CN108547187A - 磁悬浮列车轨道、轨排及可均匀调整轨缝的f轨接头装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁悬浮列车轨道、轨排及可均匀调整轨缝的F轨接头装置。主、副F轨采用的外侧主、副限位扣的方式，可以有效地释放由于温差造成的轨排的纵向伸缩变形；采用连杆滑槽机构对两端的主F轨和中间的副F轨进行连接，保证了主F轨在伸缩过程中与副F轨之间的两个间隙大小保持一致，自行实现副F轨的纵向对中性能，避免副F轨因两端接头处螺栓压紧力和接触面摩擦力不同而导致的整体偏移现象，并能满足F轨接头在20～40mm范围内的伸缩变化；通过上下压板实现了主、副F轨之间的垂向约束和限位，增加了副F轨的抗扭刚度，有利于控制接头的平顺性；整体接头结构简单、安装方便并易于后期维护，因此可大大减少运营及维护方面的成本。

Description

磁悬浮列车轨道、轨排及可均匀调整轨缝的F轨接头装置

技术领域

本发明涉及中低速磁悬浮轨道交通技术领域，特别涉及一种中低速磁悬浮列车轨道F轨用具备较大伸缩量的接头装置。

背景技术

中低速磁悬浮轨道交通的悬浮和导向技术通常采用常导电磁铁吸力型，通过列车悬浮架上的电磁铁与F轨之间产生的吸引力实现列车的悬浮和导向。目前国内的中低速磁浮交通线的轨道结构主要采用钢轨枕结构形式，即用高强度螺栓将F轨固定在钢轨枕上形成轨排，然后再通过扣件结合高强度螺栓将轨排固定在承轨台及混凝土梁上，若干个轨排通过F轨接头在列车运行方向上纵向连接成轨道线路。

针对目前使用的上述结构，由于是若干个独立的轨排整体拼装而成的轨道，因此必须充分考虑轨排与轨排之间的纵向(X)、横向(Y)和垂向(Z)三个方向上的安装精度和对齐情况，同时考虑到钢结构形变受温度影响较大，在采用上述接头时必须考虑外界温度变化时引起的轨排在纵向(X)方向上的温差伸缩位移问题。

此外，随着我国首条中低速磁浮交通商业运营线——长沙磁浮快线运营工作的不断推进，某些线路设计及工程实践中存在的问题暴露得日益明显。其中一个很明显的问题是：目前磁浮快线采用双线运行模式，单条轨道只需要满足一个方向的运行要求，因此列车在运行过程中转向架上牵引电磁铁对F轨的作用力的方向在纵向始终保持一致。且目前部分采用II型或III型接头的轨排在接头位置的副F轨与主F轨之间的采用腰型孔与螺栓的装配方式进行连接，这种连接方式容易造成副F轨两端接头处螺栓预紧力和接触面的摩擦力不同而导致副F轨整体向一端偏移的现象，引起F轨一端接头位置出现较大的缝隙，从而影响悬浮间隙传感器的工作信号的稳定性，为列车的安全、平稳和快速地运行带来影响。

因此，如何设计一种中低速磁悬浮列车用可均匀分配由于轨道热胀冷缩引起的F轨伸缩缝的接头装置，保证悬浮间隙传感器的正常工作和列车安全平稳地运行，成为本领域技术人员目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种新型的轨排接头，尤其涉及一种中低速磁浮系统轨道的具备较大伸缩量的F轨接头结构。该接头由两段较长的主F轨和中间较短的副F轨通过加工适配连接而成，单侧主、副F轨之间最大伸缩量可达20mm，因此该新型接头的双侧最大伸缩量可达40mm，可以很好地满足中低速磁浮列车轨排受温度变化影响引起的热胀冷缩的纵向伸缩补偿。同时本发明中设计的通过连杆和滑块机构将主、副F轨连接起来，保证轨排膨胀收缩时两侧的主、副F轨之间的间隙同时变化且保持一致，即副F轨可自行对中复位，解决了副F轨的跑偏问题，大大减少了F轨的维护成本。

