RU195868U1

RU195868U1 - SLEEPER

Info

Publication number: RU195868U1
Application number: RU2019142711U
Authority: RU
Inventors: Ханлар Шахлар оглы Бабаханов; Владимир Федорович Тарабрин; Антон Андреевич Абрамов
Original assignee: Ханлар Шахлар оглы Бабаханов
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-02-07

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного строительства. Шпала в соответствии с полезной моделью выполнена в форме удлиненного прямоугольного параллелепипеда из полимерного композита, содержащего полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности, в качестве которых использованы переработанные полимеры из отходов соответствующих производств. В полимерном композите полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности содержатся при соотношении от 15 до 25 мас. % и от 75 до 85 мас. % соответственно. В нижней и боковых (1) гранях шпалы по всей их поверхности выполнены углубления (2) цилиндрической формы. Их размеры выбраны из условия обеспечения возможности захода в них отдельных фрагментов фракций верхнего балласта пути при размещении на нем шпалы. Вокруг выходного отверстия каждого из углублений (2) выполнен круглый буртик (3). Такое выполнение шпалы, заключающееся во взаимосвязанном сочетании наличия указанных углублений (2) и круглых буртиков (3) с указанным материалом, обеспечивает повышение эксплуатационной эффективности шпалы с одновременным повышением ее технологичности при изготовлении. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to the field of railway construction. The sleeper in accordance with the utility model is made in the form of an elongated rectangular parallelepiped made of a polymer composite containing high density polyethylene and low density polyethylene, which are used as recycled polymers from waste from the corresponding industries. In the polymer composite, high density polyethylene and low density polyethylene are contained in a ratio of 15 to 25 wt. % and from 75 to 85 wt. % respectively. In the lower and lateral (1) faces of the sleepers, recesses (2) of a cylindrical shape are made over their entire surface. Their sizes are selected from the condition of ensuring the possibility of entry of individual fragments of fractions of the upper ballast of the track when placing sleepers on it. Around the outlet of each of the recesses (2) there is a round bead (3). This embodiment of the sleepers, which consists in an interconnected combination of the presence of these recesses (2) and round shoulders (3) with the specified material, increases the operational efficiency of the sleepers while increasing its manufacturability. 2 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного строительства, а более конкретно - к верхнему строению железнодорожного пути, и может быть использована при изготовлении шпал из композитного материала.The utility model relates to the field of railway construction, and more specifically to the upper structure of the railway track, and can be used in the manufacture of sleepers from composite material.

Известны различные шпалы, отличающиеся выполнением тех или иных конструктивных элементов и материалом для их изготовления.There are various sleepers, characterized by the performance of various structural elements and material for their manufacture.

Ранее получили, например, широкое распространение деревянные шпалы (например, Ефименко Ю.И. и др. Общий курс железных дорог. М., «Академия», 2005, с. 55-56). Такие шпалы относительно хорошо выдерживают статические и динамические нагрузки, однако они сильно подвержены воздействию грибков и атмосферным воздействиям и поэтому недолговечны, требуют частого наблюдения и обслуживания для предотвращения аварий. Использование для повышения их долговечности консервантов, преимущественно креозота, делает их экологически опасными. Такие шпалы неперспективны и с точки зрения уничтожения лесных запасов для производства шпал.Earlier, for example, wooden sleepers were widely used (for example, Efimenko Yu.I. et al. General course of railways. M., "Academy", 2005, p. 55-56). Such sleepers can withstand static and dynamic loads relatively well, however they are highly susceptible to fungal and atmospheric influences and therefore short-lived, require frequent monitoring and maintenance to prevent accidents. The use of preservatives, mainly creosote, to increase their durability makes them environmentally hazardous. Such sleepers are unpromising from the point of view of destruction of forest reserves for the production of sleepers.

Получили распространение также бетонные (например, RU 2353724 С1, 2009) и железобетонные (например, RU 2293810 С1, 2007) шпалы. Однако такие шпалы имеют значительный вес, неудобны в установке, эксплуатации и обслуживании, имеют высокую себестоимость изготовления. Кроме того, они обладают повышенной жесткостью, со временем растрескиваются, имеют низкую коррозионную стойкость, что при эксплуатации приводит к появлению дефектов пути и уменьшению срока его службы до ремонта. Такие шпалы требуют частого наблюдения и обслуживания.Concrete sleepers (for example, RU 2353724 C1, 2009) and reinforced concrete sleepers (for example, RU 2293810 C1, 2007) also gained distribution. However, such sleepers have considerable weight, are inconvenient in installation, operation and maintenance, and have high manufacturing costs. In addition, they have increased rigidity, crack over time, and have low corrosion resistance, which during operation leads to the appearance of path defects and a decrease in its service life before repair. Such sleepers require frequent monitoring and maintenance.

