CN107747255A - 一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，在钢轨减振扣件的横向方位，即底座铁垫板的挡肩与浮置铁垫板外侧壁间夹持有侧向约束体，侧向约束体为层状结构，包括两侧相对设置的第一金属板和第二金属板，以及间隔夹持于第一金属板和第二金属板间的橡胶薄层与金属薄板，且橡胶薄层与金属薄板硫化于一体，在钢轨减振扣件的纵向方位，即底座铁垫板底板上设有纵向限位台，所述浮置铁垫板具有与纵向限位台配合连接的纵向限位凹槽，且在纵向限位台上套设有绝缘耐磨套。该扣件结构紧凑，易于拆装，横向刚度和竖向刚度实现分别控制，在确保行车安全性下具有良好的隔振性能。

Description

一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件

技术领域

本发明涉及城市轨道交通减振扣件技术领域，具体涉及一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件。

背景技术

列车运行时，轮轨振动易对周边建筑物产生振动污染和室内二次结构噪声问题。在轨道上采用减振扣件是解决该问题的一个有效途径，特别是在城市轨道交通领域，减振扣件得到了大量使用。

减振扣件的主要功能一般包括如下几类，即：行车安全性能，减振性能，易于拆装性能，轨道调整性能，等等。其中，对于行车安全性，它具体包括如何将钢轨牢牢地固定在道床上，并防止轮轨硬冲击而提供适当缓冲能力；如何防止纵向载荷所致的钢轨爬行问题；如何提高钢轨的横向刚度而降低轮轨横向力所致的横向位移量，等等。对于隔振性能，它主要涉及如何降低扣件的竖向刚度，在列车竖向载荷下通过较大的竖向缓冲位移实现轨道减振，等等。

减振扣件最为重要的一项设计目标为：在竖向力和横向力的共同作用下，如何尽量提高横向刚度以确保行车安全，同时尽量降低竖向刚度以提高减振能力。

目前已有的各种减振扣件都在利用各自的结构形式和方式方法去实现这一设计目标，当然它们的实现效果各不一样，也导致了包括隔振量在内的综合性能也各不相同。到目前为止，具有较高隔振能力的减振扣件种类仍很少，如何设计出既能保证行车安全性，又具有较高隔振能力的减振扣件仍是轨道交通，特别是城市轨道交通领域的重要研究方向。

发明内容

本发明解决了现有技术的不足，提供一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，结构紧凑，易于拆装，横向刚度和竖向刚度实现分别控制，在确保行车安全性下具有良好的隔振性能。

本发明所采用的技术方案是：一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，包括钢轨与短轨枕，所述钢轨与短轨枕间依次向上设置板下垫板、底座铁垫板、隔振垫、浮置铁垫板及轨下垫板，所述底座铁垫板两侧具有挡肩，在所述钢轨减振扣件的横向方位，即底座铁垫板的挡肩与浮置铁垫板外侧壁间夹持有侧向约束体，所述侧向约束体为层状结构，包括两侧相对设置的第一金属板和第二金属板，以及间隔夹持于第一金属板和第二金属板间的橡胶薄层与金属薄板，且所述橡胶薄层与金属薄板硫化于一体，在所述钢轨减振扣件的纵向方位，即底座铁垫板底板上设有纵向限位台，所述浮置铁垫板具有与纵向限位台配合连接的纵向限位凹槽，且在纵向限位台上套设有绝缘耐磨套。

优选的，所述第一金属板外侧壁具有第一斜面，所述第二金属板外侧壁上具有销钉，所述挡肩具有与销钉配合连接的安装孔。

优选的，所述浮置铁垫板外侧臂具有与第一斜面自然接触的第二斜面，且所说第二斜面与第一斜面的倾斜角度保持一致。

进一步优选的，所述纵向限位台侧壁下边缘周向具有长条槽，所述绝缘耐磨套内具有与长条槽配合连接的定位凸台。

更进一步优选的，隔振垫具有供纵向限位台穿过的缺口。

相较于现有技术，本发明具有的有益效果：在该扣件横向方位上，设置层状结构的侧向约束体，由橡胶薄层和金属薄板交替层叠，并硫化于一体，具有高挤压刚度和低剪切刚度属性，这使其极大地约束浮置铁垫板的横向位移和翻转位移的同时，对其竖向位移的约束却很小。在该扣件纵向方位上，设置纵向限位台以及纵向限位凹槽，极大的约束浮置铁垫板的竖向位移，同时隔振垫对浮置铁垫板的横向位移和翻转位移约束性能也很低。这就使得本扣件的横向刚度和竖向刚度可依据需求分别进行设计和实现，获得多种刚度组合方式，该扣件结构紧凑，可靠性高，拆装方便在确保行车安全性下具有良好的隔振性能。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明分解结构示意图；

