RU179450U1 - Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение - Google Patents
Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение Download PDFInfo
- Publication number
- RU179450U1 RU179450U1 RU2017140901U RU2017140901U RU179450U1 RU 179450 U1 RU179450 U1 RU 179450U1 RU 2017140901 U RU2017140901 U RU 2017140901U RU 2017140901 U RU2017140901 U RU 2017140901U RU 179450 U1 RU179450 U1 RU 179450U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- lining
- insulating layer
- joint
- neck
- Prior art date
Links
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 title claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 14
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 56
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000011900 installation process Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
- E01B11/00—Rail joints
- E01B11/54—Electrically-insulating rail joints
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к электрически изолирующим рельсовым стыковым соединениям, устанавливаемым в безстыковом пути без уравнительных пролетов высокоскоростных железных дорог. Технической задачей, на решение которой направлено данное техническое решение, является повышение прочностных, жесткостных, усталостных свойств клееболтового стыка. Для этого каждая стыковая накладка состоит из подобного по форме профилю рельса со стороны его шейки полнопрофильного стального сердечника, а также расположенного в месте контакта с поверхностью рельса электроизоляционного слоя из композиционного материала. Геометрические параметры части накладки, обращенной к шейке рельса, выбраны исходя из максимального заполнения пространства в районе склейки при обеспечении толщины клеевого шва в изолирующем стыке между поверхностью электроизолирующего слоя накладки и рельса от 0,5 до 2,5 мм в районе шейки рельса при плотном контакте по опорным поверхностям в районе головки и подошвы рельса для всего диапазона размера высоты пазух стыкуемых рельсов. Толщина электроизолирующего слоя накладки составляет от 1,5 до 2,5 мм. Он изготавливается методом наслаивания на стальной сердечник полимерного композиционного материала, имеющего температуру стеклования от плюс 60 до плюс 250°С и коэффициент армирования от 0,3, до 0,8.
Description
Полезная модель относится к верхнему строению железнодорожного пути, а именно к электрически изолирующим рельсовым стыковым соединениям, устанавливаемым в безстыковом пути без уравнительных пролетов высокоскоростных железных дорог.
Известно, принятое за прототип электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение - патент РФ №173925, содержащее электрически изолированные накладки, расположенные по обеим сторонам стыкуемых концов рельсов, стянутые между собою и соединяемыми рельсами с помощью электрически изолированных стяжных крепежных элементов, пропущенных сквозь соосные отверстия, выполненные в шейках рельсов и накладках, при этом каждая накладка выполнена со стальной обечайкой, прилегающей к рельсу, и полнопрофильным стальным сердечником, подобными по форме профилю рельса со стороны его шейки, причем электрическая изоляция накладки выполнена с помощью электроизолирующего слоя, размещенного между упомянутыми обечайкой и сердечником, а наружная поверхность сердечника выполнена вертикально плоской, при этом монтажные зазоры между контактными поверхностями элементов соединения заполнены клеевой композицией; наружная поверхность полнопрофильного стального сердечника каждой накладки выступает за пределы головки рельса, при этом сердечник по всей длине в районе головки рельса имеет выемку для пропуска гребня колеса подвижного состава, а в районе подошвы рельса уступ для установки стальных клемм рельсовых скреплений; между стыкуемыми рельсами расположена стыковая прокладка из диэлектрического материала, стальная обечайка каждой из накладок состоит из двух частей, расположенных с зазором в районе стыковой прокладки.