Улучшение основных эксплуатационных характеристик шпал обеспечивает использование в качестве их материала полимерных композиций. Известны шпалы с различными полимерными композициями. Известна, например, шпала, выполненная в форме бруса, в качестве композитного материала которой использована полимерно-песчаная смесь (RU 112204 U1, 2012). Известны шпалы из композитного материала на основе полистирола и полиолефиновых компонентов (например, US 6191228 В1, 2001). Известна шпала, выполненная со сплошными гранями, имеющая форму удлиненного прямоугольного параллелепипеда из полимерного композита, образованного армирующим наполнителем, в качестве которого выбран тальк, и полимерной матрицей, представляющей собой смесь полимеров, в качестве которых выбраны полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкой плотности, полипропилен и линейный полиэтилен низкой плотности (US 20050031848 А1, 2005). В этой шпале все грани выполнены сплошными. Для полимерного композита помимо полиэтилена высокой плотности (HDPE), полиэтилена низкой плотности (LDPE), полипропилена (РР) и линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE) могут использоваться также поливинилхлорид (PVC), этиленвинилацетат (EVA), полиэтилен с высоким молекулярным весом (HMW) и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS). При этом возможны их различные комбинации. Такие шпалы обладают хорошими показателями прочности, износостойкости и высокой точностью геометрических характеристик.Improving the basic performance characteristics of sleepers ensures the use of polymer compositions as their material. Sleepers with various polymer compositions are known. For example, a sleeper made in the form of a bar is known, the polymer-sand mixture being used as a composite material (RU 112204 U1, 2012). Known cross ties made of a composite material based on polystyrene and polyolefin components (for example, US 6191228 B1, 2001). Known sleepers made with solid faces, having the shape of an elongated rectangular parallelepiped made of a polymer composite formed by a reinforcing filler, which is selected as talc, and a polymer matrix, which is a mixture of polymers, which are selected as high density polyethylene, low density polyethylene, polypropylene and linear low density polyethylene (US 20050031848 A1, 2005). In this sleeper, all faces are solid. For a polymer composite, in addition to high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), polypropylene (PP) and linear low density polyethylene (LLDPE), polyvinyl chloride (PVC), ethylene vinyl acetate (EVA), high molecular weight polyethylene (HMW) can also be used ) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS). In this case, their various combinations are possible. Such sleepers have good strength, wear resistance and high accuracy of geometric characteristics.

Общим недостатком таких шпал является недостаточная устойчивость к продольным и поперечным смещениям при эксплуатации на пути из-за низкого сцепления ее нижней и боковых сплошных граней с верхним балластом пути, что снижает ее эксплуатационную эффективность. При этом со временем под действием атмосферных процессов и динамических нагрузок от подвижных единиц железнодорожных составов, снижается прочность крепления рельсов к шпалам, уменьшается стабильность положения рельсошпальной решетки и ухудшается балансировка рельсового пути.A common drawback of such sleepers is the lack of resistance to longitudinal and transverse displacements during operation on the track due to the low adhesion of its lower and lateral solid faces to the upper ballast of the track, which reduces its operational efficiency. At the same time, under the influence of atmospheric processes and dynamic loads from rolling units of trains, the strength of fastening rails to sleepers decreases, the stability of the rail-sleeper position decreases, and the balancing of the rail track deteriorates.

Для повышения такой устойчивости используют различные технические приемы, преимущественно заключающиеся в выполнении в нижней (опорной) грани шпалы углублений, например, в виде ячеек.To increase this stability, various techniques are used, mainly consisting in the implementation of recesses in the lower (supporting) face of the sleepers, for example, in the form of cells.

