RU163719U1

RU163719U1 - GASKET BUTT AND COMPOSITION

Info

Publication number: RU163719U1
Application number: RU2016103016/11U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Юрий Васильевич Ободовский; Юрий Сергеевич Данилов; Евгений Николаевич Емельянов; Роман Львович Штейнберг; Сергей Александрович Грунин; Владимир Иванович Солодухин; Николай Михайлович Паладин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Патентное бюро" (ООО "Патентное бюро")
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2016-08-10

Abstract

1. Прокладка стыковая композиционная, имеющая торцевую и боковые поверхности, состоящая из электроизоляционной основы и магнитодиэлектрической эластичной обечайки, закрепленной на боковой поверхности и выступающей за контуры головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов, отличающаяся тем, что основа выполнена из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв, обечайка выполнена из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, мас.ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, основа и обечайка механически соединены по типу «шип - паз».2. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что стеклонаполненный полимерный материала имеет прочность на сжатие не менее 200 МПа.3. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что стеклонаполненный полимерный материал имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10Ом·см.4. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что контур обечайки в районе подошвы стыкуемых рельсов выступает за контур подошвы, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм.5. Прокладка по п.1, отличающаяся тем, что по внешнему контуру боковой поверхности основы выполнены пазы, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.1. A composite butt gasket having an end and side surfaces, consisting of an electrical insulating base and a magnetodielectric elastic shell fixed to the side surface and protruding beyond the contours of the head, neck and sole of the mating rails, characterized in that the base is made of glass-filled polymer material having a relative 3-8% deformation when fractured, the shell is made of a composition containing a polyurethane elastomer and iron powder with a ratio of components, wt.h : (58-65) - (35-42) and having a Shore hardness of 50-75 units on a scale A, the base and the shell are mechanically connected in the form of a spike-groove. 2. The gasket according to claim 1, characterized in that the glass-filled polymer material has a compressive strength of at least 200 MPa. The gasket according to claim 1, characterized in that the glass-filled polymer material has a specific electrical resistance of at least 10 Ohm · cm. The gasket according to claim 1, characterized in that the contour of the shell in the area of the sole of the mating rails extends beyond the contour of the sole, not limited by the butt pads, by 4-5 mm. The gasket according to claim 1, characterized in that the grooves are made along the outer contour of the side surface of the base, and ridges are formed on the shell along the inner contour, which enter the grooves on the base, forming a detachable mechanical connection between the base and the shell.

Description

Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а более конкретно к устройствам рельсовых изолирующих стыков.The utility model relates to the upper structure of a railway track, and more particularly, to devices of rail insulating joints.

Повышение эксплуатационной надежности рельсовых электроизолирующих стыков достигается за счет снижения количества случаев электрического замыкания изолирующего стыка. Электрическое замыкание происходит в случае, когда стыкуемые рельсы соединяются между собой в результате температурного схождения рельсов, или в результате прогиба концов стыкуемых рельсов при прохождении железнодорожного состава, или в результате намагничивания концов рельсов в зазоре между стыкуемыми рельсами, появления магнитного поля, которое притягивает в зазор металлическую стружку, металлические частицы, которые накапливаясь, замыкают соединяемые рельсы.Improving the operational reliability of rail insulating joints is achieved by reducing the number of cases of electrical short circuit of the insulating joint. An electric circuit occurs when the rails being joined are connected as a result of the temperature convergence of the rails, or as a result of the deflection of the ends of the joined rails during the passage of the train, or as a result of magnetization of the ends of the rails in the gap between the joined rails, the appearance of a magnetic field that attracts to the gap metal shavings, metal particles that accumulate close the connected rails.

Известно техническое решение (Патент 2295602, заявка №2005125626 от 12.08.2005 «Рельсовое стыковое электроизолирующее соединение»). Техническое решение содержит междурельсовую прокладку с головкой, шейкой, подошвой, торцевыми и боковыми поверхностями, выполненной из электроизоляционного материала, на торцевой поверхности выполнен слой из эластичного материала, который частично выступает за контур поперечного сечения головки и подошвы стыкуемых рельсов, а шейка междурельсовой прокладки выполнена с формой торцевых поверхностей, повторяющей форму обращенных к ним поверхностей стыковых накладок, и с поперечными размерами, обеспечивающими контакт ее торцевых поверхностей по всей их длине с соответствующими стыковыми накладками и упругую деформацию слоя из эластичного материала при стягивании стыковых накладок между собой.A technical solution is known (Patent 2295602, application No. 2005125626 dated 08/12/2005 "Rail butt electrical insulating connection"). The technical solution comprises an inter-rail gasket with a head, neck, sole, end and side surfaces made of electrical insulation material, an elastic material layer is made on the end surface, which partially protrudes from the cross section of the head and sole of the rails being joined, and the neck of the inter-rail gasket is made with the shape of the end surfaces, repeating the shape of the surfaces of the butt plates facing them, and with transverse dimensions providing contact of its end faces over along their entire length with the corresponding butt plates and the elastic deformation of the layer of elastic material when pulling the butt plates together.