Существенными признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками предлагаемого решения, являются следующие - электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение (клееболтовой стык), содержащее электрически изолированные накладки, расположенные по обеим сторонам стыкуемых концов рельсов, стянутые между собою и соединяемыми рельсами с помощью электрически изолированных стяжных крепежных элементов, пропущенных сквозь соосные отверстия, выполненные в шейках рельсов и накладках, при этом каждая накладка состоит из подобного по форме профилю рельса со стороны его шейки стального сердечника, а также расположенного между ними электроизоляционного слоя из композиционного материала, а наружная поверхность сердечника выполнена вертикально плоской, при этом монтажные зазоры между контактными поверхностями элементов соединения заполнены клеевой композицией; наружная поверхность стального сердечника каждой накладки выступает за пределы головки рельса, при этом сердечник по всей длине в районе головки рельса имеет выемку для пропуска гребня колеса подвижного состава, а в районе подошвы рельса уступ для установки стальных клемм рельсовых скреплений; между стыкуемыми рельсами расположена стыковая прокладка из диэлектрического материала.
Известная из прототипа металлокомпозитная накладка в поперечном сечении выполнена из 3-х частей - стального сердечника, слоя композитного материала, а также стальной обечайки. При этом стальная обечайка, находясь между клеевым слоем со стороны рельса и клеевым электроизоляционным слоем стороны сердечника, как показали исследования, существенно не влияет на целостность стыка и служит только по сути предмонтажной защитой электроизоляционного слоя, требуя при этом значительного количества добавочных операций для ее изготовления, подготовки к склеиванию, монтажу и т.п. При этом за счет ее наличия снижается момент инерции и момент сопротивления изгибу накладки.
Технической задачей, на решение которой направлено данное техническое решение является повышение прочностных, жесткостных, усталостных свойств стыка, а также упрощение процесса монтажа, снижение затрат на оборудование и сокращение времени сборки клееболтового изолирующего стыка.
Поставленная техническая задача решается тем, что в электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение (клееболтовой стык), содержащее электрически изолированные накладки, расположенные по обеим сторонам стыкуемых концов рельсов, стянутые между собою и соединяемыми рельсами с помощью электрически изолированных стяжных крепежных элементов, пропущенных сквозь соосные отверстия, выполненные в шейках рельсов и накладках, при этом каждая накладка состоит из подобного по форме профилю рельса со стороны его шейки стального сердечника, а также расположенного между ними электроизоляционного слоя из композиционного материала, а наружная поверхность сердечника выполнена вертикально плоской, при этом монтажные зазоры между контактными поверхностями элементов соединения заполнены клеевой композицией; наружная поверхность стального сердечника каждой накладки выступает за пределы головки рельса, при этом сердечник по всей длине в районе головки рельса имеет выемку для пропуска гребня колеса подвижного состава, а в районе подошвы рельса уступ для установки стальных клемм рельсовых скреплений; между стыкуемыми рельсами расположена стыковая прокладка из диэлектрического материала, в отличие от прототипа, электроизолирующий слой каждой накладки изготовлен методом наслаивания (напрессовки) на подобный по форме профилю рельса со стороны его шейки стальной сердечник накладки полимерного композиционного материала, имеющего температуру стеклования от +60°С до +250°С и коэффициент армирования от 0,3 до 0,8, толщина электроизолирующего слоя составляет от 1,5 до 2,5 мм, он расположен в месте непосредственного контакта с поверхностями пазух стыкуемых рельсов, включая шейку и опорные поверхности рельсов; геометрические параметры части каждой накладки, обращенной к шейке рельса, выбраны исходя из максимального заполнения пазухи в районе склейки при обеспечении толщины клеевого шва в изолирующем стыке между поверхностью электроизолирующего слоя накладки и рельса от 0,5 до 2,5 мм в районе шейки рельса при плотном контакте по опорным поверхностям в районе головки и подошвы рельса для всего диапазона размера высоты пазух стыкуемых рельсов.