Известна, например, шпала, выполненная трапецеидальной формы из композиционного полимерного материала и содержащая металлическую арматуру, в которой поверхность ее нижней грани выполнена в виде ячеистой сотовидной структуры с ячейками площадью 14-20 см под элементы балласта верхнего строения пути (RU 132452 U1, 2013). Наличие ячеек повышает сцепление с балластом верхнего строения пути, однако большой размер ячеек не позволяет обеспечить наилучшее сцепление из-за эффекта проскальзывания фракций (частей) балласта одна относительно другой. Такая шпала недостаточно устойчива на пути из-за низкого сцепления ее нижней и особенно боковых сплошных (гладких) граней с верхним балластом пути. Кроме того, наличие ячеек снижает прочностные характеристики шпалы, для повышения которых используют дополнительную металлическую арматуру.Known, for example, is a trapezoidal sleeper made of composite polymer material and containing metal reinforcement, in which the surface of its lower face is made in the form of a honeycomb honeycomb structure with cells of 14-20 cm in size for ballast elements of the upper track structure (RU 132452 U1, 2013) . The presence of cells increases adhesion to the ballast of the upper track structure, however, the large size of the cells does not allow for the best adhesion due to the slippage effect of the fractions (parts) of the ballast relative to one another. Such a railroad tie is not sufficiently stable on the way due to the low adhesion of its lower and especially lateral continuous (smooth) faces with the upper ballast of the track. In addition, the presence of cells reduces the strength characteristics of the sleepers, to increase which use additional metal reinforcement.

Из известных шпал наиболее близкой к предложенному является шпала, выполненная в форме удлиненного прямоугольного параллелепипеда из полимерного композита, содержащего полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности, в нижней и боковых гранях которой по всей их поверхности выполнены углубления с размерами, выбранными из условия обеспечения возможности захода в них отдельных фрагментов верхнего балласта пути при размещении на нем шпалы (RU 174683 U1, 2017). В этой шпале каждое из углублений выполнено преимущественно в форме пирамиды с прямоугольным основанием. Отношение суммарной площади отверстий всех углублений на каждой из этих граней к площади грани выбрано от 0,06 до 0,1, а полимерный композит преимущественно имеет следующее соотношение компонентов: полиэтилен высокой плотности от 30 до 35 мас. %, полиэтилен низкой плотности от 15 до 20 мас. %, полипропилен от 15 до 20 мас. %, линейный полиэтилен низкой плотности от 8 до 12 мас. %, поливинилиденхлорид от 8 до 12 мас. %, тальк от 10 до 12 мас. %. Выполнение углублений осуществляется преимущественно путем прокатки между снабженными зубцами вальцами, что недостаточно технологично. Наличие значительного количества компонентов в полимерном композите, требующее дополнительных операций при его приготовлении, также является фактором, не позволяющем достичь высокой технологичности шпалы при ее изготовлении. Нижняя и боковые грани с углублениями в этой шпале являются в плоскости грани гладкими, поскольку не имеют каких-либо выступов, что уменьшает сцепление шпалы с верхним балластом и снижает в горизонтальной плоскости устойчивость пути при воздействии статических и динамических нагрузок от единиц подвижного состава и изменении условий окружающей среды, а также снижает необходимую стабильность положения рельсошпальной решетки. Кроме того, выполнение углублений прямоугольными с плоскими боковыми стенками, в отличие, например, от углублений со скругленными краями боковых стенок, может привести к снижению срока эксплуатации шпалы без потери ее прочностных характеристик из-за большего повреждающего воздействия фрагментов фракций верхнего балласта на плоскую поверхность. Поэтому такая шпала имеет недостаточно высокую эксплуатационную эффективность и недостаточно технологична в изготовлении.Of the known sleepers, the closest to the proposed one is a tie made in the form of an elongated rectangular parallelepiped made of a polymer composite containing high density polyethylene and low density polyethylene, in the lower and side faces of which grooves are made along the entire surface of them with dimensions selected from the condition of allowing entry they contain individual fragments of the upper ballast of the track when placing sleepers on it (RU 174683 U1, 2017). In this sleeper, each of the recesses is made primarily in the form of a pyramid with a rectangular base. The ratio of the total area of the holes of all the recesses on each of these faces to the area of the face is selected from 0.06 to 0.1, and the polymer composite mainly has the following ratio of components: high density polyethylene from 30 to 35 wt. %, low density polyethylene from 15 to 20 wt. % polypropylene from 15 to 20 wt. %, linear low density polyethylene from 8 to 12 wt. %, polyvinylidene chloride from 8 to 12 wt. %, talc from 10 to 12 wt. % The implementation of the recesses is carried out mainly by rolling between the rollers provided with teeth, which is not technologically advanced. The presence of a significant number of components in the polymer composite, requiring additional operations in its preparation, is also a factor that does not allow to achieve high technological effectiveness of the sleepers in its manufacture. The lower and lateral faces with recesses in this sleeper are smooth in the face plane because they do not have any protrusions, which reduces the adhesion of the sleepers to the upper ballast and reduces the path stability in the horizontal plane under the influence of static and dynamic loads from rolling stock units and changing conditions environment, and also reduces the necessary stability of the position of the rail-sleeper. In addition, the implementation of the recesses rectangular with flat side walls, in contrast to, for example, recesses with rounded edges of the side walls, can lead to a decrease in the life of the sleepers without losing its strength characteristics due to the greater damaging effect of fragments of fractions of the upper ballast on a flat surface. Therefore, such a sleeper has insufficiently high operational efficiency and is not sufficiently technological in manufacturing.

