Верхня будова залізничної колії

Реферат: Верхня будова залізничної колії містить шпалу з отворами під заставні болти, пружні прокладки, рейкову підкладку з отворами, виконаними формою, відповідною формі заставних болтів, болтове з'єднання підкладки до шпали, рейку і болтове з'єднання рейки до підкладки. Діаметр кожного отвору в рейковій підкладці під заставний болт визначають згідно з виразом: Dотв = (1,02-1,11)Dболт, де: Doтв - діаметр отвору в рейковій підкладці під заставний болт; Dболт - діаметр заставного болта. UA 89714 U (12) UA 89714 U UA 89714 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до верхньої будови залізничної колії, переважно для залізничних колій з безрейковим електричним ланцюгом і призначено для прикріплення рейок до залізобетонних, полімербетонних або композитних підрейкових основ, таких як шпали, бруси, плити, блоки, лежні та інші, і може знайти вживання на магістральних залізничних лініях у тому числі, високошвидкісних, в тунелях, метрополітенах і на під'їзних залізничних шляхах промислових підприємств. Відома верхня будова залізничної колії, що містить шпалу з отворами під заставні болти, пружні прокладки, рейкову підкладку з отворами під заставний болт, болтове з'єднання підкладки до шпали, рейку і болтове з'єднання рейки до підкладки (див. Залізнична колія. Яковлева Т.Г., Карпущенко С.І., Клинов Н.Н., стор.34). На відміну від заявленої корисної моделі в рейковій підкладці отвір під заставний болт виконаний прямокутної форми (див. рис. 1.23, Залізнична колія. Яковлева Т.Г., Карпущенко С.І., Клинов Н.Н., стор.34). Найближчим аналогом до заявленої корисної моделі за сукупністю ознак і очікуваному технічному результату є верхня будова залізничної колії по патенту України № 47019, від 10.08.2009 р., опубл. 11.01.2010 р., що містить шпалу з отворами під заставні болти, пружні прокладки, рейкову підкладку з отворами, виконаними формою, відповідною формі заставного болта, болтове з'єднання підкладки до шпали, рейка і болтове з'єднання рейки до підкладки. Загальним недоліком приведених рішень верхньої будови залізничної колії є їх недостатня експлуатаційна надійність. Обумовлено це тим, що зазор між заставним болтом, встановленим в отвір рейкової підкладки перевищений. Враховуючи те, що елементи скріплення працюють в режимі навантажень, що періодично змінюються, в елементах скріплення, де є великі зазори, виникають коливання з амплітудою прямопропорційною величині зазору, які приводять до руйнування згаданих елементів скріплення, а також до руйнування верхньої будови рейкового шляху. Приведені недоліки найбільш актуальні для верхньої будови шляху, переважно для залізничних колій з безрейковим електричним ланцюгом. Обумовлено це тим, що заставні болти в даних залізничних коліях встановлюються в рейковій підкладці і в шпалі без ізоляційної втулки, яка в якійсь мірі, окрім функції ізоляції, несла ще функцію захисту елементів з'єднання рейкової підкладки до шпали від деформацій, що виникають в результаті ударно-динамічних дій в режимі руху рейкового транспортного засобу. Відсутність вказаних, тобто незатребуваних для даних залізничних колій ізоляційних втулок сприяє зростанню ступеня деформацій елементів з'єднання, які приводять до передчасного їх руйнування. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити верхню будову шляху, переважно для залізничних колій з безрейковим електричним ланцюгом, шляхом визначення співвідношення параметрів елементів скріплення, зменшити амплітуду коливань в елементах скріплення, що виникають в результаті дії на них навантажень, що періодично змінюються, виключити з цієї причини руйнування елементів скріплення, і за рахунок цього підвищити експлуатаційну надійність верхньої будови шляху. Задача вирішена тим, що у верхній будові залізничної колії, що містить шпалу з отворами під заставні болти, пружні прокладки, рейкову підкладку з отворами, виконаними формою, відповідною формі заставних болтів, болтове з'єднання підкладки до шпали, рейку і болтове з'єднання рейки до підкладки, згідно з корисною моделлю, діаметр кожного отвору в рейковій підкладці під заставний болт визначають згідно з виразом: Dотв = (1,02-1,11)Dболт, де: Doтв - діаметр отвору в рейковій підкладці під заставний болт; Dболт - діаметр заставного болта. Завдяки тому, що діаметр кожного отвору в рейковій підкладці під заставний болт і діаметр заставного болта визначають згідно з виразом: Dотв = (1,02-1,11)Dболт, де: Doтв - діаметр отвору в рейковій підкладці під заставний болт; Dболт - діаметр заставного болта, досягнуте зменшення амплітуди коливань в елементах скріплення, що виникають в результаті дії на них навантажень, що періодично змінюються, що дозволило виключити з цієї причини руйнування елементів скріплення, і за рахунок цього підвищити експлуатаційну надійність верхньої будови шляху. