CN103711047A - 一种铁轨垫板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铁轨垫板，属于铁路配件技术领域。它解决了现有的铁轨垫板减震效果较差的问题。本铁轨垫板，包括呈长方形的板体，板体底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边，板体顶面和底面上均具有若干呈柱状的主吸能柱，沿与底边平行的方向若干个相邻的主吸能柱形成一排主吸能排，主吸能排的数量为若干个，相邻两主吸能排之间具有若干高度低于主吸能柱的副吸能柱。本垫板中，主吸能柱与副吸能柱的高度不同，能自动调节静刚度；主吸能柱与副吸能柱均呈锥台状，使列车运行更为稳定；主吸能柱之间设置加强筋，使垫板结构更为稳定；主吸能柱的顶面形状为沿着铁轨方向设置的椭圆形或长方形，能使垫板更适应列车运行。

Description

一种铁轨垫板

技术领域

本发明属于铁路配件技术领域，涉及一种铁轨垫板。

背景技术

火车是人类的主要交通工具之一，其高速度低事故率的特点也为广大乘客所青睐。铁轨是火车运行所必不可少的基础建设，其质量好坏直接影响到火车的速度和安全。为使火车在行驶过程中更加平稳，保证乘客在乘坐火车时的舒适感，一般在铁轨的下面会设置有垫板来实现减震效果。

例如，中国实用新型专利（申请号：200920100124.1；授权公告号：CN 201459537U）公开了一种铁路弹性垫板，铁路弹性垫板为平面垫板，平面垫板的承载面上设置有凸起，凸起均匀分布。该垫板将原来的纯平板结构重新设计成承载面为圆柱状凸起、块状凸起、条状凸起结构形式，凸台均匀分布，来降低垫板的静刚度，既解决了垫板的平面度问题，还保证了产品的变形问题，这样，既减少了垫板的接触面积，又能使载荷均匀分布，降低了静刚度，还节约了原材料。

但在该垫板中，凸台高度相同，使得垫板只有一个静刚度，因此，垫板对不同重量的列车经过时的减震效果较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能自动调节静刚度的铁轨垫板。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种铁轨垫板，包括呈长方形的板体，所述板体底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边，其特征在于，所述的板体顶面和底面上均具有若干呈柱状的主吸能柱，沿与底边平行的方向若干个相邻的主吸能柱形成一排主吸能排，所述的主吸能排的数量为若干个，所述相邻两主吸能排之间具有若干高度低于主吸能柱的副吸能柱。

在安装时，板体的长边与铁轨平行设置。铁轨垫板位于枕木和铁轨之间，两条凸起的底边位于枕木的两侧，对本垫板起定位作用。当列车经过垫板上方时，列车运行产生的振动被垫板吸附，从而使列车运行较为稳定。底边位于板体的宽边处。

列车经过时，铁轨与最先与垫板上的主吸能柱接触，此时产生第一静刚度。当列车的重量较重时，列车对主吸能柱压缩。当压缩程度到达副吸能柱高度时，垫板产生第二静刚度。垫板从第一静刚度变成第二静刚度的过程中，主吸能柱发生形变，对列车起到一个较好的缓冲效果。因此，本垫板对不同重量的列车能自动调整静刚度。

在上述的铁轨垫板中，所述的主吸能柱呈锥台状。锥台状的主吸能柱在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，主吸能柱上越靠近于板体处的截面面积越大，使主吸能柱在此高度位置在向下压缩主吸能柱所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了垫板的静刚度。

在上述的铁轨垫板中，所述的主吸能柱的横截面呈椭圆形且该椭圆形的长轴与上述的底边相垂直，上述横截面与板体底面平行。也就是说，主吸能柱椭圆形的长轴方向与铁轨平行。列车行驶过程中，主吸能柱的受力变化方向是沿着长轴方向，因此，主吸能柱椭圆形的长轴方向与铁轨平行，能使垫板更适应列车运行。

在上述的铁轨垫板中，所述的主吸能柱的横截面呈长方形且长方形的长边与上述的底边相垂直，上述横截面与板体底面平行。

在上述的铁轨垫板中，所述同一排的主吸能排的相邻两主吸能柱之间具有加强筋。设置加强筋，不仅使整个垫板结构较为牢固，同时，相邻两个主吸能柱能相互受力。这样，整排主吸能排连成一个整体，当铁轨对垫板挤压时，由于加强筋的设置，压力被分散，使整个垫板受力较为均匀。加强筋与板体为一体式结构。加强筋也同时能增加垫板的耐疲劳度。

在上述的铁轨垫板中，所述加强筋呈长条状且其高度低于副吸能柱。当垫板被压缩至加强筋高度时，垫板产生第三静刚度。

在上述的铁轨垫板中，所述的副吸能柱呈圆锥台状。圆锥台状的副吸能柱在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，副吸能柱上越靠近于板体处的截面面积越大，使副吸能柱在此高度位置再向下压缩副吸能柱所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了静刚度。作为另一种方案，副吸能柱的形状为圆柱形。