Техническая проблема, решаемая полезной моделью, состоит в создании шпалы, лишенной недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной эффективности шпалы с одновременным повышением ее технологичности при изготовлении, в том числе за счет улучшения устойчивости шпалы на верхнем балласте пути при эксплуатации, обеспечения ее прочностных характеристик, достаточных для эффективной эксплуатации, и высокой стабильности прочностных характеристик при различных условиях эксплуатации, а также упрощения ее изготовления.The technical problem solved by the utility model is to create a sleepers devoid of the disadvantages of the prototype. The technical result provided by the utility model is to increase the operational efficiency of the sleepers while improving its manufacturability, including by improving the stability of the sleepers on the upper ballast during operation, ensuring its strength characteristics sufficient for efficient operation, and high stability of strength characteristics under various operating conditions, as well as simplifying its manufacture.

Это достигается тем, что в шпале, выполненной в форме удлиненного прямоугольного параллелепипеда из полимерного композита, содержащего полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности, в нижней и боковых гранях которой по всей их поверхности выполнены углубления с размерами, выбранными из условия обеспечения возможности захода в них отдельных фрагментов верхнего балласта пути при размещении на нем шпалы, боковые грани каждого из углублений выполнены цилиндрической формы, при этом вокруг выходного отверстия каждого из них выполнен круглый буртик, а полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности, в качестве которых использованы переработанные полимеры из отходов соответствующих производств, содержатся в полимерном композите при следующем соотношении его компонентов: полиэтилен высокой плотности от 15 до 25 мас. %, полиэтилен низкой плотности от 75 до 85 мас. %. Высота круглого буртика может быть выбрана равной величине глубины углубления. Внешний диаметр круглого буртика может быть выбран равным от 1,1 до 1,4 диаметра углубления.This is achieved by the fact that in a sleeper made in the form of an elongated rectangular parallelepiped made of a polymer composite containing high density polyethylene and low density polyethylene, in the lower and lateral faces of which recesses are made along their entire surface with dimensions selected from the condition of allowing them to enter individual fragments of the upper ballast of the path when placing sleepers on it, the side faces of each of the recesses are cylindrical in shape, while around the outlet of each of them you a round bead is full, and high-density polyethylene and low-density polyethylene, which are used as recycled polymers from waste from the corresponding industries, are contained in the polymer composite in the following ratio of its components: high-density polyethylene from 15 to 25 wt. %, low density polyethylene from 75 to 85 wt. % The height of the round shoulder can be chosen equal to the depth of the recess. The outer diameter of the round bead may be selected from 1.1 to 1.4 of the diameter of the recess.

Указанный технический результат обеспечивается всей представленной в формуле заявленной полезной модели совокупностью существенных признаков, которая необходима и достаточна для решения указанной технической проблемы и для достижения указанного технического результата. При этом все характеризующие устройство признаки, включающие конструктивные элементы и материал для его изготовления, находятся в конструктивном единстве и функционально взаимосвязаны.The specified technical result is ensured by the entire set of essential features presented in the claimed utility model formula, which is necessary and sufficient to solve the specified technical problem and to achieve the specified technical result. Moreover, all the features characterizing the device, including structural elements and material for its manufacture, are in constructive unity and functionally interconnected.

На фиг. 1 показан вид на одну из боковых граней шпалы, в которой выполнены углубления с круглыми буртиками. На фиг. 2 показан разрез шпалы с углублением и круглым буртиком на одной из боковых граней шпалы.In FIG. 1 shows a view of one of the side faces of the sleepers, in which grooves with round shoulders are made. In FIG. 2 shows a cross-section of a sleeper with a recess and a round shoulder on one of the lateral faces of the sleepers.

