一种带挡肩的多层扣件的制作方法

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种带挡肩的多层扣件。

背景技术：

轨道高等减振措施可从道床减振和扣件减振两方面来实现，相比于道床减振措施，扣件减振措施施工简单、成本低、巡检维修方便。

目前应用较多的高等减振扣件包括先锋扣件和浮轨扣件两种，这两种扣件均采用支撑钢轨腰部的方式来获取低刚度，这样的结构形式导致两方面问题：①轨底悬空，客户存在安全顾虑，不利于推广；②有缝线路钢轨接头处无法使用。因此，可采用含多层弹性元件的压缩型扣件来解决上述问题。如现有技术中公开号为cn110373958a的专利公开了一种减振扣件系统，由上至下依次包括轨下弹性垫、第一垫板、第一弹性层、第二垫板；所述减振扣件系统还包括第二弹性层、支撑柱、连接套和锚固螺栓，所述第二弹性层位于第二垫板下侧；所述支撑柱与连接套配合将第一垫板、第一弹性层、第二垫板及第二弹性层连接在一起，所述锚固螺栓将减振扣件系统紧固在道床上，该现有技术提出了一种基于压缩型的高等减振扣件，采用垫板与弹性层间隔设置方式，使得弹性层形成串联形式，获得较低的垂向刚度，从而达到较高的减振效果。

但是对于现有技术中这些含有多层弹性元件的压缩性扣件来说，要通过扣件实现高等减振，扣件必须具备足够低的刚度。在使用过程中钢轨同时受到垂向力和横向力作用，由于多层弹性元件的设置使得扣件刚度较低，扣件刚度过低会导致扣件乃至钢轨翻转加剧，不利于轨距控制，影响行车安全。因此需要找到一种措施在扣件刚度和钢轨翻转之间实现平衡。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种带挡肩的多层扣件，以解决现有技术中扣件刚度过低时轨头翻转加剧的问题，以便提高轨距控制能力，确保行车安全。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种带挡肩的多层扣件，包括上垫板、下垫板以及设置在上垫板与下垫板之间的中间弹性垫，还包括挡肩结构和支撑柱，所述挡肩结构采用内挡肩和外挡肩组合的形式，所述内挡肩和外挡肩之间设置隔离层，所述上垫板上设置第一通孔，所述支撑柱穿过所述第一通孔，所述第一通孔内安装压紧套，所述压紧套套设在所述支撑柱的外部。本发明提供的带挡肩的多层扣件结构简单，通过内挡肩和外挡肩配合的形式，使得能够有效抑制上垫板旋转或翻转，进而抑制钢轨翻转，提高行车安全。并且隔离层的设置可以降低挡肩结构的刚度，对上垫板和钢轨横向限位的同时起到减振的作用。

进一步的，所述支撑柱由下至上穿过所述第一通孔和压紧套，所述压紧套的内表面与所述支撑柱的外表面配合，使得所述压紧套的内壁与所述支撑柱卡接。由此通过支撑柱和压紧套实现上垫板、下垫板以及中间弹性垫的锁紧连接。

进一步的，所述第一通孔和支撑柱的数量均设置为至少两个，所述支撑柱之间相互独立、或通过连接件连接为一体。如两个支撑柱之间通过直线连接、方框连接等，或者也可以将多个支撑柱设置在底层垫板上，即将多个支撑柱的基板延伸连接，使得多个支撑柱的基板形成底层底板。

进一步的，所述支撑柱之间通过直线连接或方框连接。

进一步的，所述外挡肩设置在所述支撑柱的外端侧。使得外挡肩能够包裹内挡肩，进而起到抑制上垫板翻转的作用。

进一步的，所述支撑柱包括基板和立柱段，在所述基板的外端侧设置外挡肩，所述立柱段连接在所述基板上。

进一步的，所述支撑柱的顶部设置压紧盖板，所述外挡肩设置在所述压紧盖板的外侧边缘，所述外挡肩向下延伸。外挡肩设置为向下延伸，使得外挡肩能够包裹内挡肩，进而起到抑制上垫板翻转的作用。

进一步的，所述内挡肩与所述外挡肩之间的隔离层设置为独立结构，或者所述隔离层通过粘接或者机械组装与内挡肩、外挡肩中的一个或者两个形成一体。

进一步的，所述内挡肩设置在所述上垫板的至少一端外侧。

进一步的，所述内挡肩设置在所述上垫板上与所述第一通孔对应的外侧，或在所述上垫板上设置弹条座，所述内挡肩设置在与弹条座对应的外侧，或与所述第一通孔对应的外侧。

相对于现有技术，本发明所述的带挡肩的多层扣件具有以下优势：

本发明所述的带挡肩的多层扣件结构简单，通过挡肩可以有效抑制上垫板旋转或翻转，进而抑制钢轨翻转，提高行车安全。且通过支撑柱的设置能有效减少铁垫板的面积和质量，在保证扣件刚度的同时有效降低扣件的成本。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述带挡肩的多层减振扣件示意图；