在上述的铁轨垫板中，所述的板体的顶面和底面上均具有凹入的吸能腔，上述的主吸能柱和副吸能柱均位于吸能腔中且主吸能柱的顶部与吸能腔端口处相平齐。更具体的，沿着板体周围具有凸出的挡沿，与板体一同形成凹入的吸能腔，吸能腔侧部的挡沿一对列车起到缓冲的作用。

在上述的铁轨垫板中，所述的吸能腔侧部具有贯穿的排水孔。铁轨垫板在使用时，难免会有雨水等杂物进入到主吸能腔内，在其上开设排水孔，使雨水等杂物能较为方便从吸能腔中排出，保持垫板的清洁，延长垫板的使用寿命。同时，在吸能腔侧部的挡沿上开设排水孔，也能减少挡沿一的应力集中，使垫板的结构更为稳定。设置了排水孔，列车经过时，被压缩的空气也能较快的从排水孔中排出。

在上述的铁轨垫板中，所述相邻两主吸能排上的主吸能柱数量相同且位置一一对应。主吸能柱的分配较为均匀，使垫板的形状较为规则，受力均匀，结构较为稳定。

在上述的铁轨垫板中，所述副吸能柱位于相邻两主吸能排的两个一一对应的加强筋之间。也就是说，主吸能柱与副吸能柱相错开设置在板体顶面和底面上。

在上述的铁轨垫板中，沿板体的顶面正投影方向，位于板体顶面的主吸能柱与位于板体底面的相邻两主吸能柱之间的间隙正对。这样，位于顶面的副吸能柱与位于底面的相邻两副吸能柱之间的间隙正对，主吸能柱之间的间隙位置和副吸能柱之间的间隙位置不至于过薄，使得整个垫板的强度较强，其耐疲劳性能较好、结构较为稳定。

在上述的铁轨垫板中，所述相邻两主吸能排上一一对应的两主吸能柱之间具有加强筋。这样，使得整个垫板的强度更强。

与现有技术相比，本铁轨垫板具有以下优点：

1、主吸能柱与副吸能柱的高度不同，使本垫板能根据不同重量的列车，能自动调节静刚度；

2、主吸能柱与副吸能柱均呈锥台状，使垫板对列车起到一个较好的缓冲作用，从而使列车运行更为稳定；

3、同一排主吸能排中相邻两个主吸能柱之间设置加强筋，使垫板结构更为稳定；

4、主吸能柱的顶面形状为沿着铁轨方向设置的椭圆形或长方形，能使垫板更适应列车运行。

附图说明

图1是本铁轨垫板的正面立体结构示意图；

图2是本铁轨垫板的背面立体结构示意图；

图3是本铁轨垫板的正视图；

图4是图3中A-A面的剖视图；

图5是图3中B-B面的剖视图。

图中，1、板体；2、底边；3、主吸能柱；4、副吸能柱；5、加强筋；6、吸能腔；61、挡沿；62、排水孔。

具体实施方式

如图1至图5所示，本铁轨垫板包括呈长方形的板体1，板体1底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边2。底边位2于板体1的宽边处。

板体1的顶面具有八排主吸能排和七排副吸能排，主吸能排和副吸能排相间设置。板体1的底面也具有七排主吸能排和六排副吸能排。主吸能排与副吸能排均与底板2平行设置。

每排主吸能柱内具有六个主吸能柱3，每排副吸能排内具有五个副吸能柱4，主吸能柱3和副吸能柱4相错开设置。主吸能柱3和副吸能柱4均呈锥台状且凸出于板体1上下表面。副吸能柱4的高度低于主吸能柱3的高度。

在安装时，板体1的长边与铁轨平行设置。铁轨垫板位于枕木和铁轨之间，两条凸起的底边2位于枕木的两侧，对本垫板起定位作用。当列车经过垫板上方时，列车运行产生的振动被垫板吸附，从而使列车运行较为稳定。

列车经过时，铁轨与最先与垫板上的主吸能柱3接触，此时垫板产生第一静刚度。当列车的重量较重时，列车对主吸能柱3压缩。当压缩程度到达副吸能柱4高度时，垫板产生第二静刚度。垫板从第一静刚度变成第二静刚度的过程中，主吸能柱3发生形变，对列车起到一个较好的缓冲效果。因此，本垫板能根据不同重量的列车自动调整静刚度。

主吸能柱3和副吸能柱4均呈锥台状。锥台状的主吸能柱3和副吸能柱4在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，主吸能柱3和副吸能柱4上越靠近于板体1处的截面面积越大，使主吸能柱3或副吸能柱4在此高度位置再向下压缩主吸能柱3所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体1之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了静刚度。

主吸能柱3的横截面呈椭圆形且椭圆形的长轴与底边2相垂直，该横截面与板体1平行。也就是说，主吸能柱3的顶面呈椭圆形。主吸能柱3椭圆形的长轴方向与铁轨平行。列车行驶过程中，主吸能柱3的受力变化方向是沿着长轴方向，因此，主吸能柱3椭圆形的长轴方向与铁轨平行，能使垫板更适应列车运行。

