Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6872
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
E 01B 9/00
(54) ПОДРЕЛЬСОВАЯ ПРОКЛАДКА
(21) Номер заявки: u 20100359
(22) 2010.04.09
(31) 2009147187 (32) 2009.12.18 (33) RU
(71) Заявитель: Мичурин Олег Алексан-
дрович (RU)
(72) Авторы: Мичурин Олег Александро-
вич; Вихров Игорь Сергеевич (RU)
(73) Патентообладатель: Мичурин Олег
Александрович (RU)
(57)
1. Подрельсовая прокладка, представляющая собой рельефную прямоугольную пла-
стину с чередующимися выступами и впадинами на верхней и нижней поверхностях и с
четырьмя позиционирующими выступами, попарно расположенными на нижней поверх-
ности пластины с противоположных ее сторон параллельно друг другу, отличающаяся
тем, что чередующиеся выступы и впадины выполнены с чередованием как в продольном,
так и в поперечном направлениях и расположены в узлах периодической решетки с квад-
ратной ячейкой, причем выступы на верхней поверхности соответствуют впадинам на
нижней поверхности так, что толщина пластины по существу постоянна по всей ее по-
верхности.
2. Подрельсовая прокладка по п. 1, отличающаяся тем, что чередующиеся выступы и
впадины как в продольном, так и в поперечном сечениях пластины образуют гладкую зиг-
загообразную кривую с одинаковыми периодом и амплитудой.
3. Подрельсовая прокладка по п. 2, отличающаяся тем, что указанная гладкая кривая
представляет собой синусоиду.
4. Подрельсовая прокладка по п. 3, отличающаяся тем, что форма поверхности про-
кладки определяется из условия:
,T)]}YX(
П
2
sin[)]YX(
П
2
sin[2{A
4
1
Z0 ≤+×
π×
+−×
π×
+×−≤
Фиг. 1
BY6872U2010.12.30

2. BY 6872 U 2010.12.30
2
где X, Y и Z - координаты точек пластины;
A - высота выступов;
П - расстояние между ближайшими выступами;
T - толщина пластины.
5. Подрельсовая прокладка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что она выпол-
нена из термоэластопласта.
(56)
1. RU 35344.
2. RU 55789.
Полезная модель относится к конструкции верхнего строения железнодорожного пу-
ти, а именно к элементам рельсового скрепления, в частности к прокладкам, укладывае-
мым под подошву рельса, например Р65 в рельсовых скреплениях КБ-65 и т.п.
Известна подрельсовая прокладка по патенту [1], представляющая собой прямоуголь-
ную пластину с расположенными на ее верхней горизонтальной поверхности по всей
длине пластины параллельными углублениями в виде профильных пазов трапециевидной
формы в поперечном сечении, ориентированных вдоль оси рельса. По противоположным
краям пластины и параллельно друг другу расположены по два выступа. Такая конструк-
ция прокладки имеет большую площадь опорной поверхности и, следовательно, контакта
прокладки со шпалой и рельсом, что снижает напряжения сжатия в прокладке и увели-
чивает сцепление между прокладкой и шпалой. Это приводит к тому, что подрельсовая
прокладка не смещается относительно нижней поверхности подошвы рельса и не вы-
скальзывает из зазора между подошвой рельса и шпалой, что способствует ее защите от
износа. Прокладка имеет больший ресурс в условиях циклических нагрузок (500 млн.
тонн брутто), однако она недостаточно эффективно гасит сдвиговые напряжения.
Известна подрельсовая прокладка по патенту [2], представляющая собой рельефную
прямоугольную пластину с чередующимися выступами и впадинами на верхней и нижней
поверхностях и с четырьмя позиционирующими выступами, попарно расположенными на
нижней поверхности пластины с противоположных ее сторон параллельно друг другу. В
этой прокладке выступы и впадины на обеих поверхностях пластины также расположены
по всей ее длине параллельно друг другу. Наличие выступов и впадин как на верхней, так
и на нижней поверхностях более эффективно по сравнению с описанной выше прокладкой
гасит сдвиговые напряжения, что повышает надежность работы рельсового скрепления и
увеличивает ресурс.
Однако выполнение выступов и впадин непрерывными по всей длине пластины не
обеспечивает равномерность распределения напряжений по двум направлениям, что не
позволяет обеспечить максимальную эффективность использования упругих свойств ма-
териала.
Задачей полезной модели является повышение эффективности использования упругих
свойств материала за счет обеспечения равномерного распределения нагрузки на весь
объем материала прокладки.
Указанная задача решается тем, что в подрельсовой прокладке, представляющей со-
бой рельефную прямоугольную пластину с чередующимися выступами и впадинами на
верхней и нижней поверхностях и с четырьмя позиционирующими выступами, попарно
расположенными на нижней поверхности пластины с противоположных ее сторон парал-
лельно друг другу, согласно полезной модели, чередующиеся выступы и впадины выпол-
нены с чередованием как в продольном, так и в поперечном направлениях и расположены
в узлах периодической решетки с квадратной ячейкой, причем выступы на верхней по-