图2为本发明实施例所述带挡肩的多层减振扣件侧视图；

图3为本发明实施例所述带挡肩的多层减振扣件俯视图；

图4为本发明实施例一所述带挡肩多层减振扣件剖面图；

图5为本发明实施例所述带挡肩的上垫板示意图；

图6为本发明实施例一所述支撑柱结构示意图；

图7为本发明实施例所述隔离层结构示意图；

图8为本发明实施例所述钢轨偏转角度示意图；

图9为本发明实施例二所述的多个支撑柱连接为一体的机构示意图。

附图标记说明：

1-上垫板，2-下垫板，3-中间弹性垫，4-底层弹性垫，5-弹条座，6-弹条，7-支撑柱，8-外挡肩，9-隔离层，10-内挡肩，11-轨下弹性垫，12-基板，13-第一立柱段，14-第二立柱段，15-压紧盖板，16-锚固螺栓，17-压紧套，18-第一固定槽，19-固定凸起，20-隔离板，21-护板，22-凹陷部，23-挡边，24-锁舌，25-凸台

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的实施例中所提到的“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，在本领域普通技术人员能够实现的基础上，各个实施例之间的技术方案可以相互结合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

当钢轨受到轮轨力作用时，钢轨发生垂向位移、横向位移和扭转，此时，上铁垫板受到钢轨的横向推力，使得上垫板发生相对于下垫板的旋转或翻转。

实施例1

如图1～7所示，本实施例提供了一种带有挡肩的多层减振扣件，包括上垫板1、下垫板2、设置在上垫板1与下垫板2之间的中间弹性垫3、设置在下垫板2下部的底层弹性垫4，以及贯穿上垫板1、下垫板2和中间弹性垫3的支撑柱7。本实施例的扣件还包括挡肩结构，挡肩结构采用内挡肩10和外挡肩8组合的形式，在内挡肩10和外挡肩8之间设置隔离层9，用于抑制上垫板旋转或翻转，进而抑制钢轨翻转。在上垫板1上设置第一通孔，支撑柱7穿过所述第一通孔，在第一通孔内安装压紧套17，压紧套17套设在支撑柱7的外部，使得上垫板1和支撑柱7固定连接。

进一步的，在支撑柱7的外端侧设置外挡肩8，外挡肩8向上突起延伸，上垫板1的至少一端外侧设置内挡肩10，内挡肩10和外挡肩8对应，当钢轨受到横向作用力时，内挡肩10和外挡肩8之间的隔离层9使得扣件横向刚度较低，同时内挡肩10和外挡肩8配合增加对上垫板1的横向限位能力，抑制上垫板1旋转或翻转，进而抑制钢轨翻转。

更进一步的，在上垫板1位于y轴方向上的两端外侧均设置内挡肩10，内挡肩10也设置为向上突起延伸，内挡肩10的顶部与外挡肩8的顶部平齐，方便快速准确定位上垫板1、下垫板2以及支撑柱7的位置，提高扣件组装效率；也可以将上垫板1的外侧面作为内挡肩10，上垫板1的上表面和外挡肩8的顶部平齐，节省材料。

优选的，内挡肩10可以设置在上垫板1上与第一通孔对应的外侧。

隔离层9设置为非金属材料，例如玻纤增强尼龙等材料。隔离层9包括中间的隔离板20和两端的护板21，隔离板20设置于外挡肩8和内挡肩10之间，护板21垂直连接在隔离板20的两端，防止灰尘进入外挡肩8和隔离板20、隔离板20和内挡肩10之间的间隙内，对挡肩结构和隔离层具有保护作用，增加二者的使用寿命。

优选的，隔离层9也可以通过粘接或者机械组装与内挡肩10和外挡肩8中的一个或者两个形成一体。

为进一步说明挡肩结构在抑制钢轨翻转上所起的作用，下面对挡肩结构的原理作如下说明：如图8所示，钢轨轨头偏移量由偏移角度α决定。由于上垫板1与支撑柱7间有缝隙s存在，因此，钢轨偏移角度α受支撑柱7刚度影响且不超过α1；

tanα1＝s/h1，其中h1为上垫板厚度。

当外挡肩8的高度h2大于上垫板厚度h1时，α1大于α2，此时α值取决于更小的α2，从而抑制钢轨翻转。

即当设计有挡肩结构时，钢轨偏移角度α应取决于α1和α2中的最小值。

tanα2＝s’/h2，其中h2为外挡肩8的高度；

由于配合材料一致，配合缝隙s与s’基本相等，此时α1和α2的相对大小取决于h1和h2大小。因此，将外挡肩8设置为向上突起延伸且包裹在内挡肩10外表面的结构，使得外挡肩8的高度h2大于上垫板的厚度h1和内挡肩10的厚度。