Дополнительно для обеспечения максимального качества склеивания стыка внешняя поверхность электроизоляционного слоя каждой металлокомпозитной накладки сформирована с помощью жертвенного слоя, закладываемого в процессе изготовления накладки на наружной поверхности электроизолирующего слоя, выполненного с возможностью удаления непосредственно перед сборкой стыка; при этом жертвенный слой выполнен с возможностью формирования текстурированной наружной поверхности электроизоляционного слоя с обеспечением шероховатости со средним арифметическим отклонением профиля поверхности Ra от 3 до 40 мкм и максимальной высотой неровностей профиля поверхности Rz от 15 до 200 мкм. Жертвенный (разделительный, защитный) слой - финишный слой в композиционном материале, который после отверждения легко удаляется с поверхности изделия, оставляя чистую, без пыли и грязи, текстурированную поверхность, устраняющий необходимость в зачистке и подготовке детали для дальнейшей сборки (склейки).
Дополнительно для обеспечения максимальных прочностных характеристик стального сердечника каждой металлокомпозитной накладки его профиль образован восьмью поверхностями - поверхностью, подобной по форме профилю рельса со стороны его шейки, двумя скруглениями, верхней и нижней опорными поверхностями с уклоном 1:4, скосом под углом 50°±15° от горизонтальной плоскости в районе головки рельса для пропуска гребня колеса подвижного состава, вертикальной наружной поверхностью, выступающей за пределы головки рельса, для размещения опорных частей крепежных элементов и уступом под углом 30°±15° от вертикальной плоскости в районе подошвы рельса для установки стальных клемм рельсовых скреплений.
Благодаря наличию данных отличительных признаков достигается следующий технический результат: за счет увеличения размеров стального сердечника, увеличивается его момент инерции и момент сопротивления изгибу, и соответственно существенно повышается жесткость и усталостная прочность накладки, а соответственно и эксплуатационная надежность самого стыка. Это также повышает шунтирующие свойства изолирующей накладки, а, следовательно, электроизолирующие и магнитопроводные свойства соединения. Уменьшение количества элементов, а, следовательно, и количества соединений (поверхностей склеивания) в конструкции накладки за счет исключения внешних стальных обечаек дает улучшение технологичности производства, повышение точности изготовления и приводит к увеличению усталостной прочности накладки и клееболтового стыка в целом. Дополнительно за счет предварительно подготовленной (с помощью жертвенного слоя) для склейки поверхности накладок, увеличивается качество склейки стыка, а также существенно уменьшается время и упрощаются условия монтажа, т.к. в противном случае, для обеспечения адгезии поверхности накладок перед склейкой необходимо было бы, например, зашкуривать и обезжиривать. Также за счет предложенного профиля стального сердечника достигаются его максимальные прочностные и жесткостные характеристики.
В предлагаемой конструкции накладки электроизолирующий слой изготавливается методом наслаивания (напрессовки) на стальной сердечник полимерного композиционного материала, имеющего температуру стеклования (температура, при которой полимер при охлаждении переходит из высокоэластического или вязкотекучего в стеклообразное состояние) от +60°С до +250°С и коэффициент армирования (отношение объема, занятого армирующими волокнами (стеклонаполнителем), к объему полимерного материала) от 0,3 до 0,8, что позволяет обеспечить требуемые прочностные характеристики - его модуль упругости при поперечном сжатии от 6000 МПа до 12000 МПа и предел пропорциональности при поперечном сжатии от 120 МПа до 400 МПа в диапазоне рабочих температур от -60°С до +60°С. При этом полимерный материал с меньшим, чем указано, значением температуры стеклования при достижении в эксплуатации рельсами и накладками в изолирующем стыке температуры +60°С, что характерно для верхнего строения пути в летний период, практически скачкообразно перейдет в пластичное состояние. У полимерных материалов с температурой стеклования больше +250°С наблюдается резкое снижение деформационных свойств, то есть материал становится хрупким. Коэффициент армирования меньше 0,3 характерен для не конструкционных полимерных материалов с хаотичным расположением стеклонаполнителя (например, на основе стекломата), что приводит к увеличению прогиба изолирующего стыка под действием поперечной нагрузки от подвижного состава, а коэффициент армирования больше 0,8 характерен для полимерных материалов с расположением армирующих волокон в одном направлении (например, на основе однонаправленного ровинга), что может вызвать растрескивание электроизолирующего слоя на опорных поверхностях накладки от ударных воздействий при прохождении подвижного состава.
