CN112779826A - 一种无孔式齿轨铁路扣件 - Google Patents

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刘长溪
肖俊恒
吴玥
李志伟
李子睿
张欢
于毫勇
陈晨
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Abstract

本发明公开了一种无孔式齿轨铁路扣件，该无孔式齿轨铁路扣件包括：对称设置于齿轨两侧的挡板，所述挡板可拆卸地安装于轨枕上，所述挡板面向所述齿轨的侧面固定设置有抵紧于所述齿轨侧面的橡胶弹性体。该无孔式齿轨铁路扣件克股了现有齿轨扣件的不足，具有纵向阻力大、纵向弹性好、绝缘性能高以及齿轨免打孔的优点。

Description

一种无孔式齿轨铁路扣件
技术领域
本发明涉及铁路扣件，具体地涉及一种无孔式齿轨铁路扣件。
背景技术
齿轨铁路是一种登山铁路，是在普通铁路轨道中间铺设一条或多条特殊的齿形轨道，相应地在运行于齿轨铁路上的机车车辆的转向架上配备一个或多个齿轮，当列车在齿轨线路上运行时，通过齿轮与齿条的啮合来传递牵引力和制动力，从而克服普通机车车辆在坡道线路黏着力不足的问题，具有较强的爬坡能力，最大运行线路坡度高达480‰。
齿轨铁路主要用于山地景区旅游观光为主的铁路客运或煤矿井下辅助设备运输铁路。因其具有爬坡能力强、转弯半径小、安全性好、建设成本低等特点，自1868年在美国华盛顿应用以来，在国外山区得到了广泛应用，期间经过了多次优化改进，轨道技术逐渐驱于成熟。目前国内首条齿轨交通项目——都江堰至四姑娘山山地轨道交通项目已完成线路初步设计，开始了前期施工工作。
齿轨主要承受列车上坡时的牵引力及下坡时的制动力，牵引力和制动力均为沿钢轨方向的纵向力，这就要求齿轨扣件具有如下三方面性能：
1)能够提供较大的纵向阻力；2)由于齿轮与齿轨啮合时存在一定的冲击作用，还要求齿轨扣件具有较好的纵向弹性；3)由于存在轨道电路，齿轨扣件的绝缘性能要好，即齿轨与轨枕间绝缘电阻要高。
齿轨铁路技术产生、发展、成熟于国外，但受当时技术所限，齿轨扣件存在明显的不足。齿轨扣件的一般结构如图5所示，在齿轨上打孔，采用螺栓15将两个角钢14固定于齿轨两侧，再通过轨枕预置螺栓15的方式紧固角钢。此种扣件能够提供较大的齿轨纵向阻力，但没有纵向弹性，使用过程中不能有效降低冲击荷载，扣件及齿轨系统易损坏，需要在齿轨上打孔才能安装扣件，降低了齿轨强度，且扣件未设置绝缘，对于存在轨道电路的线路具有一定安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供一种无孔式齿轨铁路扣件，该无孔式齿轨铁路扣件克股了现有齿轨扣件的不足，具有纵向阻力大、纵向弹性好、绝缘性能高以及齿轨免打孔的优点。
为了实现上述目的，本发明提供了一种无孔式齿轨铁路扣件，该无孔式齿轨铁路扣件包括：对称设置于齿轨两侧的挡板，所述挡板可拆卸地安装于轨枕上，所述挡板面向所述齿轨的侧面固定设置有抵紧于所述齿轨侧面的橡胶弹性体。
优选地，所述橡胶弹性体沿平行于所述齿轨的方向延伸。
优选地，所述橡胶弹性体面向所述齿轨的侧面为曲面。
优选地，所述橡胶弹性体为硫化一体的橡胶弹性体。
优选地，所述齿轨与轨枕之间设置有调高垫板。
优选地，所述调高垫板为塑料调高垫板。
优选地，所述挡板与所述轨枕之间设置有绝缘垫。
优选地，所述轨枕上位于所述齿轨的两侧设置有沟槽；所述绝缘垫上形成有能够卡合于所述沟槽的拱形结构，所述挡板的底侧形成有能够卡合于所述拱形结构内的凸条。
优选地，所述挡板上设置有第一通孔，所述绝缘垫上设置有第二通孔，所述轨枕上设置有预埋塑料套管，锚固螺栓顺次贯穿弹簧垫圈、第一通孔和第二通孔后紧固于所述预埋塑料套管内，以将所述挡板和绝缘垫固定。