进一步的，支撑柱7包括基板12和立柱段，基板12作为支撑柱7的底板设置在支撑柱7的最底层，隔离层9的底端抵压在支撑柱7的基板12上。立柱段连接在基板12上，在基板12的外端侧设置外挡肩8，外挡肩8向上凸起延伸，外挡肩8的底部和基板12的底部平齐，使得基板12与外挡肩8构成l型结构。

立柱段包括第一立柱段13和第二立柱段14，第一立柱段13连接在基板12上，第一立柱段13向上凸起延伸，第一立柱段13的上端连接第二立柱段14。第一立柱段13和第二立柱段14的过渡部位形成凸台25。

进一步的，在上垫板1上设置第一通孔，在下垫板2上设置第二通孔，在中间弹性垫3的对应部位也设置第三通孔，第一通孔内安装压紧套17，支撑柱7由下至上穿过第二通孔、第三通孔、第一通孔和压紧套17，使得压紧套17套装在支撑柱7的立柱段外侧，压紧套17的外侧面和第一通孔的内壁接触配合，压紧套17的内表面和支撑柱7的外表面配合，使得所述压紧套17的内壁与支撑柱7卡接，由此通过支撑柱7和压紧套17实现上垫板1、下垫板2以及中间弹性垫3的锁紧连接。

具体的，第一立柱段13穿过下垫板2上的第二通孔，第二通孔的内壁卡接在第一立柱段13的外壁。第二立柱段14穿过压紧套17且与压紧套17内壁卡接。凸台25与压紧套17底部的锁舌24配合，由此通过支撑柱7和压紧套17的配合实现上垫板1、下垫板2以及中间弹性垫3的锁紧连接。

进一步的，在支撑柱7上还设置有贯穿第一立柱段13和第二立柱段14的连接孔，连接孔用于安装锚固螺栓16，进而对扣件以及钢轨起到固定作用。

优选的，本实施例中支撑柱、第一通孔、第二通孔、第三通孔均设置为至少两个，支撑柱之间相互独立，可独立、也可通过连接件连接为一体加强整体性，如两个支撑柱之间通过直线连接、方框连接等。

在压紧套17和支撑柱7的顶部设置压紧盖板15，在压紧盖板15的中间部位设置有开孔，该开孔和支撑柱7内部的连接孔连通，锚固螺栓16通过压紧盖板15依次将支撑柱7、上垫板1、中间弹性垫3、下垫板2以及底层弹性垫4压紧固定在道床上，实现对扣件整体的固定。当钢轨受到垂向的作用力时，轨下弹性垫11、中间弹性垫3和底层弹性垫4发生弹性形变，对钢轨垂向方向上的振动产生缓冲；当钢轨受到横向的作用力时，支撑柱7和压紧套17配合对上垫板1、下垫板2、中间弹性垫3和底层弹性垫4横向限位。

进一步的，压紧盖板15得下表面设置有固定凸起19，在支撑柱7的第二立柱段14顶面设置有第一固定槽18，压紧套17的顶面设置有第二固定槽，固定凸起19与第一固定槽18和第二固定槽对应卡接，对压紧盖板的安装具有定位引导的作用，实现压紧盖板15与支撑柱7和压紧套17的固定连接。

优选的，本实施例中挡肩的宽度可根据需要设计，例如扣件一般宽。

优选的，本实施例中的弹性层、轨下弹性垫可以全部或部分和中间铁垫板组装或粘接为一体。中间弹性垫3和底层弹性垫4采用橡胶、聚氨酯弹性材料制备，有效吸收扣件系统的振动能量。上垫板1和下垫板2选用材料的硬度、密度均大于弹性垫所采用的材料的属性。优选的，上垫板和下垫板均采用铁垫板。本实施例通过支撑柱7的设置能有效减少铁垫板的面积和质量，在保证扣件刚度的同时有效降低扣件的成本。