Минимальная толщина изолирующего слоя накладки на опорных поверхностях 1,5 мм обусловлена обеспечением достаточной прочности электроизолирующего слоя при перемещении накладок как при их производстве, так и при их транспортировке и монтаже стыков, а также его восстановления (ремонта) клеем в местах возможных повреждений. Толщина электроизолирующего слоя накладки на опорных поверхностях больше 2,5 мм приводит к уменьшению жесткости изолирующего стыка с соответствующими последствиями при его эксплуатации. К тому же увеличение толщины изолирующего слоя отводит стальной сердечник от шейки рельса, что способствует снижению магнитной проводимости стыка.
За счет, по сути, замены стальной обечайки жертвенным слоем, увеличиваются размеры стального сердечника (за счет более полного заполнения пазухи рельса), что дает увеличение его момента инерции и момента сопротивления изгибу, и соответственно существенно повышает жесткость и усталостную прочность накладки. Это также повышает шунтирующие свойства изолирующей накладки, а, следовательно, электроизолирующие и магнитопроводные свойства соединения. Уменьшение количества элементов, а, следовательно, и количества соединений (поверхностей склеивания) в конструкции накладки за счет исключения внешних стальных обечаек дает улучшение технологичности производства, повышение точности изготовления и приводит к увеличению усталостной прочности накладки и клееболтового стыка в целом.
Жертвенный (разделительный, защитный) слой - финишный слой в композиционном материале, который после отверждения легко удаляется с поверхности изделия, оставляя чистую, без пыли и грязи, текстурированную поверхность, устраняющий необходимость в зачистке и подготовке детали для дальнейшей сборки (склейки). При этом жертвенный слой выполнен с возможностью формирования текстурированной наружной поверхности электроизоляционного слоя (за счет заполнения смолой внутренней текстурированной поверхности жертвенного слоя при формовании) с обеспечением шероховатости со средним арифметическим отклонением профиля поверхности Ra от 3 до 40 мкм и максимальной высотой неровностей профиля поверхности Rz от 15 до 200 мкм. При шероховатости меньше Ra=3 мкм и Rz=15 мкм будет снижаться адгезия клея к электроизолирующему слою накладки, следовательно, предел прочности клеевого соединения при сдвиге так же будет ниже. При шероховатости больше Ra=40 мкм и Rz=200 мкм будет нарушаться структура несущих слоев электроизолирующего слоя накладки и снижаться его прочность при межслоевом сдвиге. Жертвенный слой может быть выполнен на основе полиамидной (нейлоновой) или полиэфирной жертвенной ткани с поверхностной плотностью от 50 г/см2 до 900 г/см2, с максимальной рабочей температурой от +110°С до +280°С, например производства компаний Leadgo или Stevik. Текстуру и шероховатость наружной поверхности электроизолирующего слоя определяет диаметр волокон, из которых состоит армирующий наполнитель жертвенного слоя и тип его переплетения. Жертвенный слой толщиной менее 0,06 мм не может обеспечить минимально необходимую текстуру и шероховатость наружной поверхности электроизолирующего слоя, так как должен состоять из волокон диаметром менее 0,03 мм, что меньше минимально требуемого параметра шероховатости Ra 3 мкм. Жертвенный слой толщиной более 5,0 мм, состоящий, например, из скрученных в жгут диаметром более 2,5 мм волокон, будет давать текстуру и шероховатость наружной поверхности электроизолирующего слоя больше допустимой Ra 40 мкм, а значит нарушать структуру несущих слоев электроизолирующего слоя накладки и снижаться его прочность при межслоевом сдвиге. Защитный жертвенный слой более 5,0 мм становится настолько жестким и упругим, что его чрезвычайно сложно интегрировать в электроизоляционный слой при изготовлении накладки, имеющей сложную форму поверхности, обращенной к шейке рельса. То есть ухудшается технологичность изготовления накладки. Кроме того, в процессе хранения и транспортировки из-за возможных в нем внутренних напряжений, образовавшихся при изготовлении, он может самопроизвольно отделиться от поверхности электроизоляционного слоя, то есть защита будет нарушена.