图3是本发明底座铁垫板结构示意图；

图4是本发明浮置铁垫板结构示意图；

图5是本发明侧向约束体结构示意图；

图6是本发明绝缘耐磨套结构示意图；

图7是底座铁垫板、浮置铁垫板、侧向约束体装配状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，参阅图1至图6，常规的钢轨减振扣件包括钢轨1与短轨枕2，所述钢轨1与短轨枕2间依次向上设置板下垫板3、底座铁垫板4、隔振垫5、浮置铁垫板6及轨下垫板7，所述底座铁垫板4两侧具有挡肩41。为了极大地约束浮置铁垫板的横向位移和翻转位移，是其在竖向位移的约束却很小，底座铁垫板4的挡肩41与浮置铁垫板6外侧壁间夹持有侧向约束体8，所述侧向约束体8为层状结构，包括两侧相对设置的第一金属板81和第二金属板82，以及间隔夹持于第一金属板81和第二金属板82间的橡胶薄层83与金属薄板84，且所述橡胶薄层83与金属薄板84硫化于一体，侧向约束体8具有高挤压刚度和低剪切刚度属性，极大地约束浮置铁垫板6的横向位移和翻转位移，是其在竖向位移的约束却很小。为了实现该扣件在纵向方位上刚度的控制，在底座铁垫板4底板上设有纵向限位台42，浮置铁垫板6具有与纵向限位台42配合连接的纵向限位凹槽61，且在纵向限位台41上套设有绝缘耐磨套9。底座铁垫板4的纵向限位台42嵌套于限位凹槽61内，并且在纵向限位台42套设绝缘耐磨套9，极大的约束浮置铁垫板6在其纵向方位上的位移，而且在隔振垫5对浮置铁垫板6的横向位移和翻转位移约束性能也很低。

请参阅图5，同时参阅图3、图4，所述第一金属板81外侧壁具有第一斜面811，所述第二金属板82外侧壁上具有销钉821，所述挡肩41具有与销钉821配合连接的安装孔411。所述浮置铁垫板6外侧臂具有与第一斜面811自然接触的第二斜面62，侧向约束体8的销钉821放置在底座铁垫板4的挡肩41上的安装孔411中；在自锁螺母和预压弹簧(在图1至图7中未做标示)的作用下，浮置铁垫板6的第二斜面62与侧向约束体8的第一斜面811紧密贴合，而第二斜面62与第一斜面811之间无任何连接措施，属于在外力作用下的自然压紧状态，为了更好的保持第二斜面62与第一斜面811自然压紧状态，所说第二斜面62与第一斜面811的倾斜角度保持一致。而且第二斜面62与第一斜面811斜面的倾斜角小于自锁摩擦角。

请参阅图3，同时参阅图6，为了进一步实现该扣件在纵向刚度的控制，所述纵向限位台42侧壁下边缘周向具有长条槽421，所述绝缘耐磨套9内具有与长条槽411配合连接的定位凸台91。绝缘耐磨套9的定位凸台嵌设在纵向限位台42的长条槽421内，述绝缘耐磨套9与纵向限位台42这种嵌套连接方式，极大的约束了浮置铁垫板6在竖向的位移。

继续参阅图1，为了实现底座铁垫板4的纵向限位台42顺利的镶嵌于浮置铁垫板6的限位凹槽61内，隔振垫5具有供纵向限位台41穿过的缺口51，即纵向限位台41穿过隔振垫5的缺口51镶嵌于浮置铁垫板6的限位凹槽61内，进一步约束了浮置铁垫板6在纵向的位移，将其纵向位移约束在一个极小的范围内。

在本实施例中，需要说明的是：

底座铁垫板4上设置的挡肩41内壁的光滑平整度和垂直度的制造误差都需严格控制，防止侧面约束体8预期安装时出现过大的偏斜问题。误差范围内的偏斜可由侧面约束体8的弹性自动弥补。

