CN104762852B - 一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板，通过螺栓安装于钢轨的两侧，其特征在于，包括鱼尾板主体和分段式钢制护板组件；所述分段式钢制护板组件包含若干相互分离的钢制护板，所述钢制护板上设有与所述鱼尾板主体安装孔对应的通孔；所述螺栓通过所述通孔和鱼尾板主体安装孔将两个所述鱼尾板分别安装于所述钢轨的两侧；所述鱼尾板主体靠近所述钢轨的一面形状与所述钢轨的轨腰、轨头底面、轨底顶面对应贴合，另一面与所述钢制护板配合；所述鱼尾板内至少包含一个中空部分。本发明产品大大提高了鱼尾板在长期使用过程中对于轨道电路绝缘的可靠性，大大延长了检查周期，也大大减少了维修更换的工作量。

Description

一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板

技术领域

本发明涉及铁路钢轨配件，具体地，涉及一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板。

背景技术

鱼尾板(轨道接头夹板)俗称道夹板，在轨道接头处起连接作用，是铁路钢轨的常用连接配件。传统的鱼尾板通常是使用全钢材质铸造而成，虽然具有强度高刚性好等优点，但其重量大、不耐腐蚀、绝缘性能差、温度变化较大时易断裂等缺点使得钢材质的鱼尾板在使用中具有一定事故风险。

传统的钢制鱼尾板与绝缘部件组成的“机械绝缘接头”，机械绝缘接头是由钢制鱼尾夹板、绝缘管、轨端绝缘和螺栓组成的“绝缘接头”。铁路线路上通过轨道电路来监督列车在区间或车站的线路上占用和离开，为列车直接提供运行所需要的前行列车位置，运行前方信号显示和线路条件等有关信息，轨道电路是铁路运营线路上不可或缺的安全基础设备之一。然而，由于绝缘部分结构较为薄弱，“接头”在长期运行中易损坏，“机械绝缘接头”每年须进行两次季节性的分解检查，更换部分受损的绝缘配件，日常维护靠巡检和“天窗”修。据不完全统计机械绝缘接头的年维护费用达1.2～1.5亿人民币。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种纤维增强聚氨酯复合材料的钢轨鱼尾板。本发明目的是用以替代传统的钢制鱼尾板与绝缘部件组成“机械绝缘接头”，以纤维增强聚氨酯复合材料制作的具有中空结构的鱼尾板能够确保轨道电路的稳定性。

本发明提供一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板，通过螺栓安装于钢轨的两侧，其特征在于，包括鱼尾板主体和分段式钢制护板组件；

所述分段式钢制护板组件包含若干相互分离的钢制护板，所述钢制护板上设有与所述鱼尾板主体安装孔对应的通孔；所述螺栓通过所述通孔和鱼尾板主体安装孔将两个所述鱼尾板分别安装于所述钢轨的两侧；

所述鱼尾板主体靠近所述钢轨的一面形状与所述钢轨的轨腰、轨头底面、轨底 顶面对应贴合，另一面与所述钢制护板配合；

所述鱼尾板内至少包含一个中空部分。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体由纤维增强聚氨酯复合材料制成。

作为一种实施例，所述纤维增强聚氨酯复合材料由15-35重量份的粘结剂和65-85重量份的纤维增强材料配置而成；

所述粘结剂为聚氨酯树脂，所述纤维增强材料包含无碱玻璃纤维。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体在120-170℃的成型温度和0.3-0.6米/分的成型速度下拉挤成型。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体具有定向排列的纤维结构。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体内相对于若干所述安装孔对称设有2个相互不连通的第一中空部分和第二中空部分；所述第一中空部分和第二中空部分的长度方向均与所述鱼尾板主体的长度方向一致。

作为一种实施例，所述第一中空部分和第二中空部分之间还设有与若干所述安装孔连通的第三中空部分，所述第三中空部分的长度方向与所述鱼尾板主体的长度方向一致。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体内相对于每个安装孔为中心布置有一环形的中空部分。