Предлагаемое техническое решение может быть использовано в клееболтовых изолирующих стыках, предназначенных для электрической изоляции одного блок-участка бесстыкового или звеньевого железнодорожного пути, оборудованного электрическими рельсовыми цепями, от другого.
Решение поясняется рисунком, на котором изображен общий вид электрически изолирующего неразъемного рельсового стыкового соединения (клееболтового стыка) и его поперечный разрез.
Изображенное на рисунке электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение содержит стыкуемые рельсы 1, изолирующие накладки 2, расположенные по обеим сторонам стыкуемых концов рельсов 1, стянутые между собою и соединяемыми рельсами 1 с помощью электрически изолированных втулками 3 (могут быть установлены как в отверстия в шейке 9 рельса 1, так и в отверстия накладки 2) стяжных крепежных элементов (болтов) 4, пропущенных сквозь соосные отверстия 5, выполненные в шейках 9 рельсов 1 и накладках 2. Каждая накладка 2 изготовлена в заводских условиях методом наслаивания (напрессовки) на стальной сердечник 8 электроизолирующего слоя 7. При этом перед прессованием на уложенные слои препрега (изготавливается на специальной пропиточной установке, где стеклоткань пропитывается полимерным составом) укладывается жертвенный (разделительный, защитный) слой7 создающий текстуру с заданной шероховатостью на поверхности изделия, устраняющий необходимость в зачистке и подготовке детали для дальнейшей сборки (склейки). Накладка 2 в местах прилегания к рельсу 1 имеет форму подобную форме профиля рельса 1 со стороны его шейки 9. Наружная же поверхность накладки 2 (по сути стального сердечника 8 каждой накладки 2) выступает за пределы головки 10 рельса 1. При этом сердечник 8 по всей длине в районе головки 10 рельса 1 имеет выемку 11 для пропуска гребня колеса подвижного состава (на рисунках не приведен), а в районе подошвы 12 рельса 1 уступ 13 для установки стальных клемм современных типов рельсовых скреплений (на рисунках не приведены). Выемка 11 и уступ 13 могут быть выполнены как радиусными, так и плоскими поверхностями. Между стыкуемыми рельсами 1 расположена стыковая прокладка 6 из диэлектрического материала. Геометрические параметры части накладки 2, обращенной к шейке 9 рельса 1, выбраны исходя из обеспечения толщины клеевого шва 14 (монтажного зазора) в изолирующем стыке между поверхностью электроизолирующего слоя 7 накладки 2 и рельса 1 от 0,5 до 2,5 мм в районе шейки 9 рельса 1 при плотном контакте по опорным поверхностям в районе головки 10 и подошвы 12 рельса 1 для всего диапазона размера высоты пазух стыкуемых рельсов. Для получения требуемых геометрических параметров внутренней части накладки 2 толщина ее электроизолирующего слоя составляет от 1,5 до 2,5 мм. Металлические сердечники 8 могут быть изготовлены как из горячекатаной заготовки специального профиля (как существующие аналоги), так и методом механической обработки из стандартного профильного проката (полоса, лист), особенно в случае применения выемки 11 и уступа 13 плоской формы, что позволяет использовать более дешевое и/или более доступное сырье.
Для достижения максимального шунтирующего эффекта толщину стального сердечника 8 накладки 2 следует выбирать исходя из превышения площади его поперечного сечения над половиной площади поперечного сечения рельса 1, соответственно из условия превышения площади поперечного сечения сердечников 8 двух накладок 2 над площадью поперечного сечения рельса 1. Так, например, удвоенная площадь поперечного сечения сердечника 8 накладки 2 для рельса типа Р65 составит 8812 кв. мм, что больше площади поперечного сечения рельса 1 типа Р65, составляющей 8265 кв. мм, и обеспечивает достаточный шунтирующий эффект.
