Шпала - демпфер

Шпала - демпфер
При взаимодействии подвижного состава и пути возникают сложные динамические процессы, которые оказывают негативное влияние, как на элементы верхнего строения пути, так и детали подвижного состава. Кроме того, в последнее время актуальна проблема неблагоприятного воздействия шума и вибраций на людей, находящиеся вблизи железной дороги сооружения, а так же на всю систему “путь - подвижной состав”.
В РГУПС разработана широкополосная шпала – демпфер. Получена физическая модель системы “ путь – подвижной состав” на основе разработанной методики комплексного моделирования с улучшенной прогнозирующей способностью механических свойств материалов, а так же инерционных, жесткостных и демпфирующих параметров механической системы.

1 – рельс, 2 – накладка КД-4, 3 – металлический хомут

Конструкция шпалы – демпфера представляет собой многослойную систему, состоящую из пяти деревянных брусьев, между которыми расположена специальная демпфирующая резина. Слои имеют предварительное напряжение, а шпала затянута стальными хомутами. За счет внешнего трения в слоях и внутреннего трения в упругодемпфирующем материале данная конструкция имеет намного выше демпфирующие свойства по сравнению с обычной монолитной шпалой. Суммарная жесткость резиновых листов разная и подбирается в зависимости от частот спектра внешних возмущающих воздействий. Согласно данным модельных испытаний применение шпалы-демпфера позволит на 25-30% снизить уровень структурного шума. Применение шпалы – демпфера позволит значительно увеличить общую долговечность системы “путь – подвижной состав”, увеличить межремонтные сроки, снизить общие эксплуатационные затраты. Предложенная конструкция шпалы должна найти широкое применение при укладке верхнего строения железнодорожного пути на монолитное основание.
Для локомотива снижение уровня динамических нагрузок в контакте колеса и рельса позволяет повысить его тяговые свойства. Поэтому применение шпалы-демпфера является одним из способов повышения тяговых качеств локомотивов и одним из перспективных шагов на пути создания динамически благоприятных условий взаимодействия пути и подвижного состава.

Разработчик: кафедра “Транспортные машины и триботехника”
Руководители - д.т.н., проф. Шаповалов В.В., д.т.н., проф. Щербак П.Н.,
к.т.н. Шуб М.Б.