Основной недостаток этого решения заключается в низкой надежности работы рельсового изолирующего стыка, обусловленной отсутствием шунтирования магнитного поля в рельсовом изолирующем стыке, что приводит к существенному росту магнитного поля в зазоре между торцами рельсов.The main disadvantage of this solution is the low reliability of the rail insulating joint, due to the lack of shunting of the magnetic field in the rail insulating joint, which leads to a significant increase in the magnetic field in the gap between the ends of the rails.

Другой недостаток - материал - твердый пластик имеет недостаточную упругость и прочность при воздействии динамических нагрузок в процессе эксплуатации. Под воздействием сжимающих усилий, возникающих при «сгонке» рельсов вследствие повышения температур (например, летом), происходит деформация с последующим разрушением торцевой изоляции (разрушение может быть в виде отрыва головной части, разрушение головной части по контуру и т.д.), образование сквозных трещин, которые также могут забиваться металлическими частицами, что приводит к короткому замыканию.Another drawback is the material - hard plastic has insufficient elasticity and strength under the influence of dynamic loads during operation. Under the influence of compressive forces arising from the “rolling” of the rails due to rising temperatures (for example, in summer), deformation occurs with subsequent destruction of the end insulation (destruction can be in the form of a separation of the head part, destruction of the head part along the contour, etc.), formation through cracks, which can also become clogged by metal particles, which leads to a short circuit.

Известно техническое решение, которое позволяет снизить напряженность магнитного поля в зазоре между стыкуемыми рельсами и предотвратить замыкания стыкуемых рельсов друг с другом в результате прогиба концов стыкуемых рельсов и в результате температурного схождения рельсов, (патент RU №2383680, заявка №2009109369 от 16.03.2009, «Прокладка стыковая композиционная»). Прокладка стыковая композиционная, состоит из головки, шейки и подошвы, торцевой и боковой поверхностей, выполнена из электроизоляционного материала, а на торцевой поверхности выполнен слой из эластичного материала, который частично выступает за контур поперечного сечения головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов, при этом слой эластичного материала торцевой поверхности прокладки выполнен из магнитодиэлектрического эластомера, а в качестве электроизоляционного материала прокладки принят слоистый стеклопластик с пределом прочности на сжатие не менее 300 МПа, при этом торцовая поверхность контура головки прокладки со стороны боковой поверхности катания рельса выполнена наклонной под углом, соответствующим критическому боковому износу головки рельса. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.A technical solution is known that allows to reduce the magnetic field strength in the gap between the joined rails and prevent the mating rails from closing with each other as a result of the bending of the ends of the mating rails and as a result of the temperature convergence of the rails, (patent RU No. 2383680, application No. 2009109369 of March 16, 2009, “Composite butt gasket”). The composite butt gasket consists of a head, neck and sole, end and side surfaces, made of electrical insulation material, and a layer of elastic material is made on the end surface, which partially protrudes from the cross-sectional contour of the head, neck and sole of the joined rails, while the elastic material of the end surface of the gasket is made of magnetodielectric elastomer, and laminated fiberglass with a tensile strength is adopted as the insulating material of the gasket compression of at least 300 MPa, wherein the end surface contour head gaskets from the side surface of the rail rolling is inclined at an angle corresponding to the critical lateral rail head wear. This technical solution was made as a prototype.

Данное техническое устройство решает задачу уменьшения напряженности магнитного поля в стыковом пространстве между рельсами за счет шунтирования магнитного поля слоем магнитоэлектрического эластомера, изготовленными из материала содержащего ферромагнитные частицы.This technical device solves the problem of reducing the magnetic field strength in the joint space between the rails by shunting the magnetic field with a layer of magnetoelectric elastomer made of a material containing ferromagnetic particles.

Недостатком данного решений является высокая хрупкость материала основы прокладки, материал разрушаются без заметной пластической деформации, что приводит к быстрому разрушению прокладки, в результате чего происходит электрическое замыкание рельсовой цепи.The disadvantage of this solution is the high fragility of the base material of the gasket, the material is destroyed without noticeable plastic deformation, which leads to rapid destruction of the gasket, resulting in an electrical circuit of the rail circuit.