Электроизолирующий слой 7 накладки изготавливается методом наслаивания (напрессовки) на стальной сердечник 8 полимерного композиционного материала, имеющего температуру стеклования не менее +60°С, но не более +200°С и коэффициент армирования не менее 0,3, но не более 0,8, что позволяет обеспечить его модуль упругости при поперечном сжатии от 6000 МПа до 12000 МПа и предел пропорциональности при поперечном сжатии от 120 МПа до 400 МПа, выполненного из препрега на основе полимерных связующих и стеклонаполнителя, обеспечивающих указанные характеристики.
Профиль сердечника 8 накладки образован всего 8 восьмью поверхностями: поверхностью, подобной по форме профилю рельса со стороны его шейки 9, двумя скруглениями, верхней и нижней опорными поверхностями с уклоном 1:4, скосом под углом 50°±15° от горизонтальной плоскости в районе головки 10 рельса для пропуска гребня колеса подвижного состава, вертикальной наружной поверхностью, выступающей за пределы головки 10 рельса, для размещения опорных частей крепежных элементов 4 и уступом под углом 30°±15° от вертикальной плоскости в районе подошвы 12 рельса для установки стальных клемм рельсовых скреплений. В отличие от аналогов, сердечники которых имеют: 12 (накладка компании Electro Thermit), 13 (накладка компании LB Foster), 15 (накладки компании «ПЛАСТРОН-Ко») и 18 (накладки ИП65) образующих поверхностей соответственно. Это дает возможность изготавливать сердечник 8 как из горячекатаной заготовки специального профиля (как существующие аналоги), так и методом механической обработки из стандартного профильного проката (полоса, лист), что позволит использовать более дешевое и/или более доступное сырье.
Структура жертвенного слоя формирует текстурированную наружную поверхность электроизоляционного слоя с шероховатостью не менее Ra 3 мкм, но не более Ra 40 мкм (среднее арифметическое отклонение профиля поверхности) и не менее Rz 15 мкм, но не более Rz 200 мкм (максимальная высота неровностей профиля) для повышения адгезии и обеспечения энергии разрушения клеевого соединения при сдвиге от 0,2 Дж/см2 до 1,6 Дж/см2.
Уменьшение количества элементов, а, следовательно, и количества соединений (поверхностей склеивания) в конструкции накладки за счет исключения внешних стальных обечаек дает улучшение технологичности производства, повышение точности изготовления и приводит к увеличению усталостной прочности накладки и клееболтового стыка в целом.
Наличие защитного жертвенного слоя, закладываемого в процессе формования, на наружной поверхности изолирующей обечайки накладки, подлежащей склеиванию со стыкуемыми рельсами, и удаляемого с ее поверхности непосредственно перед монтажом, исключает необходимость специальной подготовки ее поверхности под склеивание механической или абразивной обработкой для повышения адгезии в клеевом соединении. Это существенно упрощает процесс и повышает качество монтажа клееболтового изолирующего стыка с использованием металлокомпозитных накладок без стальных обечаек, снижает затраты на оборудование и время сборки. При этом расширяются возможности монтажа, так как сборка клееболтовых изолирующих стыков с металлокомпозитными накладками без стальных обечаек может производиться не только в условиях стационарного производства, но и в «полевых» условиях на действующем пути при перерыве в движении поездов, а также в рельсовых плетях, выгруженных в середину колеи железнодорожного пути.