作为一种实施例，所述钢制护板与螺母之间设有弹簧垫圈。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的鱼尾板主体部分全部采用纤维增强聚氨酯复合材料是一种绝缘的高强度复合材料，又在鱼尾板主体的外侧匹配增加了钢质护板，进一步提高了钢轨连接的安全性。本发明与传统的“机械绝缘接头”相反，传统的“机械绝缘接头”是采用了钢制的鱼尾板主体，再利用绝缘衬套和塑料衬板作隔离层，从而实现轨道电路分段绝缘的目的，本发明是以同时具有高强度和良好的绝缘性能的纤维增强聚氨酯复合材料作为鱼尾板的主体结构，用钢质护板作为辅助件起到增强作用。本发明设计了新的产品结构，确定了产品规模化生产的工艺方法和工艺技术参数。本发明产品大大提高了鱼尾板在长期使用过程中对于轨道电路绝缘的可靠性，大大延长了检查周期，也大大减少了维修更换的工作量。本发明产品可用于高速、普速铁路以及城市轨道交通等领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是一种传统的鱼尾板安装结构示意图；

图2是可选实施例中一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板安装视图；

图3是可选实施例中一种纤维增强聚氨酯复合材料的鱼尾板安装整体视图。

图中，所示标号为：

101-M24螺栓，102-平垫，103-弹垫，104-螺母，105-绝缘管垫，106-槽型绝缘，107-轨端绝缘，108-钢制鱼尾板；201-鱼尾板主体，202-螺栓，203-分段式钢制护板组件，204-弹簧垫圈，205-钢轨，2051-轨头，2052-轨腰，2053-轨底，2061-第一中空部分，2062-第二中空部分，3-轨端绝缘。

具体实施方式

下文结合附图以具体实施例的方式对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，还可以使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明提供的如图2所示的一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板的实施例中，通过螺栓202安装于钢轨205的两侧，包括鱼尾板主体201和分段式钢制护板组件203。所述分段式钢制护板组件203包含若干相互分离的钢制护板，所述钢制护板上设有与所述鱼尾板主体201安装孔对应的通孔。所述螺栓202通过所述通孔和鱼尾板主体201安装孔将两个所述鱼尾板分别安装于所述钢轨205的两侧；

所述鱼尾板主体201靠近所述钢轨205的一面形状与所述钢轨205的轨腰2052、轨头2051底面、轨底2053顶面对应贴合，另一面与所述钢制护板配合；

所述鱼尾板内至少包含一个中空部分206。

如图2所示，鱼尾板上下面均与钢轨205接触受力，其与所述轨腰2052贴合处在螺栓202拧紧时仅留有结构缝隙。如图3所示，鱼尾板主体201连接两根钢轨205的连接部，其靠近钢轨205一面的型面尺寸与钢轨205完全一致并紧贴在钢轨205的侧面。

本发明的鱼尾板在与钢轨205紧固连接时，主体与紧固螺母之间设计了分段式钢制护板组件203，分散了鱼尾板所连接的钢轨205端头瞬间的主应力，扩大了纤维增强聚 氨酯复合材料制作的鱼尾板主体201与紧固件的受力面积，提高了安装好的鱼尾板对机械力的整体承受能力。

中空部分206的设计首先是为减少壁厚、缩短物料的受热距离，提高成型速度。其次是为减少产品的后续加工量。上述中空部分206设计的前提是保证产品的力学性能，并以力学计算书为依据设计的。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体201由纤维增强聚氨酯复合材料制成。

本实施例采用纤维增强聚氨酯复合材料制作本发明的鱼尾板主体201，充分发挥鱼尾板主体201整体绝缘的效果，保证轨道电路长期使用的安全性。碳纤维的定向设置进一步提高了产品的机械强度，增加了产品的可靠性。