本发明还提供了一种采用上述可均匀调整轨缝的F轨接头装置的轨排。

本发明还提供了一种采用上述轨排的磁悬浮列车轨道。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可均匀调整轨缝的F轨接头装置，包括：两段主F轨、一段副F轨和两块下压板；

两段所述主F轨分别为左端主F轨和右端主F轨；两块所述下压板中的一块具有与所述左端主F轨底面配合的第一固定结构，另一块具有与所述右端主F轨底面配合的第二固定结构；两块所述下压板均具有与所述副F轨沿纵向运动配合的运动结构。

优选的，所述第一固定结构和/或所述第二固定结构包括：分别设置在所述主F轨和所述下压板对应位置的横向排列的多个螺纹孔，并通过螺栓连接紧固。

优选的，所述运动结构包括：沿纵向设置在所述下压板的腰型孔，和设置在所述副F轨与所述通孔通过螺栓连接配合的通孔。

优选的，还包括：连杆滑槽机构；

所述副F轨沿横向设置有长孔槽；

所述连杆滑槽机构包括：平连杆和带滑柱连杆；

所述带滑柱连杆的滑柱端与所述长孔槽滑动配合，另一端铰接于所述一个下压板；所述平连杆的一端穿入所述带滑柱连杆的滑柱端与之铰接后通过螺母进行紧固，另一端铰接于一个另所述下压板。

优选的，所述平连杆和带滑柱连杆分别通过螺栓铰接于各自对应的所述下压板，且两连杆与下压板接触的铰接端均设置有加厚圆凸台。

优选的，还包括两块上压板，其中的一块具有分别与所述左端主F轨顶面和所述副F轨顶面配合的第三固定结构，另一块具有分别与所述右端主F轨顶面和所述副F轨顶面配合的第四固定结构。

优选的，所述第三固定结构和/或所述第四固定结构包括：分别设置在所述主F轨和所述上压板对应位置的纵向排列的多个螺纹孔，并通过螺栓连接紧固。

优选的，所述左端主F轨和/或所述右端主F轨设置有主限位扣，所述副F轨设置有同所述主限位扣配合，限制纵向移动范围的副限位扣。

一种轨排，包括F轨，所述F轨为如上述的可均匀调整轨缝的F轨接头装置。

一种磁悬浮列车轨道，包括轨排，所述轨排为如上述的轨排。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的磁悬浮列车轨道、轨排及可均匀调整轨缝的F轨接头装置，其所具备的优点是：主、副F轨采用的外侧主、副限位扣的方式，可以有效地释放由于温差造成的轨排的纵向伸缩变形；本发明采用连杆滑槽机构对两端的主F轨和中间的副F轨进行连接，保证了主F轨在伸缩过程中与副F轨之间的两个间隙大小保持一致，自行实现副F轨的纵向对中性能，避免副F轨因两端接头处螺栓压紧力和接触面摩擦力不同而导致的整体偏移现象，并能满足F轨接头在20～40mm范围内的伸缩变化；通过上下压板实现了主、副F轨之间的垂向约束和限位，增加了副F轨的抗扭刚度，有利于控制接头的平顺性；整体接头结构简单、安装方便并易于后期维护，因此可大大减少运营及维护方面的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本发明实施例提供的中低速磁浮系统轨道F轨接头结构的正面立体图；

图2为本发明实施例提供的中低速磁浮系统轨道F轨接头结构的底面立体图；

图3为本发明实施例提供的中低速磁浮系统轨道F轨接头结构主F轨正面立体图；

图4为本发明实施例提供的中低速磁浮系统轨道F轨接头结构副F轨底面立体图；

图5为本发明实施例提供的中低速磁浮系统轨道F轨接头结构连杆滑槽机构立体分解图；

图6为本发明实施例提供的低速磁浮系统轨道F轨接头结构带滑柱连杆立体图。

图中示出各构件名称及所对应的标注序号：左端主F轨1、压板连接凸台11、连接凹腔12、大凹腔121、小凹腔122、主限位扣13、翼轨凸台14；副F轨2、连接凸台21、大凸台211、小凸台212、副限位扣22、长孔槽23、翼轨凹腔24；右端主F轨3；上压板4；下压板5、腰型孔51；连杆滑槽机构6、平连杆61、带滑柱连杆62。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的可均匀调整轨缝的F轨接头装置，包括：分布在两端的两段主F轨、分布在中间的一段副F轨2和两块下压板5，其结构可以参照图2所示；