Монтаж электрически изолирующего неразъемного рельсового стыкового соединения производится на специализированных предприятиях или в действующем железнодорожном пути следующим образом:
Рельсы 1 в местах склейки подвергаются абразивной обработке (твердой крошкой или углошлифовальной машинкой с абразивным диском) до требуемой шероховатости и обезжириваются. Накладки 2 с жертвенным слоем в дополнительной подготовке поверхности к склеиванию не нуждаются, с них просто удаляется жертвенный слой. На поверхность рельсов 1 и накладок 2 наносится специальная клеевая композиция. Металлокомпозитные накладки 2 устанавливаются в пазухи стыкуемых рельсов 1 и стягиваются высокопрочными стыковыми болтами 4, электроизолированными при помощи втулок 3 установленных в отверстия стыкуемых рельсов 1 или в отверстия накладок 2. Затяжка болтов 4 осуществляется определенным крутящим моментом и в определенной последовательности, установленной технической документацией. После сборки клееболтовой стык проходит обязательную термообработку в печи или в специальном нагревательном устройстве. Использование жертвенного слоя расширяются возможности монтажа, так как сборка клееболтовых изолирующих стыков данной конструкции может производиться не только в условиях стационарного производства, но и в «полевых» условиях на действующем пути при перерыве в движении поездов, а также в рельсовых плетях, выгруженных в середину колеи железнодорожного пути.
Клееболтовой изолирующий стык с безобечаечными металлокомпозитными накладками при полностью затянутых стыковых болтах выдерживает без разрушения вертикальную осевую нагрузку от колесной пары подвижного состава не менее 250 кН и продольную растягивающую или сжимающую нагрузку не менее 2300 кН.
Claims (3)
1. Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение, содержащее электрически изолированные накладки, расположенные по обеим сторонам стыкуемых концов рельсов, стянутые между собою и соединяемыми рельсами с помощью электрически изолированных стяжных крепежных элементов, пропущенных сквозь соосные отверстия, выполненные в шейках рельсов и накладках, при этом каждая накладка состоит из подобного по форме профилю рельса со стороны его шейки стального сердечника, а также расположенного между ними электроизоляционного слоя из композиционного материала, а наружная поверхность сердечника выполнена вертикально плоской, при этом монтажные зазоры между контактными поверхностями элементов соединения заполнены клеевой композицией, наружная поверхность стального сердечника каждой накладки выступает за пределы головки рельса, при этом сердечник по всей длине в районе головки рельса имеет выемку для пропуска гребня колеса подвижного состава, а в районе подошвы рельса уступ для установки стальных клемм рельсовых скреплений, между стыкуемыми рельсами расположена стыковая прокладка из диэлектрического материала, отличающееся тем, что электроизолирующий слой каждой накладки изготовлен методом наслаивания на подобный по форме профилю рельса со стороны его шейки стальной сердечник накладки полимерного композиционного материала, имеющего температуру стеклования от +60°C до +250°C и коэффициент армирования от 0,3 до 0,8, толщина электроизолирующего слоя составляет от 1,5 до 2,5 мм, он расположен в месте непосредственного контакта с поверхностями пазух стыкуемых рельсов, включая шейку и опорные поверхности рельсов, геометрические параметры части каждой накладки, обращенной к шейке рельса, выбраны исходя из максимального заполнения пазухи в районе склейки при обеспечении толщины клеевого шва в изолирующем стыке между поверхностью электроизолирующего слоя накладки и рельса от 0,5 до 2,5 мм в районе шейки рельса при плотном контакте по опорным поверхностям в районе головки и подошвы рельса для всего диапазона размера высоты пазух стыкуемых рельсов.
2. Соединение по п.1, отличающееся тем, что внешняя поверхность электроизоляционного слоя каждой металлокомпозитной накладки сформирована с помощью жертвенного слоя, закладываемого в процессе изготовления накладки на наружной поверхности электроизолирующего слоя, выполненного с возможностью удаления непосредственно перед сборкой стыка, при этом жертвенный слой выполнен с возможностью формирования текстурированной наружной поверхности электроизоляционного слоя с обеспечением шероховатости со средним арифметическим отклонением профиля поверхности Ra от 3 до 40 мкм и максимальной высотой неровностей профиля поверхности Rz от 15 до 200 мкм.