Шпала выполнена в форме удлиненного прямоугольного параллелепипеда из полимерного материала. Она имеет соприкасающиеся с фракциями верхнего балласта пути нижнюю (опорную) и две боковые грани 1, а также верхнюю грань под рельсы и две торцевые грани. Полимерный материал образован наполнителем и полимерной матрицей, представляющей собой смесь полимеров. В качестве наполнителя служат примеси и включения, содержащиеся в переработанных (вторичных) полимерах из отходов (немытые пленка для упаковки пищевых и непищевых продуктов, пластиковые емкости для пищевых и непищевых продуктов, пластиковые корпуса различных изделий). При этом в качестве полимеров для полимерного композита выбраны переработанные полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности из отходов соответствующих производств. Их содержание в полимерном композите составляет: полиэтилен высокой плотности от 15 до 25 мас. %, полиэтилен низкой плотности от 75 до 85 мас. %. В нижней и обеих боковых гранях 1 шпалы по всей их поверхности выполнены углубления 2 цилиндрической формы. Вокруг выходного отверстия каждого из них выполнен круглый буртик 3. Размеры каждого из углублений 2 выбираются из условия обеспечения возможности захода в них отдельных фрагментов фракций верхнего балласта пути, преимущественно щебеночного, при размещении на нем шпалы. Углубления 2 с круглыми буртиками 3 располагаются преимущественно в несколько рядов, в которых углубления 2 с круглыми буртиками 3 смещены вдоль ряда симметрично относительно углублений 2 с круглыми буртиками 3 смежного с ним ряда. На нижней грани шпалы, имеющей размеры преимущественно 23×18×276 см, может быть выполнено, например, пять рядов, а на каждой из боковых граней 1 - по четыре ряда. Высота каждого круглого буртика 3 равна, например, величине глубины углубления 2 и составляет от 2 до 6 мм, а преимущественно 3 мм. Внешний диаметр каждого круглого буртика 3 равен, например, от 1,1 до 1,4 диаметра углубления 2, который равен, например, от 2 до 6 см, а преимущественно 4 см.The sleeper is made in the form of an elongated rectangular parallelepiped made of a polymer material. It has a lower (supporting) path and two side faces 1 in contact with the upper ballast fractions, as well as an upper face under the rails and two end faces. The polymer material is formed by a filler and a polymer matrix, which is a mixture of polymers. The filler is impurities and inclusions contained in recycled (secondary) polymers from waste (unwashed film for packaging food and non-food products, plastic containers for food and non-food products, plastic cases of various products). At the same time, recycled high-density polyethylene and low-density polyethylene from waste from the corresponding industries were selected as polymers for the polymer composite. Their content in the polymer composite is: high density polyethylene from 15 to 25 wt. %, low density polyethylene from 75 to 85 wt. % In the lower and both side faces 1 of the sleepers, recesses 2 of a cylindrical shape are made over their entire surface. Around the outlet of each of them is made a round bead 3. The dimensions of each of the recesses 2 are selected from the condition that they allow individual fragments of fractions of the upper ballast of the track, mainly crushed stone, when placing the sleepers on it. The recesses 2 with round shoulders 3 are located mainly in several rows, in which the recesses 2 with round shoulders 3 are displaced along the row symmetrically relative to the recesses 2 with round shoulders 3 of the adjacent row. For example, five rows can be made on the lower edge of the sleepers, which are mainly 23 × 18 × 276 cm in size, and four rows on each of the side faces 1. The height of each round shoulder 3 is equal, for example, to the depth of the recess 2 and ranges from 2 to 6 mm, and mainly 3 mm. The outer diameter of each round shoulder 3 is equal, for example, from 1.1 to 1.4, the diameter of the recess 2, which is, for example, from 2 to 6 cm, and mainly 4 cm