隔振垫5是决定扣件隔振性能的主要零件，需采用回弹性好和耐疲劳性好的低刚度弹性材料构成，可在热塑性类弹性体和热固性类弹性体里面进行选择。

浮置铁垫板6上设置的第二斜面62和侧面约束体8设置的第一斜面811，二者的平面度和倾斜角度的制造误差需严格控制。在误差范围内它们的不完全一致问题可由侧面约束体8的弹性自动弥补。浮置铁垫板6上设置的双头螺旋道钉安装孔应足够大，使得现场安装和调试过程中双头螺旋道钉里的六角挡块可自由地从中出入。

绝缘耐磨套7会处于滑动摩擦状态，虽然钢轨1纵向力相对较小，使得摩擦力并不大，但仍需选用低摩擦系数且耐磨的材料，例如改性的聚甲醛等材料

侧面约束体8的橡胶薄层83的橡胶材料需选用疲劳寿命高，回弹性好的材料。在硫化过程中，金属板清洁，喷砂，粘接剂的涂抹，以及加压和加温等工序需严格按要求执行，防止使用过程中出现脱胶或橡胶老化等问题。

安装时，侧向约束体8的销钉821放置在底座铁垫板4的挡肩41上的安装孔411中；在自锁螺母和预压弹簧(在图1至图7中均未标识)的作用下，浮置铁垫板6的第二斜面61与侧向约束体8的第二斜面811紧密贴合，而第二斜面61与第二斜面811之间无任何连接措施，属于在外力作用下的自然压紧状态；在浮置铁垫板6和底座铁垫板4之间设置隔振垫5和绝缘耐磨套7，使得浮置铁垫板6和底座铁垫板4在上下方向被隔振垫5隔离，而在轨道纵向方向被绝缘耐磨套7隔离；利用弹条、T型螺栓、螺母和轨距块将钢轨1和轨下垫板7紧压在浮置铁垫板6上，(弹条、T型螺栓、螺母和轨距块均未在在图1至图7中标识)这里T型螺栓是安装在浮置铁垫板6上；底座铁垫板4和轨下垫板7通过双头螺旋道钉(在图1至图7中均未做标识)紧固在短短轨枕2上，并利用防松螺母和预压弹簧将浮置铁垫板6压在隔振垫5上表面。

该扣件结构紧凑，可靠性高，拆装方便在确保行车安全性下具有良好的隔振性能。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明的实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，包括钢轨(1)与短轨枕(2)，所述钢轨(1)与短轨枕(2)间依次向上设置板下垫板(3)、底座铁垫板(4)、隔振垫(5)、浮置铁垫板(6)及轨下垫板(7)，所述底座铁垫板(4)两侧具有挡肩(41)，其特征在于，在所述钢轨减振扣件的横向方位，即底座铁垫板(4)的挡肩(41)与浮置铁垫板(6)外侧壁间夹持有侧向约束体(8)，所述侧向约束体(8)为层状结构，包括两侧相对设置的第一金属板(81)和第二金属板(82)，以及间隔夹持于第一金属板(81)和第二金属板(82)间的橡胶薄层(83)与金属薄板(84)，且所述橡胶薄层(83)与金属薄板(84)硫化于一体，在所述钢轨减振扣件的纵向方位，即底座铁垫板(4)底板上设有纵向限位台(42)，所述浮置铁垫板(6)具有与纵向限位台(42)配合连接的纵向限位凹槽(61)，且在纵向限位台(41)上套设有绝缘耐磨套(9)。

2.根据权利要求1所述的一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，其特征在于，所述第一金属板(81)外侧壁具有第一斜面(811)，所述第二金属板(82)外侧壁上具有销钉(821)，所述挡肩(41)具有与销钉(821)配合连接的安装孔(411)。

3.根据权利要求2所述的一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，其特征在于，所述浮置铁垫板(6)外侧臂具有与第一斜面(811)自然接触的第二斜面(62)，且所说第二斜面(62)与第一斜面(811)的倾斜角度保持一致。

4.根据权利要求3所述的一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，其特征在于，所述纵向限位台(42)侧壁下边缘周向具有长条槽(421)，所述绝缘耐磨套(9)内具有与长条槽(411)配合连接的定位凸台(91)。

5.根据权利要求4所述的一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，其特征在于，隔振垫(5)具有供纵向限位台(41)穿过的缺口(51)。