшення ударних вібрацій зміни д ефо р мати в н ості і жорсткості амортизатора, підпружинюючих рейок у стики та зовнішньому їх поглинаючому матеріалі Одночасна зміна деформативності амортизатора, підпружинюючих рейок та поглинаючого матеріалу /баласту, залізобетонного настилу/ призводить до зменшення ударних вібрацій у стиках рейок, до досягнення стабілізації /до рівноваги/ коливань, до досягнення поставленої задачі Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип є пристрій способу гасіння коливань у спорудженнях, який містить поглинаючі коливання матеріали, які розміщаються близько ресор-рефлекторів, виконаних у вигляді двох по О 00 (О (О ю 56680 вернутих один до одного вершин в Х-образній формі та зібраних із залізобетонних плит, споряджених датчиками опору, монтажними стиками, оголовниками, амортизаторами, опорами, резонаторами з противагами, розміщеними у колодязях/2/ Недоліком пристрою є наявність довгомірних рефлекторів, розміщених не під стиками рейок, а близько в траншеї джерела вібраційних коливань, внаслідок чого при допомозі пристрою прототипа неможливо досягти зменшення амплітуд при ударі безпосередньо під рейками, недоліком пристрою є також відсутність плит-гасителів, розміщених на верхньому слою ґрунту, відсутність зв'язківбалансирів В основу запропонованого пристрою поставлена задача по зменшенню ударного впливу на баласт стиків рейок шляхом введення в конструкцію шпали амортизатора із армованого гумовокордного матеріалу з можливістю регулювання власних частот та частот генеруємих /змушених/ хвиль, чим досягається зміна частот наложених коливань та їх стабілізація Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для реалізації способа амортизації, в якому є ресори, опори, рейки, стики, шпали, болти, згідно винаходу, що воно виконано у виді окремо армірованого гумовокордного амортизатора, розміщеного під прокладкою у НІШІ залізобетонної шпали, скріпленого болтами із шпалою і рейкою, при цьому воно додатково споряджено зв'язкамибалансирами, плитами-гасителями, розміщеними на верхньому слої баласту При виникненні ударних збуджень ґрунтів, коливання гасяться на амортизаторі, розміщеному під стандартною прокладкою рейки і по принципу роботи "вагонних ресор" відбувається погашення поштовхів на стиках та стабілізація коливань Наявність плит-гасителів робить надто відчутне /в 2,5-3,0 разів/ погашення коливань, в цілому досягається реалізація поставленої задачі На фіг 1 показано фрагмент залізобетонної шпали а) план по січенню А-А, б) розріз по січенню Б-Б, на фіг 2 - план рейкової коли а) кріплення плит-гасителів, вид по січенню В-В і розріз по січенню В-В /фіг 1/, в) плоскості армування гумовокордного амортизатора Пристрій розміщений на баласті 1 /щебеневій основі/, ЯКИЙ має залізобетонну шпалу 2 /типову/ з заздалегідь напруженою арматурою 3, отвори 4 для розміщення кріпильних болтів, кріпильну прокладку 5, рийку 6, гумовокордний амортизатор 7, розміщений у НІШІ шпали під прокладкою, анкерний стержень 8 /з кінцевими елементами/, розміщений у нижній зоні шпали, стик 9 між двома рейками /без перехідних прокладок та отворів для болтів/, плиту-гаситель 10, зв'язки-балансири 11, скріплюючі шпали з плитами-гасителями Щоб не затемнювати, на фігурах не показано перехідні накладки, тяги, болти кріплення, контррейки та ІНШІ деталі Як відомо, коливальні процеси характеризуються частотою, амплітудами, вертикальним осіданням /зменшенням товщини h, деформаціями та напруженістю у матеріалах При проїзді вагонів на стиках рейок ударні по 4 рушення сприймаються амортизатором 7 /фіг 1/ Відбувається накладання самостійних коливань із змушеними При дії вертикальної динамічної сили /у вигляді Р = Ро sin wt на стиках рівняння змушених коливань має вид 2 2 Z- Ро sin cot /Co (1-ш А, 0 При наявності додаткових плит-гасителів рівняння змушених коливань /w - углова швидкість 2 Х о = (Со/М),