CN106638171A - 一种嵌入式轨道减振扣件及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种嵌入式轨道减振扣件及其制备方法，属于城市轨道交通领域，该嵌入式轨道减振扣件包括承轨板、承轨板底座以及弹性部件；所述承轨板底座顶部固定连接有弹性部件，所述弹性部件顶部设置有承轨板；所述承轨板、承轨板底座以及弹性部件通过包缚式设计构成一体式结构。本申请还公开了上述嵌入式轨道减振扣件的制备方法。本方案解决了现有减振扣件横向刚度低的难题，提高减振扣件横向刚度、抗上拔和小倾能力，从而保证行车安全，提高了轨道减振扣件的使用寿命。

Description

一种嵌入式轨道减振扣件及其制备方法

技术领域

本发明涉及城市轨道交通领域，具体涉及一种嵌入式轨道减振扣件及其制备方法。

背景技术

轨道交通逐渐成为大众的主要交通工具，在带来快捷的交通方式的同时不可避免地带来了振动噪声的污染问题。对于很多既有线路由于规划建设时间早，近轨生活区尚未成群，对轨道的减振要求不高，很多地段一般都采用了普通扣件。普通扣件的主要作用是固定钢轨，同时部分缓解由轮轨冲击带来的振动影响，因此对刚度要求不高，一般为40～80kN/mm，其安装高度也相对较低，一般为42～46mm。

随着近轨生活区的形成、列车的长期运营、车速的提高和运营频次的增加，轨交沿线的振动噪声扰民问题成为当下关注的热点。普通扣件的继续使用逐步不能满足当下的需求。国内外常用的方法是用轨道减振扣件进行升级改造，但目前即使高度最低的压缩型减振扣件的安装高度都要比普通扣件高出50％以上，并且安装接口不完全一致，并不适用我国轨道。如果对既有线路的轨道系统结构进行改造施工却又很难实施，同时由于减振扣件受到减振效果和安全性两个因素的共同制约，性能受到很大限制，目前公开的轨道减振扣件动静比多在1.4以上，减振效果还不能令人满意。另外轨道减振扣件的弹性部件一般采用橡胶材质，弹性部件在安装时都是简单地垫压式安装，弹性部件与其他部件之间存在较大缝隙，这会加剧弹性部件的老化和使用寿命，同时，随着全球温度的逐年提升，橡胶的耐老化性能还影响了扣件的使用寿命，因此，迫切需求一种能直接替换，性能优越并能长期有效使用的轨道减振扣件。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明目的在于提供一种嵌入式轨道减振扣件及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种嵌入式轨道减振扣件，该嵌入式轨道减振扣件包括承轨板、承轨板底座以及弹性部件；承轨板底座顶部固定连接有弹性部件，弹性部件顶部设置有承轨板；承轨板、承轨板底座以及弹性部件为一体式结构，这样的设计使得嵌入式轨道减振扣件整体性强，减少了各部件缝隙间的振动，有效的减振。

承轨板为矩形的板体结构，承轨板的两对角向承轨板中部方向内凹，形成缺角结构；所述承轨板中部为用于安放铁轨的承轨槽，承轨槽两侧分别设置有锚固结构。

承轨板底座为矩形板体结构；承轨板底座中部设置有矩形通孔；承轨板底座两侧壁各设置有倒钩檐；承轨板底座对角处各设置有安装通孔，安装通孔的位置与承轨板的缺角位置相对应。

弹性部件通过胶黏剂与承轨板和承轨板底座固定连接，所述承轨板两侧设置有向上弯曲且与所述倒钩檐相对应的凸沿，所述弹性部件表面与所述凸沿外侧壁和所述承轨板底面粘接，所述弹性部件表面还与所述倒钩檐内侧以及承轨板底座的上表面粘接；所述弹性部件在粘接时避开所述安装通孔和矩形通孔。倒钩檐与凸沿形成一个类似卡接的结构，配合弹性部件，增加了嵌入式轨道减振扣件整体的贴合性。

根据本发明的另一个方面，还提供了上述嵌入式轨道减振扣件的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，制作承轨板；

步骤二，制作承轨板底座；

步骤三，将承轨板放置在承轨板底座上方并留有减振空隙；

步骤四，在减振空隙内，将承轨板底面与承轨板底座顶面涂胶黏剂；

步骤五，将橡胶填充到步骤四所述的空隙内，并将橡胶与承轨板和承轨板底座通过高温高压条件下硫化成一个整体。

所述步骤一中，承轨板具体的制作过程为：通过球墨铸铁直接浇铸成型，且浇铸时，设定承轨板的厚度为15.5mm-16.5mm。

所述步骤二中，承轨板底座的制作过程为：通过球墨铸铁直接浇铸成型，且浇铸时，设定承轨板底座的厚度为7.5mm-8.5mm。

所述步骤三中，所述空隙的宽度为13.5mm-14.5mm，从而使得填充在空隙内的橡胶厚度为13.5mm-14.5mm。

将承轨板以及承轨板底座整体放入到与橡胶承轨板以及承轨板底座整体形状相对应的模具中，然后通过硫化设备将橡胶注入到模具的空腔中，并保证橡胶在高温高压的条件下进行硫化成型。