3. Соединение по любому из пп.1-2, отличающееся тем, что профиль стального сердечника каждой металлокомпозитной накладки образован восьмью поверхностями – поверхностью, подобной по форме профилю рельса со стороны его шейки, двумя скруглениями, верхней и нижней опорными поверхностями с уклоном 1:4, скосом под углом 50°±15° от горизонтальной плоскости в районе головки рельса для пропуска гребня колеса подвижного состава, вертикальной наружной поверхностью, выступающей за пределы головки рельса, для размещения опорных частей крепежных элементов и уступом под углом 30°±15° от вертикальной плоскости в районе подошвы рельса для установки стальных клемм рельсовых скреплений.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140901U RU179450U1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017140901U RU179450U1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179450U1 true RU179450U1 (ru) | 2018-05-15 |
Family
ID=62151871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017140901U RU179450U1 (ru) | 2017-11-24 | 2017-11-24 | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179450U1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3952948A (en) * | 1972-05-22 | 1976-04-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Adhesively bonded rail joint |
RU81968U1 (ru) * | 2008-09-16 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ Информационные Технологии" | Соединитель изолирующий композиционный |
RU171213U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" | Металлокомпозитная накладка клееболтового изолирующего стыка |
RU173925U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение |
-
2017
- 2017-11-24 RU RU2017140901U patent/RU179450U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3952948A (en) * | 1972-05-22 | 1976-04-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Adhesively bonded rail joint |
RU81968U1 (ru) * | 2008-09-16 | 2009-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ Информационные Технологии" | Соединитель изолирующий композиционный |
RU171213U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-05-24 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" | Металлокомпозитная накладка клееболтового изолирующего стыка |
RU173925U1 (ru) * | 2016-12-27 | 2017-09-19 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический испытательный центр АпАТэК-Дубна" | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104746392B (zh) | 一种新型高强度高抗剪切合成轨枕及其制备方法 | |
JP2006265841A (ja) | 軌道パッド | |
RU2671893C1 (ru) | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение | |
CN101555674A (zh) | 铁路轨下用减振复合橡胶垫板及其制备方法 | |
RU179653U1 (ru) | Металлокомпозитная накладка клееболтового изолирующего стыка | |
RU179450U1 (ru) | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение | |
RU171213U1 (ru) | Металлокомпозитная накладка клееболтового изолирующего стыка | |
RU2671892C1 (ru) | Металлокомпозитная накладка клееболтового изолирующего стыка | |
US11639584B2 (en) | Composite rail joint end post | |
RU173925U1 (ru) | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение | |
CN211663236U (zh) | 一种碳纤维复合材料轮对提吊 | |
CN204455726U (zh) | 一种新型高强度高抗剪切合成轨枕 | |
CA2753476C (en) | Composite rail joint end post | |
CN201459540U (zh) | 轨道胶接绝缘接头 | |
JP4881057B2 (ja) | レール継ぎ目用絶縁プレート | |
RU81968U1 (ru) | Соединитель изолирующий композиционный | |
JP2611804B2 (ja) | 接着用継目板及びレール継目用接着剤とそれらを用いた現場接着継目の製造法 | |
JP5851171B2 (ja) | 鉄道用レールの連結構造 | |
RU105303U1 (ru) | Изолирующий стык | |
RU2409722C1 (ru) | Изолирующий стык | |
CN112030621A (zh) | 一种防杂散电流轨道扣件用复合铁垫板 | |
RU163717U1 (ru) | Изолирующий стык | |
RU48329U1 (ru) | Электрически изолирующее неразъемное рельсовое стыковое соединение | |
JP3002094U (ja) | 接着式レ−ル絶縁継目用絶縁レ−ル形 | |
RU122660U1 (ru) | Стык изолирующий композиционный |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MG9K | Termination of a utility model due to grant of a patent for identical subject |
Ref document number: 2671893 Country of ref document: RU Effective date: 20181107 |