其中，两段主F轨分别为左端主F轨1和右端主F轨3；两块下压板5中的一块具有与左端主F轨1底面配合的第一固定结构，另一块具有与右端主F轨3底面配合的第二固定结构；两块下压板5均具有与副F轨2沿纵向运动配合的运动结构。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例提供的可均匀调整轨缝的F轨接头装置，下压板5一端固定连接于主F轨，另一端可沿纵向运动连接于副F轨2，实现了主、副F轨在纵向上的相对运动；同时也限制了主、副F轨在垂向上的相对位移，保证了轨排的平顺性，有利于悬浮间隙传感器所需要的探测面的平整性。

作为优选，第一固定结构和/或第二固定结构包括：分别设置在主F轨和下压板5对应位置的横向排列的多个螺纹孔，并通过螺栓连接紧固，其结构可以参照图3和图5所示。下压板5设置了与主F轨的翼板对应的横向排列的螺纹孔，并通过内六角螺栓配合螺母将其紧固在主F轨上，在外界温度变化时随着主F轨一同运动。采用螺纹连接固定的方式结构简单，紧固作用良好。横向排列的多个(本实施例中具体为两个)螺纹孔强化了固定结构效果。

具体的，运动结构包括：沿纵向设置在下压板5的腰型孔51，和设置在副F轨2与通孔通过螺栓连接配合的通孔，其结构可以参照图3和图5所示。下压板5在另一端设置了腰型孔51，并通过螺栓螺母穿过腰型孔的配合将压板与副F轨翼板部分连接起来，并通过腰型孔具备的纵向自由度来调节主、副F轨在纵向上的相对运动。

进一步的，本发明实施例提供的可均匀调整轨缝的F轨接头装置，还包括连杆滑槽机构6；

副F轨2沿横向设置有长孔槽23；

连杆滑槽机构6包括：平连杆61和带滑柱连杆62；

带滑柱连杆62的滑柱端与长孔槽23滑动配合，另一端铰接于一个下压板5；平连杆61的一端穿入带滑柱连杆62的滑柱端与之铰接后通过螺母进行紧固，另一端铰接于一个另下压板5。

参照图5和图6，连杆滑槽机构6由平连杆61和带滑柱连杆62及相关紧固件组成。其中带滑柱连杆62的滑柱端伸入长孔槽23，平连杆61穿入带滑柱连杆62与之铰接后通过螺母进行紧固。两连杆通过螺栓分别固定在接头两端的下压板5上。当主F轨1和3之间的间距在外界温度影响下出现变化时，会通过下压板5驱动两连杆的两个固定端相对运动，同时引起两连杆绕连杆铰接轴旋转，进而驱动滑柱在副F轨2的滑槽内产生横向运动，即将F轨伸缩的纵向运动转化为滑柱的横向运动，此类设计不仅可以吸收主F轨1、3和副F轨2的纵向伸缩能量，还能实现副F轨2的纵向对中性能，保证主、副F轨之间的间距始终保持一致，避免副F轨因两端接头处螺钉预紧力和接触面摩擦力不同而导致的副F轨整体偏移现象。

为了进一步优化上述的技术方案，平连杆61和带滑柱连杆62分别通过螺栓铰接于各自对应的下压板5，且两连杆与下压板5接触的铰接端均设置有加厚圆凸台，以抵消连杆断面与下压板之间的高差，保证铰接的平顺性。

本发明实施例提供的可均匀调整轨缝的F轨接头装置，还包括两块上压板4，其中的一块具有分别与左端主F轨1顶面和副F轨2顶面配合的第三固定结构，另一块具有分别与右端主F轨3顶面和副F轨2顶面配合的第四固定结构。该上压板4在主、副F轨产生相对运动时可以限制两者(在此具体为小凸台212与小凹腔122)之间的垂向相对运动，保证了轨排接头上段的平顺性和抗扭能力。