本发明的有益效果是：

1.本发明示例的嵌入式轨道减振扣件的制备方法，通过此方法制备的嵌入式轨道减振扣件，有效地解决降低轨道减振扣件的使用高度、降低动静比、增强抗疲劳老化的技术难题；

2.本发明示例的嵌入式轨道减振扣件，其弹性部件、承轨板以及承轨板底座采用了采用包缚式设计通过合理的结构优化，解决现有减振扣件横向刚度低的难题，提高减振扣件横向刚度、抗上拔和小倾能力，从而保证行车安全，提高了轨道减振扣件的使用寿命；

3.本发明示例的嵌入式轨道减振扣件的弹性部件为橡胶材料，经过特殊处理后的橡胶材料机械性能提升，在与承轨板以及承轨板底座相互配合时，一并解决现有嵌入式轨道减振扣件减振效果差以及使用寿命短的技术难题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明示例的嵌入式轨道减振扣件结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本发明示例的承轨板结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明示例的承轨板底座结构示意图；

图6为图5的俯视图。

图中：1.承轨板，2.承轨槽，3.弹性部件，4.凸沿，5.承轨板底座，6.倒钩檐，7.锚固结构，8.安装通孔，9.缺角，10.矩形通孔。

具体实施例

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

如图1到图6所示，本实施例的一种嵌入式轨道减振扣件，该嵌入式轨道减振扣件包括承轨板1、承轨板底座5以及弹性部件3，其中，弹性部件3具体为橡胶；承轨板底座5顶部固定连接有弹性部件3，弹性部件3顶部设置有承轨板1；承轨板1、承轨板底座5以及弹性部件3通过包缚式设计构成一体式结构，这样的设计不同于传统地将部件之间垫一块橡胶垫，而是将弹性部件3与承轨板1和承轨板底座5通过两层胶粘剂在高温高压条件下硫化成一个整体。

承轨板1为矩形的板体结构，承轨板1的一组对角向承轨板1中部方向内凹，形成缺角9结构，其中缺角9的沿边形状为直角形；所述承轨板1中部为用于安放铁轨的承轨槽2，承轨槽2用于安置铁轨，承轨槽2两侧分别设置有锚固结构7，锚固结构7用于固定钢轨的弹条，锚固结构7和弹条属于常规技术，在此不再赘述。

承轨板底座5为矩形板体结构；承轨板底座5中部设置有矩形通孔10，矩形通孔10具体为大的方形孔，其主要作用是合理设置该嵌入式轨道减振扣件的垂直刚度以及横向刚度；承轨板底座5两侧壁各设置有倒钩檐6；倒钩檐6的设计增加了承轨板底座5与弹性部件3的接触面积，而且倒钩檐6还有效地将弹性部件3卡接在倒钩檐6内，防止弹性部件3的脱落，承轨板底座5对角处各设置有安装通孔8，安装通孔8的位置与承轨板1的缺角9位置相对应。

承轨板1两侧设置有向上弯曲且与所述倒钩檐6相对应的凸沿4，弹性部件3表面与所述凸沿4外侧壁和承轨板1底面粘接，所述弹性部件3表面还与所述倒钩檐6内侧以及承轨板底座5的上表面粘接；弹性部件3在粘接时避开所述安装通孔8和矩形通孔10。倒钩檐6与凸沿4形成一个类似卡接的结构，配合弹性部件3，增加了嵌入式轨道减振扣件整体的贴合性。

嵌入式轨道减振扣件主要利用弹性部件3的压缩变形，获取高弹性和较高的安全系数，有效降低车轮与钢轨撞击产生的振动噪声，遇强则强的特性，有效保护短时过载情况下的轨道动态几何形位，确保行车安全。通过弹性部件3材料的机械物理性能的突破，实现了减振扣件38mm的使用高度设计，配合轨下垫板，可以有效保证现有轨道结构的高度，无需对已有轨道结构进行改造施工，直接进行嵌入更换，实现既有线路的快速升级改造。通过采用低动静比、耐老化的弹性材料和合理的结构形式设计，使得减振扣件的减振效果和抗老化性能大幅提升，保证了列车的长期稳定运行。接口尺寸和配套零部件与普通扣件的高度统一，保证线路的一致性，便于轨道线路的规划设计、施工建设和维护保养。

实验检测证明，嵌入式轨道减振扣件在工作载荷范围内的垂向静刚度为15～22kN/mm，横向静刚度为6～9kN/mm，动静比1.12～1.25，在垂向载荷40kN、横向载荷20kN的作用下，经300万次疲劳试验后，动、静刚度变化小于8％。经过实际实车试验，减振效果大于10dB，在经过9个月多的实车运营检测，列车运行安全可靠，轨道结构状态稳定，未出现波磨，啸叫等异常现象。