Для эксплуатации устанавливают шпалу на верхний балласт пути так, чтобы его фрагменты охватывали боковые грани 1. При этом в выполненные в нижней грани и в боковых гранях 1 круглые углубления 2 заходят отдельные фрагменты фракций балласта, а между круглыми буртиками 3 располагается часть других фракций балласта. Это обеспечивает надежное сцепление с верхним балластом, достаточную устойчивость положения шпалы в вертикальном направлении и исключительно высокую устойчивость в горизонтальной плоскости. Для эффективной «работы» круглых буртиков 3 достаточно, чтобы их высота равнялась величине глубины углублений 2 или была близка к ней, при этом желательно, чтобы величина внешнего диаметра круглых буртиков 3 не была меньше 1,1 или больше 1,4 от величины диаметра углубления 2, поскольку иначе может несколько снижаться необходимая устойчивость шпалы в горизонтальной плоскости, что определено экспериментальным путем. Прочностные характеристики шпалы могут ухудшаться в процессе эксплуатации из-за разрушающего действия фрагментов фракций балласта на боковые стенки углублений 2. Однако это явление минимизировано за счет выполнения стенок углублений 2 цилиндрическими. При этом не требуется дополнительно принимать меры по повышению прочностных характеристик шпалы, например, за счет специального подбора компонентов полимерного композита. Такая конструкция шпалы обеспечивает высокие вертикальную и горизонтальную устойчивость пути при воздействии статических и динамических нагрузок от единиц подвижного состава и изменяющихся условиях окружающей среды и необходимое стабильное положение рельсошпальной решетки. Достаточно высокие прочностные показатели и другие необходимые эксплуатационные характеристики шпалы с выполненными в ней углублениями 2 и круглыми буртиками 3 достигаются при использовании в качестве компонентов полимерного композита переработанных полиэтилена высокой плотности (от 15 до 25%) и полиэтилена низкой плотности (75-85%) из отходов соответствующих производств, не подвергавшихся очистки от примесей и включений (за исключением металлических и бумажных фрагментов), что подтверждено экспериментально. Модуль упругости и модуль разрыва такой шпалы при сочетании этих компонентов в указанных пределах составляет 1220-1410 МПа и 14,5-15,8 МПа соответственно (при норме 1170 и 13,8 МПа соответственно), что достаточно для эффективной эксплуатации шпалы.For operation, the sleeper is installed on the upper ballast of the track so that its fragments cover the lateral faces 1. At the same time, individual fragments of the ballast fractions go into the round recesses 2 made in the lower face and the lateral faces 1, and some other fractions of the ballast are located between the round shoulders 3. This provides reliable traction with the upper ballast, sufficient stability of the sleepers in the vertical direction and extremely high stability in the horizontal plane. For the effective "work" of the round beads 3 it is enough that their height is equal to or close to the depth of the recesses 2, while it is desirable that the outer diameter of the round beads 3 is not less than 1.1 or more than 1.4 of the diameter of the recess 2, since otherwise the necessary stability of the sleepers in the horizontal plane may be somewhat reduced, which is determined experimentally. The strength characteristics of the sleepers can deteriorate during operation due to the destructive action of fragments of ballast fractions on the side walls of the recesses 2. However, this phenomenon is minimized by making the walls of the recesses 2 cylindrical. Moreover, it is not necessary to take additional measures to increase the strength characteristics of the sleepers, for example, due to the special selection of components of the polymer composite. This design of the sleepers provides high vertical and horizontal stability of the path under the influence of static and dynamic loads from units of rolling stock and changing environmental conditions and the necessary stable position of the rail-sleeper. Sufficiently high strength indices and other necessary operational characteristics of the sleepers with recesses 2 and round beads 3 made in it are achieved when recycled high density polyethylene (15 to 25%) and low density polyethylene (75-85%) of Wastes from the corresponding industries that have not been cleaned of impurities and inclusions (with the exception of metal and paper fragments), which is confirmed experimentally. The modulus of elasticity and the fracture modulus of such sleepers with a combination of these components within the indicated limits is 1220-1410 MPa and 14.5-15.8 MPa, respectively (with a norm of 1170 and 13.8 MPa, respectively), which is sufficient for the efficient operation of the sleepers.

Кроме того, малокомпонентный полимерный композит, полимерная матрица которого включает только два типа полимеров, обеспечивает более высокую стабильность прочностных характеристик шпалы при эксплуатации, поскольку каждый из компонентов характеризуется разными физико-механическими свойствами, по разному зависящими от температуры.In addition, the small-component polymer composite, the polymer matrix of which includes only two types of polymers, provides higher stability of the strength characteristics of the sleepers during operation, since each of the components is characterized by different physical and mechanical properties, depending on temperature differently.