Настоящее техническое решение направлено на решение технической задачи по повышению эксплуатационной надежности рельсового электроизолирующего стыка.This technical solution is aimed at solving the technical problem of increasing the operational reliability of a rail electrically insulating joint.

В процессе решения технической задачи достигается технический результат, заключающийся в снижении разрушения основы и обечайки за счет материала основы прокладки обладающего высокими прочностными свойствами и достаточной пластичностью и композиции обечайки обладающей повышенной пластичностью.In the process of solving the technical problem, a technical result is achieved, consisting in reducing the destruction of the base and the shell due to the base material of the gasket having high strength properties and sufficient ductility and the composition of the shell with increased ductility.

Указанный технический результат достигается прокладкой стыковой композиционной, имеющей торцевую и боковые поверхности, состоящей из электроизоляционной основы и магнитодиэлектрической эластичной обечайки, закрепленной на боковой поверхности и выступающей за контуры головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов, при этом основа выполнена из стеклонаполненного полимерного материала, имеющего относительную деформацию 3-8% при разрушении на разрыв, обечайка выполнена из композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и имеющей твердость по Шору 50-75 единиц по шкале А, основа и обечайка механически соединены по типу «шип-паз». Кроме этого, стеклонаполненный полимерный материал имеет прочность на сжатие не менее 200 МПа, стеклонаполненный полимерный материал имеет удельное электрическое сопротивление не менее 10¹⁰ Ом·см, контур обечайки в районе подошвы стыкуемых рельсов выступает за контур подошвы, не ограниченный стыковыми накладками, на 4-5 мм, по внешнему контуру боковой поверхности основы выполнены пазы, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.The specified technical result is achieved by laying a butt joint, having an end and side surfaces, consisting of an electrical insulating base and a magneto-dielectric elastic shell fixed to the side surface and protruding beyond the contours of the head, neck and sole of the joined rails, while the base is made of glass-filled polymer material having a relative 3-8% deformation upon fracture, the shell is made of a composition containing a polyurethane elastomer and iron powder and the ratio of components, mass. h: (58-65) - (35-42) and having a shore hardness of 50-75 units on a scale A, the base and the shell are mechanically connected in the form of a thorn groove. In addition, the glass-filled polymer material has a compressive strength of at least 200 MPa, the glass-filled polymer material has a specific electrical resistance of at least 10 ¹⁰ Ohm · cm, the contour of the shell in the area of the sole of the rails protrudes beyond the sole contour, not limited by butt pads, by 4- 5 mm, grooves are made along the external contour of the side surface of the base, and ridges are made on the shell along the inner contour, which enter grooves on the base, forming a detachable mechanical connection between the base and the shell.

Величина шунтирования прокладки, выполненной из диэлектрического материала основы и обечайки, выполненной из магнитодиэлектрической композиции, содержащей полиуретановый эластомер и порошок железа при соотношении компонентов, масс. ч: (58-65) - (35-42) и высотой 2,5-10,0 мм, сохраняется на уровне свойств прототипа, но значительно увеличивается пластичность обечайки. Выполнение по внешнему контуру боковой поверхности основы пазов, а на обечайке по внутреннему контуру гребней, входящих в пазы, образует технологичное в исполнении разъемное механическое соединение основы и обечайки, которое позволяет исключить операцию склеивания.The value of shunting a gasket made of a dielectric base material and a shell made of a magnetodielectric composition containing a polyurethane elastomer and iron powder in the ratio of components, mass. h: (58-65) - (35-42) and a height of 2.5-10.0 mm, remains at the level of the properties of the prototype, but the ductility of the shell increases significantly. The execution along the external contour of the side surface of the base of the grooves, and on the shell along the inner contour of the ridges included in the grooves, forms a detachable mechanical connection of the base and the shell technologically advanced, which eliminates the gluing operation.

Экспериментально установлено, что основа прокладки, выполненной из диэлектрического материала должна иметь большую пластичность при сохранении высокой прочности. Оптимальным в эксплуатации показал материал основы, выполненный из стеклонаполненного полимерного материала имеющего относительную деформацию 3-8% при удлинении, и имеющий прочность на сжатие не менее 200 МПа.It was experimentally established that the base of a gasket made of a dielectric material should have greater ductility while maintaining high strength. Optimum in operation was shown by a base material made of glass-filled polymer material having a relative deformation of 3-8% when elongated, and having a compressive strength of at least 200 MPa.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена прокладка стыковая композиционная, на фиг. 2 сечение А-А.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a butt joint gasket, in FIG. 2 section AA.