一种嵌入式轨道减振扣件的制备方法，步骤一，制作承轨板；通过球墨铸铁直接浇铸成型，且浇铸时，设定承轨板的厚度为15.5mm。

步骤二，制作承轨板底座；通过球墨铸铁直接浇铸成型，且浇铸时，设定承轨板底座的厚度为7.5mm。

步骤三，将承轨板放置在承轨板底座上方并留有减振空隙；所述空隙的宽度为13.5mm，从而使得填充在空隙内的橡胶厚度为13.5mm。

步骤四，在减振空隙内，将承轨板底面与承轨板底座顶面涂胶黏剂；

步骤五：将橡胶填充到步骤四所述的空隙内，然后取一个与橡胶承轨板以及承轨板底座整体形状相对应模具；然后将该模具烘热至145±5℃；然后打开模具,将模具空腔,表面清理干净；然后将橡胶承轨板与承轨板底座整体放入到模具中，在模具自身形状的作用下，模具中设置有模具空腔；进一步地，将模具放入到具有高温高压条件的硫化设备并在模具空腔内注入橡胶，在模具形状作用下，橡胶会进入到承轨板与承轨板底座的空隙中；在硫化设备中，硫化设备对橡胶、承轨板以及承轨板底座整体进行自动合模、射料、排气以及合模硫化。最后，硫化完成后，取出成型的嵌入式轨道减振扣件。

硫化后橡胶变为合格的橡胶。该橡胶相对于传统的橡胶物理机械性能提升，配合上述的承轨板和承轨板底座有效地解决了现有轨道减振扣件动静比大、减振效果差、使用寿命短的技术难题。

通过上述步骤对橡胶进行机械物理性能达标测试，其指标要求及试验方法如下所示：

实施例2

本实施例与实施例1相同的特征不再赘述，本实施例与实施例1不同的特征在于：承轨板的厚度为16mm，设定承轨板底座的厚度为8mm，空隙的宽度为14mm，从而使得填充在空隙内的橡胶厚度为14mm。

实施例3

本实施例与实施例1相同的特征不再赘述，本实施例与实施例1不同的特征在于：承轨板的厚度为16.5mm，设定承轨板底座的厚度为8.5mm，空隙的宽度为14.5mm，从而使得填充在空隙内的橡胶厚度为14.5mm。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种嵌入式轨道减振扣件，其特征是，该嵌入式轨道减振扣件包括承轨板、承轨板底座以及弹性部件；所述承轨板底座顶部固定连接有弹性部件，所述弹性部件顶部设置有承轨板；所述承轨板、承轨板底座以及弹性部件为一体式结构。

2.根据权利要求1所述的嵌入式轨道减振扣件，其特征是，所述承轨板为矩形的板体结构，所述承轨板的一组对角位置为缺角结构；所述承轨板中部为用于安放铁轨的承轨槽，所述承轨槽两侧分别设置有锚固结构。

3.根据权利要求2所述的嵌入式轨道减振扣件，其特征是，所述承轨板底座为矩形板体结构；所述承轨板底座两侧壁各设置有倒钩檐；所述承轨板底座的一组对角处各设置有安装通孔，所述安装通孔的位置与所述承轨板的缺角结构的位置相对应。

4.根据权利要求3所述的嵌入式轨道减振扣件，其特征是，所述承轨板两侧设置有向上弯曲且与所述倒钩檐相对应的凸沿，所述弹性部件表面与所述凸沿外侧壁和所述承轨板底面粘接，所述弹性部件表面还与所述倒钩檐内侧以及承轨板底座的上表面粘接；所述弹性部件在粘接时避开所述安装通孔和矩形通孔。

5.根据权利要求1所述的嵌入式轨道减振扣件，其特征是，所述承轨板底座中部设置有矩形通孔。

6.一种如权利要求1～5任一所述的嵌入式轨道减振扣件的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一，制作承轨板；

步骤二，制作承轨板底座；

步骤三，将承轨板放置在承轨板底座上方并留有减振空隙；

步骤四，在所述减振空隙内，将承轨板底面与承轨板底座顶面涂胶黏剂；

步骤五，将橡胶填充到步骤四所述的空隙内，并将橡胶与承轨板和承轨板底座通过高温高压条件下硫化成一个整体。

7.根据权利要求6所述的嵌入式轨道减振扣件的制备方法，其特征是，所述步骤一中，制作承轨板的具体操作方法为：通过球墨铸铁直接浇铸成型，且浇铸时，设定承轨板的厚度为15.5mm-16.5mm。

8.根据权利要求6所述的嵌入式轨道减振扣件的制备方法，其特征是，所述步骤二中，制作承轨板底座的具体操作方法为：通过球墨铸铁直接浇铸成型，且浇铸时，设定承轨板底座的厚度为7.5mm-8.5mm。

9.根据权利要求6所述的嵌入式轨道减振扣件的制备方法，其特征是，所述步骤三中，所述减振空隙的宽度为13.5mm-14.5mm，从而使得填充在空隙内的橡胶厚度为13.5mm-14.5mm。

10.根据权利要求6所述的嵌入式轨道减振扣件的制备方法，其特征是，所述的步骤五中，硫化的具体过程为：将承轨板以及承轨板底座整体放入到与所述橡胶、承轨板以及承轨板底座整体形状相对应的模具中，然后通过硫化设备将橡胶注入到模具的空腔中，并保证橡胶在高温高压的条件下进行硫化成型。