作为优选，第三固定结构和/或第四固定结构包括：分别设置在主F轨和上压板4对应位置的纵向排列的多个螺纹孔，并通过螺栓连接紧固。参照图1，上压板4设置了与压板连接凸台11上对应的螺纹孔，副F轨的小凸台212伸入小凹腔122中并通过内六角螺栓将上压板4固定在主F轨上。采用螺纹连接固定的方式结构简单，紧固作用良好。纵向排列的多个(本实施例中具体为两个)螺纹孔强化了固定结构效果。

为了进一步优化上述的技术方案，左端主F轨1和/或右端主F轨3设置有主限位扣13，副F轨2设置有同主限位扣13配合，限制纵向移动范围的副限位扣22。主、副F轨采用的外侧主、副限位扣的方式，可以有效地释放由于温差造成的轨排的纵向伸缩变形。

参照图1和图3，主F轨连接段在内腿和外腿之间的顶部设置相对于顶面下沉的压板连接凸台11，凸台的最上端与翼板一致，同时在该凸台顶部和翼板位置分别设置了横向和纵向的6个螺纹孔。该压板连接凸台的前段设置有与副F轨相互配合的连接凹腔12，该凹腔由靠近前端的大凹腔121和小凹腔122，其中小凹腔122是由压板连接凸台11的一部分加工得到。在连接凹腔靠近外腿附近具有垂向伸出的主限位扣13。

参照图1和图4，副F轨连接段在纵向两端分别设置纵向伸出的连接凸台21，其中包括靠近副F轨主体部分的大凸台211和靠近连接端的小凸台212，该大小凸台分别于与上述主F轨的大小凹腔分别相互配合。在大连接凸台靠近外腿的前端设置了垂向深处的副限位扣22，用于与主限位扣相互配合以限制接头的纵向移动范围，同时在大凸台211内侧纵向上布置了4个通孔。在副F轨2的翼板上设置了横向带一定深度的长孔槽23。

本发明实施例还提供了一种轨排，包括F轨，该F轨为如上述的可均匀调整轨缝的F轨接头装置。

本发明实施例还提供了一种磁悬浮列车轨道，包括轨排，该轨排为如上述的轨排。

综上，本发明实施例提供的的中低速磁悬浮系统F轨接头结构由分布在两端的两段主F轨、分布在中间的一段副F轨、上压板、下压板及连杆滑槽结构等组成；

主F轨的连接段顶部加工成相对于顶面下沉的连接凸台，且下沉后的凸台与翼轨上表面平齐，同时在外腿和内腿之间的凸台在纵向形成一个凹腔，靠近外腿的凸台的纵向前段具有垂向向上伸出的主限位扣，主F轨翼轨内侧具有纵向伸出的凸台；

副F轨外侧纵向两端的底面设置有与主F轨连接凸台相对应的凹腔，靠近外腿的凹腔外侧上部具有垂向向下的副限位件，用于与主限位扣相互作用，同时在外腿和内腿之间的连接段伸出相对于顶面下沉的连接凸台，用于与主F轨的凹腔相互配合。副F轨的翼轨底面靠近内腿位置设置了横向的长孔槽，用于与滑槽相互配合，且副F轨翼轨内侧具有与主F轨配合的纵向凹腔；

上压板位于主、副F轨相对顶面下沉的凸台上；下压板位于主、副F轨翼轨底端凸台和凹腔的配合位置；连杆滑槽机构由平连杆和带滑柱连杆组成，两连杆之间具有旋转自由度；两连杆另一端分别固定于下压板上，下压板通过腰形孔及螺栓分别与对应主F轨紧固连接，但二者之间存在轴向滑动自由度；滑柱置于副F轨滑槽中。

本发明的工作过程和原理是：副F轨通过连杆滑槽机构与两端的主F轨相互连接，其中连杆滑槽机构的两个连杆的两端分别通过螺栓固定在下压板上，下压板通过内六角螺栓和螺母固定在两端的主F轨上。连杆滑槽机构的滑柱直接与副F轨的滑槽接触，滑柱与副F轨之间具备横向滑动自由度。当外界温度变化引起轨排在纵向上出现伸缩时，与两侧主F轨相连的下压板上两个连杆固定点的距离出现变化，从而驱动两个连杆发生相对旋转，并带动滑柱在滑槽内运动，进而完成两侧主、副F轨之间的伸缩间距的调整。