作为一种实施例，所述纤维增强聚氨酯复合材料由15-35重量份的粘结剂和65-85重量份的纤维增强材料配置而成；

所述粘结剂为聚氨酯树脂，所述纤维增强材料包含无碱玻璃纤维，是一种通用的无碱玻璃纤维。该聚氨酯树脂是指通常意义上的拉挤成型工艺中所使用的聚氨酯树脂，根据拉挤工艺选择可用的聚氨酯树脂在本领域中是可以毫无疑义确定的。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体201在120-170℃的成型温度和0.3-0.6米/分的成型速度下拉挤成型。本实施例采用了拉挤工艺方法，研发了一套全新的成型工艺技术参数，实现了连续生产，为本发明产品的大规模生产提供了技术基础和设备基础。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体201具有定向排列的碳纤维结构。

作为一种实施例，所述鱼尾板主体201内相对于若干所述安装孔对称设有2个相互不连通的第一中空部分2061和第二中空部分2062；所述第一中空部分2061和第二中空部分2062的长度方向均与所述鱼尾板主体的长度方向一致。

作为一种实施例，所述第一中空部分2061和第二中空部分2062之间还设有与若干所述安装孔连通的第三中空部分，所述第三中空部分的长度方向与所述鱼尾板主体的长度方向一致。

本实施例设计第一中空部分2061和第二中空部分2062等中空的结构，可以有效缩短纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板成型时间，中空结构减少壁厚，从而也大大地提高了生产效率。更重要的是，该中空部分206减少了内应力产生的条件，减少内应力的影响，有利于稳定产品的力学性能。

作为一种实施例，所述钢制护板与螺母之间设有弹簧垫圈204。

本实施例中的纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板按以下步骤实施制作；

1、本发明产品采用了拉挤成型工艺技术，首先要选购拉挤设备、设计和制造成型模具，并在此基础上完善辅助设施和工装条件；

2、增强材料比例：采用纤维增强材料，占产品总重量的65-85％，所述纤维增强材料具体为无碱玻璃纤维；

3、粘结剂采用聚氨酯树脂，其使用比例为产品总重量的15-35％；

4、主要的拉挤成型工艺参数：成型温度120-170℃、成型速度0.3-0.6米/分；

5、完成上述工作之后，直接在拉挤设备上进行成型操作，获得所述鱼尾板主体201。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板，通过螺栓安装于钢轨的两侧，其特征在于，包括鱼尾板主体和分段式钢制护板组件；

所述分段式钢制护板组件包含若干相互分离的钢制护板，所述钢制护板上设有与所述鱼尾板主体安装孔对应的通孔；所述螺栓通过所述通孔和鱼尾板主体安装孔将两个所述鱼尾板分别安装于所述钢轨的两侧；

所述鱼尾板主体靠近所述钢轨的一面形状与所述钢轨的轨腰、轨头底面、轨底顶面对应贴合，另一面与所述钢制护板配合；

所述鱼尾板内至少包含一个中空部分：

所述鱼尾板主体内相对于若干所述安装孔对称设有2个相互不连通的第一中空部分和第二中空部分，所述第一中空部分和第二中空部分的长度方向均与所述鱼尾板主体的长度方向一致；和/或

所述鱼尾板主体内相对于每个安装孔为中心布置有一环形的中空部分；

所述鱼尾板主体由纤维增强聚氨酯复合材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种纤维增强聚氨酯复合材料的鱼尾板，其特征在于，所述纤维增强聚氨酯复合材料由15-35重量份的粘结剂和65-85重量份的纤维增强材料配置而成；

所述粘结剂为聚氨酯树脂，所述纤维增强材料包含无碱玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板，其特征在于，所述鱼尾板主体在120-170℃的成型温度和0.3-0.6米/分的成型速度下拉挤成型。

4.根据权利要求2或3所述的一种纤维增强聚氨酯复合材料鱼尾板，其特征在于，所述鱼尾板主体具有定向排列的纤维结构。

5.根据权利要求1所述的一种纤维增强聚氨酯复合材料的鱼尾板，其特征在于，所述第一中空部分和第二中空部分之间还设有与若干所述安装孔连通的第三中空部分，所述第三中空部分的长度方向与所述鱼尾板主体的长度方向一致。

6.根据权利要求1所述的一种纤维增强聚氨酯复合材料的鱼尾板，其特征在于，所述钢制护板与螺母之间设有弹簧垫圈。