进一步的，本实施例中扣件可散发到现场进行组装，也可在工程部分预组装，提高安装效率。

进一步的，铁垫板和支撑柱预组装用的非金属压紧套可以是旋转结构，也可以是卡扣结构。

优选的，本实施例的上垫板1的中间部位上部用于安装轨下弹性垫11和钢轨，在所述上垫板1上设有与钢轨连接的钢轨连接件，所述钢轨连接件根据线路要求进行设计。更优选的，本发明中将钢轨连接件设置为弹条座5，在所述弹条座5上安装弹条6，弹条6可以设置为各类型弹条，如“e”型弹条、“ω”型弹条等，通过弹条6扣压在钢轨轨脚上，从而固定钢轨。更优选的，内挡肩10也可以设置在上垫板1上与弹条座5对应的外侧，在弹条座5上设置有凹陷部22和挡边23，弹条6的弯折部安装在凹陷部22上，挡边23设置在凹陷部22的外边缘，有效防止弹条6从弹条座5上滑脱。

进一步的，在钢轨下方设置轨下弹性垫11，使得所述钢轨轨脚与轨下弹性垫11接触。

作为本发明实施例的一部分，本实施例还可以在压紧盖板15的顶部外侧设置向下延伸的外挡肩、在上垫板的端侧设置内挡肩，由于压紧盖板通过锚固螺栓大扭矩压在支撑柱上，使得两种挡肩设置方式效果一致。

实施例2

如图1～3、图5和图7～9所示，本实施例提供了一种带有挡肩的多层减振扣件，包括上垫板1、下垫板2、设置在上垫板1与下垫板2之间的中间弹性垫3、设置在下垫板2下部的底层弹性垫4，以及贯穿上垫板1、下垫板2和中间弹性垫3的支撑柱7。本实施例的扣件还包括挡肩结构，挡肩结构采用内挡肩10和外挡肩8组合的形式，在内挡肩10和外挡肩8之间设置隔离层9，用于抑制上垫板旋转或翻转，进而抑制钢轨翻转。

进一步的，在支撑柱7的外端侧设置外挡肩8，外挡肩8向上突起延伸，上垫板1的至少一端外侧设置内挡肩10，内挡肩10和外挡肩8对应，当钢轨受到横向作用力时，内挡肩10和外挡肩8之间的隔离层9使得扣件横向刚度较低，同时内挡肩10和外挡肩8配合增加对上垫板1的横向限位能力，抑制上垫板1旋转或翻转，进而抑制钢轨翻转。

在上垫板1位于y轴方向上的两端外侧均设置内挡肩10，内挡肩10也设置为向上突起延伸，内挡肩10的顶部与外挡肩8的顶部平齐，方便快速准确定位上垫板1、下垫板2以及支撑柱7的位置，提高扣件组装效率；也可以将上垫板1的外侧面作为内挡肩10，上垫板1的上表面和外挡肩8的顶部平齐，节省材料。

优选的，内挡肩10可以仅设置在上垫板1上与第一通孔对应的外侧，或者内挡肩10设置为与上垫板1的宽度相同。

如图9，本实施例的支撑柱7设置为至少两个，且不同的支撑柱7之间通过连接件连接为一体形成支撑结构，加强整体性。

具体的，支撑柱7包括基板12和立柱段，基板12作为支撑柱7的底板设置在支撑柱7的最底层，且多个支撑柱7的基板12连接为一体形成底层结构，立柱段连接在底层结构上，在底层结构的至少一端外侧设置外挡肩8，外挡肩8向上凸起延伸，外挡肩8的底部和底层结构的底部平齐。

优选的，在底层结构的两端均设置外挡肩8，使得外挡肩8和底层结构形成u型，增加对上垫板1的限位能力，从两侧充分防止上垫板1倾斜翻转。

进一步的，本实施例中的底层结构可以设置为实心的平面，也可以设置为中空的框架型结构，减少扣件组装过程中的零件，提高组装效率。

优选的，本实施例中挡肩结构在x轴方向上的宽度可与扣件宽度一致。即外挡肩8在x轴方向上的宽度与扣件宽度一致，内挡肩10的宽度也与上垫板1宽度一致，使得内挡肩10和外挡肩8配合面积区域较大，增加对上垫板1的限位固定能力；或者外挡肩8仅设置在与上垫板1上的弹条座5对应的外侧，即外挡肩8和弹条座5在x轴方向上平齐。

作为本发明实施例的一部分，本实施例还可以在压紧盖板15的顶部外侧设置向下延伸的外挡肩、在上垫板的端侧设置内挡肩，由于压紧盖板通过锚固螺栓大扭矩压在支撑柱上，使得两种挡肩设置方式效果一致。

本实施例中扣件的其他结构和实施例1相同，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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