优选地，所述调高垫板的两侧形成有限位槽，所述绝缘垫的一端伸入所述限位槽内。
根据上述技术方案，本发明具有如下有益效果：克股了现有齿轨扣件的不足，具有纵向阻力大、纵向弹性好、绝缘性能高以及齿轨免打孔的优点。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是无孔式齿轨铁路扣件的一种优选实施方式的结构示意图；
图2是相对于图1的主视图；
图3是相对于图1的侧视图；
图4是相对于图1的爆炸图；
图5是现有技术中的一种齿轨与轨枕之间的连接结构。
附图标记说明
1轨枕 2沟槽
3挡板 4绝缘垫
5调高垫板 6齿轨
7橡胶弹性体 8锚固螺栓
9弹簧垫圈 10凸条
11预埋塑料套管 12拱形结构
13第二通孔 14角钢
15螺栓
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制，本申请中所称的纵向为齿轨6延伸的方向。
参见图1-4所示的无孔式齿轨铁路扣件，该无孔式齿轨铁路扣件包括：对称设置于齿轨6两侧的挡板3，所述挡板3可拆卸地安装于轨枕1上，所述挡板3面向所述齿轨6的侧面固定设置有抵紧于所述齿轨6侧面的橡胶弹性体7。
通过上述技术方案的实施，该无孔式齿轨铁路扣件克股了现有齿轨6扣件的不足，具有纵向阻力大、纵向弹性好、绝缘性能高以及齿轨6免打孔的优点。具体的：1、利用杠杆原理，当挡板3被紧固时，与齿轨6接触的橡胶弹性体7抵紧齿轨6，以产生足够的摩擦力抵抗钢轨纵向力，其中橡胶弹性体7在未装配时其厚度大于挡板3至齿轨6的距离，装配后其厚度被压缩抵紧齿轨6；2、通过设置橡胶弹性体7，提高了齿轨6与挡板3间的摩擦系数，同时利用橡胶弹性体7的剪切变形提供了齿轨6的纵向弹性；3、通过设置橡胶弹性体7，提高了绝缘性能；4、该孔式齿轨6铁路扣件中的齿轨6通过设置于两侧的橡胶弹性体7抵紧，无需打孔通过螺栓15固定，提高了齿轨6强度。
在该实施方式中，为了进一步提高橡胶弹性体7与齿轨6的抵紧强度，提供更加稳定的纵向力，优选地，所述橡胶弹性体7沿平行于所述齿轨6的方向延伸。当橡胶弹性体7在提供纵向力的时候其自身产生剪切变形，通过将橡胶弹性体7的延伸方向设置为与齿轨6的延伸方向相同，可以将橡胶弹性体7沿齿轨6延伸方向的剪切受力长度最大化，受力强度更高，纵向力提供更加稳定。
在该实施方式中，由于橡胶弹性体7在未装配时其厚度大于挡板3至齿轨6的距离，由于为了便于装配，优选地，所述橡胶弹性体7面向所述齿轨6的侧面为曲面。装配时，橡胶弹性体7面向齿轨6的一侧部分位于齿轨6的上方，两个挡板3同时进行紧固，随着紧固的进行挡板3下移，带动橡胶弹性体7下移，随之橡胶弹性体7逐步抵紧在齿轨6的侧面，而橡胶弹性体7也被压缩，通过将橡胶弹性体7面向齿轨6的侧面设置为曲面，可以增加橡胶弹性体7向下滑动抵紧过程的平顺性，曲面的具体结构如半圆形。
在该实施方式中，为了进一步提高齿轨6与橡胶弹性体7间的摩擦系数，提高橡胶弹性体7的性能，优选地，所述橡胶弹性体7为硫化一体的橡胶弹性体。
在该实施方式中，为了能够对齿轨6进行调高，以适应不同路况，优选地，所述齿轨6与轨枕1之间设置有调高垫板5。扣件安装时，先用调高垫板5将齿轨6调至合适位置。
在该实施方式中，为了进一步增加绝缘性能，优选地，所述调高垫板5为塑料调高垫板。
在该实施方式中，为了进一步增加绝缘性能，优选地，所述挡板3与所述轨枕1之间设置有绝缘垫4。
在该实施方式中，优选地，所述轨枕1上位于所述齿轨6的两侧设置有沟槽2；所述绝缘垫4上形成有能够卡合于所述沟槽2的拱形结构12，所述挡板3的底侧形成有能够卡合于所述拱形结构12内的凸条10。通过这样的设置，可用于承受挡板3的横向力。