Таким образом, свойствами шпалы являются ее высокие технологичность при изготовлении и эффективность при эксплуатации. Эти свойства взаимосвязаны, поскольку определяются рядом одних и тех же особенностей конструкции и материала шпалы.Thus, the properties of the sleepers are its high manufacturability in manufacturing and operational efficiency. These properties are interrelated, because they are determined by a number of the same design features and the material of the sleepers.

Шпалы, выполненные в соответствии с полезной моделью, изготавливается, например, следующим образом. Пластиковые отходы поступают на визуальный входной контроль, при этом из них удаляют только металлические и бумажные фракции. Какой-либо другой очистке, в том числе отмывке, они не подвергаются. Пластиковые отходы сортируют по типам пластика, требуемого для полимерного композита - полиэтилен высокой плотности и полиэтилен низкой плотности, что не представляет сложности и нетрудоемко. Сортированный пластик взвешивают для определения необходимого процентного соотношения. Подготовленную таким образом механическую смесь пластиков направляют в измельчитель (шредер) для предварительного измельчения. Далее проводят преимущественно в автоматическом режиме очистку смеси в вихретоковом магнитном сепараторе для удаления металлических составляющих. Дробят части смеси в дробилке (грануляторе). Затем перемешанные пластиковые гранулы, смешанные в требуемых пропорциях, нагревают до температуры размягчения смеси, которая немного меньше температуры ее плавления, преимущественно до температуры не выше 240°С. Нагретую смесь прессуют в форме под давлением не менее 60 кг/см², из которой после остывания выдавливают заготовку в форме прямоугольного параллелепипеда с размерами преимущественно 23×18×276 см. На каждую заготовку лазером или маркером наносят идентификационный номер. Далее преимущественно в автоматическом режиме проводят рентгеновский контроль заготовок на наличие недопустимых пустот и трещин с последующей необходимой отбраковкой заготовок. Затем в каждой заготовке на ее нижней грани и обеих боковых гранях 1 путем термопродавливания (при температуре 320-380°С) посредством штамповочных блоков со штырями цилиндрической формы выполняют углубления 2. При этом вокруг каждого из продавленных углублений 2 на поверхности соответствующей грани образуется круглый буртик 3. Т.е. образование углублений 2 и круглых буртиков 3 происходит во время выполнения единой операции. Размеры круглых буртиков 3 могут в небольших пределах изменяться в зависимости от скорости перемещения штырей и температурного режима. После этого проводят выборочные испытания шпалы из партии изготовленных шпал на излом.Sleepers, made in accordance with the utility model, is made, for example, as follows. Plastic waste arrives at the visual input control, while only metal and paper fractions are removed from it. They do not undergo any other cleaning, including washing. Plastic waste is sorted by the type of plastic required for the polymer composite - high density polyethylene and low density polyethylene, which is not difficult and not difficult. Sorted plastic is weighed to determine the required percentage. The thus prepared mechanical mixture of plastics is sent to a shredder (shredder) for preliminary grinding. Further, the mixture is mainly purified in an automatic mode in an eddy current magnetic separator to remove metal components. Part of the mixture is crushed in a crusher (granulator). Then the mixed plastic granules, mixed in the required proportions, are heated to the softening temperature of the mixture, which is slightly lower than its melting temperature, mainly to a temperature of no higher than 240 ° C. The heated mixture is pressed in a mold under a pressure of at least 60 kg / cm ² , from which, after cooling, a rectangular parallelepiped-shaped workpiece is pressed with dimensions mainly 23 × 18 × 276 cm. An identification number is applied to each workpiece with a laser or marker. Further, mainly in an automatic mode, X-ray inspection of the workpieces is carried out for the presence of unacceptable voids and cracks, followed by the necessary rejection of the workpieces. Then, in each blank on its lower edge and both lateral faces 1 by means of thermal extrusion (at a temperature of 320-380 ° C) by means of stamping blocks with pins of cylindrical shape, recesses 2 are made. A round collar is formed around each of the pressed recesses 2 on the surface of the corresponding face 3. I.e. the formation of recesses 2 and round beads 3 occurs during the execution of a single operation. The sizes of the round beads 3 may vary within small limits depending on the speed of the pins and the temperature regime. After this, selective testing of sleepers from a batch of manufactured sleepers for fracture is carried out.