作为另一种方案，主吸能柱的横呈长方形且长方形的长边与底边相垂直。

同一排的主吸能排的相邻两主吸能柱3之间具有加强筋5。设置加强筋5，不仅使整个垫板结构较为牢固，同时，相邻两个主吸能柱3相互受力。这样，整排主吸能排连成一个整体，当铁轨对垫板挤压时，由于加强筋5的设置，压力被分散，使整个垫板受力较为均匀。加强筋5与板体1为一体式结构。加强筋5也同时能增加垫板的耐疲劳度。

作为另一种方案，除了同一排主吸能排中相邻的两个主吸能柱之间具有加强筋，相邻两主吸能排上一一对应的两主吸能柱之间也具有加强筋。这样，使得整个垫板的强度更强。

加强筋5呈长条状且其高度低于副吸能柱4。当垫板被压缩至加强筋5高度时，垫板产生第三静刚度。

板体1的顶面和底面上均具有凹入的吸能腔6，主吸能柱3和副吸能柱4均位于吸能腔6中且主吸能柱3的顶部与吸能腔6端口处相平齐。更具体的，沿着板体1周围具有凸出的挡沿61，与板体1一同形成吸能腔6，吸能腔6侧部的挡沿61一对列车起到缓冲的作用。当列车经过时，挡沿61的顶部与主吸能柱3的顶部一同对列车起支撑作用，也同时起到一定的缓冲作用。

吸能腔6侧部具有贯穿的排水孔62。铁轨垫板在使用时，难免会有雨水等杂物进入到主吸能腔6内，在其上开设排水孔62，使雨水等杂物能较为方便从吸能腔6中排出，保持垫板的清洁，延长垫板的使用寿命。同时，在吸能腔6侧部的挡沿61上开设排水孔62，也能减少挡沿61一的应力集中，使垫板的结构更为稳定。设置了排水孔62，列车经过时，被压缩的空气能较快的从排水孔62中排出。

相邻两主吸能排上的主吸能柱3数量相同且位置一一对应。主吸能柱3的分配较为均匀，使垫板的形状较为规则，受力均匀，结构较为稳定。

副吸能柱4位于相邻两主吸能排的两个一一对应的加强筋5之间。也就是说，主吸能柱3与副吸能柱4相错开设置在板体1顶面上。

沿板体1的顶面正投影方向，位于板体1顶面的主吸能柱3与位于板体1底面的相邻两主吸能柱3之间的间隙正对。这样，位于顶面的副吸能柱4与位于底面的相邻两副吸能柱4之间的间隙正对，主吸能柱3之间的间隙位置和副吸能柱4之间的间隙位置不至于过薄，使得整个垫板的强度较强，其耐疲劳性能较好、结构较为稳定。

由于垫板的结构较为稳定、强度较强，当列车从轨道上经过时，减少了垫板对枕木和钢轨的损伤，延长了枕木和钢轨的使用寿命，提高了钢轨的承受能力。

Claims (10)

1.一种铁轨垫板，包括呈长方形的板体(1)，所述板体(1)底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边(2)，其特征在于，所述的板体(1)顶面和底面上均具有若干呈柱状的主吸能柱(3)，沿与底边(2)平行的方向若干个相邻的主吸能柱(3)形成一排主吸能排，所述的主吸能排的数量为若干个，所述相邻两主吸能排之间具有若干高度低于主吸能柱(3)的副吸能柱(4)。

2.根据权利要求1所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述的主吸能柱(3)呈锥台状。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述的主吸能柱(3)的横截面呈椭圆形且该椭圆形的长轴与上述的底边(2)相垂直，上述横截面与板体(1)底面平行。

4.根据权利要求1或2所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述同一排的主吸能排的相邻两主吸能柱(3)之间具有加强筋(5)。

5.根据权利要求4所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述加强筋(5)呈长条状且其高度低于副吸能柱(4)。

6.根据权利要求1或2所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述的副吸能柱(4)呈圆锥台状。

7.根据权利要求1或2所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述的板体(1)的顶面和底面上均具有凹入的吸能腔(6)，上述的主吸能柱(3)和副吸能柱(4)均位于吸能腔(6)中且主吸能柱(3)的顶部与吸能腔(6)端口处相平齐。

8.根据权利要求7所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述的吸能腔(6)侧部具有贯穿的排水孔(62)。

9.根据权利要求4所述的一种铁轨垫板，其特征在于，所述相邻两主吸能排上的主吸能柱(3)数量相同且位置一一对应，所述副吸能柱(4)位于相邻两主吸能排的两个一一对应的加强筋(5)之间。

10.根据权利要求1或2所述的一种铁轨垫板，其特征在于，沿板体(1)的顶面正投影方向，位于板体(1)顶面的主吸能柱(3)与位于板体(1)底面的相邻两主吸能柱(3)之间的间隙正对。

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