本发明所具备的优点是：主、副F轨采用的外侧主、副限位扣的方式，可以有效地释放由于温差造成的轨排的纵向伸缩变形；本发明采用连杆滑槽机构对两端的主F轨和中间的副F轨进行连接，保证了主F轨在伸缩过程中与副F轨之间的两个间隙大小保持一致，自行实现副F轨的纵向对中性能，避免副F轨因两端接头处螺栓压紧力和接触面摩擦力不同而导致的整体偏移现象，并能满足F轨接头在20～40mm范围内的伸缩变化；通过上下压板实现了主、副F轨之间的垂向约束和限位，增加了副F轨的抗扭刚度，有利于控制接头的平顺性；整体接头结构简单、安装方便并易于后期维护，因此可大大减少运营及维护方面的成本。

鉴于磁悬浮列车轨道包含的部件较多，且部件的结构也较为复杂，本文仅针对中低速磁浮系统F轨轨排接头装置及相关部件进了说明，其他未尽之处请参考相关技术标准或文件，本文不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可均匀调整轨缝的F轨接头装置，其特征在于，包括：两段主F轨、一段副F轨(2)和两块下压板(5)；

两段所述主F轨分别为左端主F轨(1)和右端主F轨(3)；两块所述下压板(5)中的一块具有与所述左端主F轨(1)底面配合的第一固定结构，另一块具有与所述右端主F轨(3)底面配合的第二固定结构；两块所述下压板(5)均具有与所述副F轨(2)沿纵向运动配合的运动结构。

2.根据权利要求1所述的F轨接头装置，其特征在于，所述第一固定结构和/或所述第二固定结构包括：分别设置在所述主F轨和所述下压板(5)对应位置的横向排列的多个螺纹孔，并通过螺栓连接紧固。

3.根据权利要求1所述的F轨接头装置，其特征在于，所述运动结构包括：沿纵向设置在所述下压板(5)的腰型孔(51)，和设置在所述副F轨(2)与所述通孔通过螺栓连接配合的通孔。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的F轨接头装置，其特征在于，还包括：连杆滑槽机构(6)；

所述副F轨(2)沿横向设置有长孔槽(23)；

所述连杆滑槽机构(6)包括：平连杆(61)和带滑柱连杆(62)；

所述带滑柱连杆(62)的滑柱端与所述长孔槽(23)滑动配合，另一端铰接于所述一个下压板(5)；所述平连杆(61)的一端穿入所述带滑柱连杆(62)的滑柱端与之铰接后通过螺母进行紧固，另一端铰接于一个另所述下压板(5)。

5.根据权利要求4所述的F轨接头装置，其特征在于，所述平连杆(61)和带滑柱连杆(62)分别通过螺栓铰接于各自对应的所述下压板(5)，且两连杆与下压板(5)接触的铰接端均设置有加厚圆凸台。

6.根据权利要求1所述的F轨接头装置，其特征在于，还包括两块上压板(4)，其中的一块具有分别与所述左端主F轨(1)顶面和所述副F轨(2)顶面配合的第三固定结构，另一块具有分别与所述右端主F轨(3)顶面和所述副F轨(2)顶面配合的第四固定结构。

7.根据权利要求6所述的F轨接头装置，其特征在于，所述第三固定结构和/或所述第四固定结构包括：分别设置在所述主F轨和所述上压板(4)对应位置的纵向排列的多个螺纹孔，并通过螺栓连接紧固。

8.据权利要求1所述的F轨接头装置，其特征在于，所述左端主F轨(1)和/或所述右端主F轨(3)设置有主限位扣(13)，所述副F轨(2)设置有同所述主限位扣(13)配合，限制纵向移动范围的副限位扣(22)。

9.一种轨排，包括F轨，其特征在于，所述F轨为如权利要求1-8任意一项所述的可均匀调整轨缝的F轨接头装置。

10.一种磁悬浮列车轨道，包括轨排，其特征在于，所述轨排为如权利要求9所述的轨排。