3. BY 6872 U 2010.12.30
3
верхности соответствуют впадинам на нижней поверхности так, что толщина пластины по
существу постоянна по всей ее поверхности.
При этом чередующиеся выступы и впадины как в продольном, так и в поперечном
сечениях пластины образуют гладкую зигзагообразную кривую с одинаковыми периодом
и амплитудой.
Преимущественно указанная гладкая кривая представляет собой синусоиду.
При этом форма поверхности прокладки может быть определена из условия:
,T)]}YX(
П
2
sin[)]YX(
П
2
sin[2{A
4
1
Z0 ≤+×
π×
+−×
π×
+×−≤
где X, Y и Z - координаты точек пластины;
A - высота выступов;
П - расстояние между ближайшими выступами;
T - толщина пластины.
Предпочтительно подрельсовая прокладка выполнена из термоэластопласта.
Такое выполнение подрельсовой прокладки позволяет более эффективно использовать
упругие свойств материала, поскольку указанная форма выступов и впадин обеспечивает
возможность восприятия нагрузки не только за счет упругой деформации всестороннего
сжатия материала, но и за счет упругой деформации изгиба, поскольку в данном случае
выступы и впадины представляют собой пружинящие элементы. При этом из-за симмет-
ричной формы выступов и впадин обеспечивается равномерное распределение нагрузки
на весь объем материала.
Более эффективное использование свойств материала позволяет снизить вес проклад-
ки приблизительно на 28 % по сравнению с прокладкой по патенту [2], что в конечном
итоге приводит к снижению расхода материала и уменьшению себестоимости конечного
изделия.
Пример выполнения подрельсовой прокладки в соответствии с полезной моделью
представлен на чертежах.
На фиг. 1 показана подрельсовая прокладка, общий вид в перспективе;
на фиг. 2 - вид по стрелке Б на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение по B-B на фиг. 1.
Подрельсовая прокладка представляет собой рельефную прямоугольную пластину 1 с
четырьмя позиционирующими выступами 2, попарно расположенными на нижней по-
верхности пластины с противоположных ее сторон параллельно друг другу. Позициони-
рующие выступы 2 предназначены для безошибочного позиционирования прокладки на
шпале во время монтажа. На верхней поверхности пластины 1 имеются чередующиеся
выступы 3 и впадины 4, а на нижней поверхности - чередующиеся выступы 5 и впадины 6
(фиг. 3). Чередующиеся выступы и впадины как на верхней, так и на нижней поверхно-
стях пластины выполнены с чередованием как в продольном, так и в поперечном направ-
лениях и расположены в узлах периодической решетки с квадратной ячейкой. При этом
выступы 3 на верхней поверхности соответствуют впадинам 6 на нижней поверхности так,
что толщина T пластины по существу постоянна по всей ее поверхности. При этом чере-
дующиеся выступы 3, 5 и впадины 4, 6 как в продольном, так и в поперечном сечениях
пластины 1 образуют гладкую зигзагообразную кривую с одинаковыми периодом и ам-
плитудой. Предпочтительно эта кривая является синусоидой.
Таким образом, несущая поверхность образца представляет собой не плоскость, а
имеет сложную форму, состоящую из одинаковых выпуклостей синусоидальной формы,
которые расположены в узлах периодической решетки с квадратной ячейкой. Геометрия
поверхности является результатом сложения двух взаимно перпендикулярных синусои-
дальных волн с одинаковыми амплитудами и периодами.

4. BY 6872 U 2010.12.30
4
Форма поверхности прокладки может быть определена из условия:
,T)]}YX(
П
2
sin[)]YX(
П
2
sin[2{A
4
1
Z0 ≤+×
π×
+−×
π×
+×−≤
где X, Y и Z - координаты точек пластины;
A - высота выступов;
П - расстояние между ближайшими выступами;
T - толщина пластины.
Таким образом, форма несущего слоя прокладки не имеет резких переходов, углов,
перепадов, изломов и прочих причин для возникновения точек концентрации напряжения,
что способствует повышению надежности и долговечности прокладки.
Подрельсовая прокладка изготавливается из термоэластопласта литьем под давлением.
Однородность формы несущего слоя прокладки, отсутствие острых углов в любом се-
чении и равность площади сечения пластины любой перпендикулярной плоскости спо-
собствуют при изготовлении прокладки плавному течению расплавленного полимера во
время инжекции, равномерному заполнению всей формы, исключают вероятность воз-
никновения дефектов, связанных с завихрениями расплава.
Поверхность несущего слоя образца не имеет мест возможного запирания воздуха во
время инжекции материала и исключает вероятность появления дефектов, связанных с
этим явлением.
Поверхность прокладки не имеет стенок, перпендикулярных линии разъема пресс-
формы, которые могли бы привести к возникновению сложностей при извлечении готово-
го изделия. Это позволяет значительно упростить конструкцию пресс-формы за счет ис-
ключения из нее системы выталкивателей.
Подрельсовая прокладка устанавливается между подошвой рельса и основанием
(шпалой). При прохождении подвижного состава эластичная подрельсовая прокладка
упруго деформируется, при этом происходит равномерное распределение нагрузки на весь
объем материала. Упругие свойства используемых материалов позволяют работать мате-
риалу в области линейной деформации, что способствует лучшему поглощению вибрации
и ударов и снижению шума. Подрельсовая прокладка имеет больший ресурс в условиях
предельных циклических нагрузок. Это благоприятно сказывается на долговечности всех
деталей скрепления рельсов и всего верхнего строения пути.
Фиг. 2 Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.