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де на: фіг. 1 - загальний вид верхньої будови залізничної колії (вигляд збоку); фіг. 2 - загальний вид верхньої будови залізничної колії (вигляд зверху). Відомості, що підтверджують можливість промислового використання корисної моделі. 1 UA 89714 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Верхня будова залізничної колії містить шпалу 1 з отворами 2 під заставні болти 3, пружну прокладку 4 під рейкову підкладку 5 з отворами 6, виконаними формою, відповідною формі заставних болтів 3, пружну прокладку 7 під рейку 8, болтове з'єднання 9 підкладки 5 до шпали 1, і болтове з'єднання 10 рейки 8 до підкладки 5. При цьому діаметр кожного отвору в рейковій підкладці 5 під заставні болти 3 визначають згідно з виразом: Dотв = (1,02-1,11)Dболт, де: Doтв - діаметр отвору в рейковій підкладці під заставний болт; Dболт - діаметр заставного болта. На встановлену шпалу 1 з виступаючими над нею заставними болтами 3 послідовно розміщують пружну прокладку 4, рейкову підкладку 5, через отвори 6 в яких пропускають виступаючі кінці згаданих заставних болтів 3. Оскільки отвори 6 під заставні болти в рейковій підкладці 5 виконані діаметром Dотв = (1,02-1,11)Dболт, болтове з'єднання 9 відносно легко піддається зборці і забезпечує при цьому надійне центрування заставних болтів. Після скріплення болтовим з'єднанням рейкової підкладки 5 зі шпалою 1 на ній послідовно встановлюють пружну прокладку 7 і рейка 8 з подальшим їх скріпленням відповідними елементами скріплення. Граничні значення діаметра отвору 6 в рейковій підкладці 5 під заставний болт Dотв = (1,021,11)Dболт встановлені експериментально. Експерименти були проведені в промислових умовах. Для чого був виготовлений ряд рейкових підкладок 5 з різними діаметрами отворів 6 під заставні болти 3. При цьому в певній кількості рейкових підкладок були виконані отвори 6 із значеннями діаметрів, що не виходять за межі, встановлені виразом Dотв = (1,02-1,11)Dболт. В інших рейкових підкладках були виконані отвори 6 із значеннями діаметрів, що виходять за межі, встановлені виразом Dотв = (1,02-1,11)Dболт у бік збільшення або зменшення. Заявлена верхня будова залізничної колії переважно для залізничних колій з безрейковим електричним ланцюгом була випробувана і досліджена на предмет експлуатаційної надійності в режимі руху рейкового транспортного засобу, при якому елементи скріплення згаданої верхньої будови знаходилися під впливом ударно-динамічних навантажень. При цьому випробуванню підлягали підготовлені рейкові підкладки з різними типорозмірами діаметрів отворів під заставні болти. В результаті проведених експериментів встановлено наступне. Відхилення значень діаметра отвору Dотв в рейковій підкладці 5 під заставний болт 3 у бік збільшення від значення Dотв = (1,02-1,11)Dболт, в елементах скріплення виникають коливання, з амплітудою прямо пропорційною величині зазору, які призводять до руйнування згаданих елементів скріплення, а також до руйнування верхньої будови рейкового шляху. Відхилення значень діаметра отвору Dотв в рейковій підкладці 5 під заставний болт 3 у бік зменшення від значення Dотв = (1,02-1,11)Dболт, обумовлюють напружену посадку елементів скріплення, при якій в результаті дії на них навантажень, що періодично змінюються, в елементах скріплення виникають неоднорідні деформації, мікротріщини, що призводять до руйнування згаданих елементів скріплення. Верхня будова залізничної колії, що має рейкові підкладки з отворами під заставні болти Dотв = (1,02-1,11)Dболт, після 1560 годин експлуатації в промислових умовах була обстежена на предмет експлуатаційної надійності елементів з'єднання рейкової підкладки до шпали і рейки до підкладки, в результаті якої в згаданих елементах з'єднання деформації або мікротріщини не спостерігалися, що підтверджує досягнення вказаного технічного результату від використовування заявленої корисної моделі. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Верхня будова залізничної колії, що містить шпалу з отворами під заставні болти, пружні прокладки, рейкову підкладку з отворами, виконаними формою, відповідною формі заставних болтів, болтове з'єднання підкладки до шпали, рейку і болтове з'єднання рейки до підкладки, яка відрізняється тим, що діаметр кожного отвору в рейковій підкладці під заставний болт визначають згідно з виразом: Dотв = (1,02-1,11)Dболт, де: Doтв - діаметр отвору в рейковій підкладці під заставний болт; Dболт - діаметр заставного болта. 2 UA 89714 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3