Прокладка включает головку 1, шейку 2, подошву 3, а также торцевую 4 и боковые 5 поверхности. Головка 1, шейка 2 и подошва 3 междурельсовой прокладки выполнены в форме, повторяющей форму поперечного сечения соответственно головки, шейки и подошвы стыкуемых рельсов. На торцевой поверхности прокладки находится обечайка 6 из магнитодиэлектрического эластомера. Обечайка 6 из магнитодиэлектрического эластомера частично выступает за контур поперечного сечения стыкуемых рельсов. По внешнему контуру боковой поверхности 4 основы выполнены пазы 7, а на обечайке по внутреннему контуру выполнены гребни 8, которые входят в пазы на основе, образуя разъемное механическое соединение основы и обечайки.The gasket includes a head 1, a neck 2, a sole 3, as well as an end 4 and side 5 surfaces. The head 1, neck 2 and the sole 3 of the rail track are made in a shape that repeats the cross-sectional shape of the head, neck and sole of the joined rails, respectively. On the end surface of the gasket is a shell 6 of a magnetodielectric elastomer. The shell 6 of the magnetodielectric elastomer partially protrudes beyond the cross-sectional contour of the joined rails. Grooves 7 are made along the external contour of the side surface 4 of the base, and ridges 8 are made on the shell along the inner contour, which enter grooves on the base, forming a detachable mechanical connection between the base and the shell.

Изготавливается прокладка раздельно. Сначала изготавливается диэлектрическая основа из стеклонаполненного полимерного материала, а затем в специальной оснастке отливается обечайка 6, магнитодиэлектрический эластомер которой заполняет собой пазы в основе прокладки, образуя соединение внутренней жесткой основы и обечайки 6. Высота выступающей за контур стыкуемых рельсов части обечайки 6 составляет не более 1,0-1,5 мм.The gasket is made separately. First, the dielectric base is made of glass-filled polymeric material, and then, using a special tool, a shell 6 is molded, the magnetodielectric elastomer of which fills the grooves in the core of the gasket, forming a connection between the internal rigid base and the shell 6. The height of the side of the shell 6 protruding beyond the contour of the rails is no more than 1 , 0-1.5 mm.

При прохождении транспортных средств, слой эластичного материала на торцевой поверхности прокладки и выступающий за пределы контура головки рельсов, при контакте с колесами будет утапливаться, вследствие упругой деформации слоя будет происходить большее заполнение зазора эластомером. В результате этого повышается эффект шунтирования, снижается вероятность попадания металлических частиц в зазор стыка. При износе выступающей части эластичного материала, шунтирование магнитного поля в стыке рельса, будет проходить обычным способом.When passing vehicles, a layer of elastic material on the end surface of the strip and protruding beyond the contour of the rail head will be sunk in contact with the wheels, due to the elastic deformation of the layer, a larger filling of the gap with the elastomer will occur. As a result of this, the shunting effect is increased, the probability of metal particles getting into the joint gap is reduced. When the protruding part of the elastic material is worn, the shunting of the magnetic field at the junction of the rail will take place in the usual way.

Полезная модель может быть реализовано с использованием известного из уровня техники технологического оборудования и материалов.The utility model can be implemented using well-known from the prior art technological equipment and materials.

Claims

1. A composite butt gasket having an end and side surfaces, consisting of an electrical insulating base and a magnetodielectric elastic shell fixed to the side surface and protruding beyond the contours of the head, neck and sole of the mating rails, characterized in that the base is made of glass-filled polymer material having a relative 3-8% deformation when fractured, the shell is made of a composition containing a polyurethane elastomer and iron powder with a ratio of components, wt.h : (58-65) - (35-42) and having a shore hardness of 50-75 units on a scale A, the base and the shell are mechanically connected in the form of a spike-groove.

2. The gasket according to claim 1, characterized in that the glass-filled polymer material has a compressive strength of at least 200 MPa.

3. The gasket according to claim 1, characterized in that the glass-filled polymer material has a specific electrical resistance of at least 10 ¹⁰ Ohm · cm.

4. The gasket according to claim 1, characterized in that the contour of the shell in the area of the sole of the joined rails protrudes beyond the contour of the sole, not limited by the butt pads, by 4-5 mm.

5. The gasket according to claim 1, characterized in that grooves are made along the outer contour of the side surface of the base, and ridges are formed on the shell along the inner contour, which enter grooves on the base, forming a detachable mechanical connection between the base and the shell.