Пример реализации. Партия шпал выполнена в соответствии с полезной моделью. При изготовлении шпал использованы только два типа переработанных полимеров. Полиэтилен высокой плотности включен в смесь полимеров в количестве 20 мас. %, полимер низкой плотности - 80 мас. %. Размеры каждой шпалы - ширина 23 см, высота 18 см, длина 276 см.Implementation example. The party of sleepers is made in accordance with the utility model. In the manufacture of sleepers, only two types of recycled polymers were used. High density polyethylene is included in the mixture of polymers in an amount of 20 wt. %, low density polymer - 80 wt. % The dimensions of each sleepers are 23 cm wide, 18 cm high, 276 cm long.

Углубления 2 в нижней и боковых гранях 1 имеют диаметр 4 см и глубину 3 мм. Круглые буртики 3 имеют внешний диаметр 4,5 мм и высоту 3 мм Количество углублений 2 с круглыми буртиками 3 в каждом ряду, смещенным относительно других рядов, составляет 24. Количество рядов на боковых гранях 1 шпалы - четыре, на нижней грани - пять. Шпалы прошли лабораторные, стендовые и полигонные испытания на экспериментальном железнодорожном кольце г. Щербинка. По результатам испытаний получены следующие величины показателей: плотность материала 1000 кг/м³, модуль упругости (МОЕ) 1305 МПа, модуль разрушения (MOR) 18,6 МПа, сопротивление поперечному сдвигу шпалы в щебеночном балласте после пропуска 10⁵ тонн брутто 4,7 кН.The recesses 2 in the lower and lateral faces 1 have a diameter of 4 cm and a depth of 3 mm Round beads 3 have an outer diameter of 4.5 mm and a height of 3 mm. The number of recesses 2 with round beads 3 in each row, offset from the other rows, is 24. The number of rows on the lateral faces 1 of the sleepers is four, and on the lower face five. The sleepers have passed laboratory, bench and polygon tests on the experimental railway ring of the city of Shcherbinka. According to the test results, the following indicator values were obtained: material density 1000 kg / m ³ , elastic modulus (MOE) 1305 MPa, fracture modulus (MOR) 18.6 MPa, lateral shear resistance of the sleepers in crushed stone ballast after passing 10 ⁵ tons gross 4.7 kN

Шпала, выполненная в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью и одновременно более высокой технологичностью при изготовлении по сравнению с аналогичными известными. Она обладает повышенной устойчивостью на верхнем балласте пути, при этом обеспечивается высокая вертикальная и исключительно высокая горизонтальная устойчивость пути при действии статических и динамических нагрузок от подвижного состава и изменении состояния окружающей среды. Имеет высокие прочностные характеристики и их высокую стабильность при различной температуре окружающей среды. Это позволяет эффективно использовать ее при различных условиях эксплуатации. Она долговечна (срок службы превышает 50 лет) и удобна в обращении при изготовлении рельсового пути и при его ремонте. Шпала проста в изготовлении, в процессе ее производства отсутствуют трудоемкие операции.The sleeper, made in accordance with the utility model, has higher operational efficiency and at the same time higher manufacturability in manufacturing compared to similar known ones. It has increased stability on the upper ballast of the track, while ensuring high vertical and extremely high horizontal track stability under the action of static and dynamic loads from rolling stock and environmental changes. It has high strength characteristics and their high stability at different ambient temperatures. This allows you to effectively use it under various operating conditions. It is durable (service life exceeds 50 years) and is easy to use in the manufacture of the rail track and its repair. The sleeper is easy to manufacture, labor-intensive operations are absent during its production.

Claims

1. Sleepers made in the form of an elongated rectangular parallelepiped made of a polymer composite containing high density polyethylene and low density polyethylene, in the lower and lateral faces of which recesses are made along their entire surface with dimensions selected from the condition that individual fragments of the upper ballast can enter them ways when placing sleepers on it, characterized in that the side faces of each of the recesses are cylindrical in shape, while around the outlet of each of them nen round bead, and high density polyethylene and low density polyethylene, which is used as a recycled waste polymers of the respective productions are contained in the polymer composite in the following ratio of its components: high density polyethylene from 15 to 25 wt. %, low density polyethylene from 75 to 85 wt. %

2. The sleeper under item 1, characterized in that the height of the round bead is chosen equal to the depth of the recess.

3. The sleeper under item 1, characterized in that the outer diameter of the round bead is selected to be from 1.1 to 1.4 of the diameter of the recess.