在该实施方式中，为了进一步提供一种挡板3的可拆卸安装结构，优选地，所述挡板3上设置有第一通孔，所述绝缘垫4上设置有第二通孔13，所述轨枕1上设置有预埋塑料套管11，锚固螺栓8顺次贯穿弹簧垫圈9、第一通孔和第二通孔13后紧固于所述预埋塑料套管11内，以将所述挡板3和绝缘垫4固定。扣件安装时，先用调高垫板5将齿轨6调至合适位置，再同时紧固齿轨6两侧的锚固螺栓8，以提供足够的预紧力，限制钢轨纵向爬行。
该无孔式齿轨铁路扣件具有二次绝缘设置，通过塑料调高垫板和橡胶弹性体7实现一次绝缘，通过绝缘垫4和塑料套管实现二次绝缘，绝缘性能高。
在该实施方式中，为了避免调高垫板5沿钢轨方向滑落，优选地，所述调高垫板5的两侧形成有限位槽，所述绝缘垫4的一端伸入所述限位槽内。
本发明中的挡板3可以设置为直角板，直角板的竖直面靠近齿轨6的侧面设置，直角板的竖直面和水平面沿齿轨6延伸方向上的两端可以设置加强板，提高稳固性能。
当然，为了更好的配合无孔式齿轨铁路扣件使用，本发明中的齿轨6还可以设置为纵向截面呈等腰梯形的结构，上窄下宽，可以使得齿轨6被橡胶弹性体7抵紧后难以竖向脱离。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述无孔式齿轨铁路扣件包括：对称设置于齿轨(6)两侧的挡板(3)，所述挡板(3)可拆卸地安装于轨枕(1)上，所述挡板(3)面向所述齿轨(6)的侧面固定设置有抵紧于所述齿轨(6)侧面的橡胶弹性体(7)。
2.根据权利要求1所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述橡胶弹性体(7)沿平行于所述齿轨(6)的方向延伸。
3.根据权利要求2所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述橡胶弹性体(7)面向所述齿轨(6)的侧面为曲面。
4.根据权利要求1-3中的任意一项所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述橡胶弹性体(7)为硫化一体的橡胶弹性体。
5.根据权利要求1-3中的任意一项所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述齿轨(6)与轨枕(1)之间设置有调高垫板(5)。
6.根据权利要求5所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述调高垫板(5)为塑料调高垫板。
7.根据权利要求6中的任意一项所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述挡板(3)与所述轨枕(1)之间设置有绝缘垫(4)。
8.根据权利要求7中的任意一项所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述轨枕(1)上位于所述齿轨(6)的两侧设置有沟槽(2)；
所述绝缘垫(4)上形成有能够卡合于所述沟槽(2)的拱形结构(12)，所述挡板(3)的底侧形成有能够卡合于所述拱形结构(12)内的凸条(10)。
9.根据权利要求8中的任意一项所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述挡板(3)上设置有第一通孔，所述绝缘垫(4)上设置有第二通孔(13)，所述轨枕(1)上设置有预埋塑料套管(11)，锚固螺栓(8)顺次贯穿弹簧垫圈(9)、第一通孔和第二通孔(13)后紧固于所述预埋塑料套管(11)内，以将所述挡板(3)和绝缘垫(4)固定。
10.根据权利要求9中的任意一项所述的无孔式齿轨铁路扣件，其特征在于，所述调高垫板(5)的两侧形成有限位槽，所述绝缘垫(4)的一端伸入所述限位槽内。
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