CN113215872A - 一种用于齿轨铁路的齿条结构及其扣件系统 - Google Patents

一种用于齿轨铁路的齿条结构及其扣件系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于齿轨铁路的齿条结构及其扣件系统，齿条结构包括齿条本体，齿条本体上设有多个齿条通孔和多个齿条凹槽，所有齿条通孔沿轨道纵向间隔布置，所有齿条凹槽沿轨道纵向间隔布置，齿条凹槽位于齿条本体的下部，且齿条凹槽的转角处设有齿条凹槽圆角；扣件系统包括两个间隔布置的L形侧板、凹形垫板和弹性垫板，两个L形侧板用于和齿条通孔紧固连接，凹形垫板设置在L形侧板下方，凹形垫板的外表面转角处设有凹形垫板外圆角，凹形垫板用于和齿条凹槽相适配，弹性垫板设置在L形侧板下方，L形侧板、凹形垫板和弹性垫板均能够通过紧固件和轨枕固定连接；解决了齿条轨道沿轨向的爬行问题，提供一种稳定的齿条轨道安装结构。

Description

一种用于齿轨铁路的齿条结构及其扣件系统
技术领域
本发明涉及山地轨道交通齿轨铁路技术领域，特别是一种用于齿轨铁路的齿条结构及其扣件系统。
背景技术
齿轨铁路在山地旅游轨道交通领域应用较为广泛，相较于普通轨道铁路，齿轨铁路有相对十分独特的优势，特别是在山地等复杂地形条件下。齿轨铁路在应用的过程中，齿条和轨枕之间的连接必须牢固可靠，否则在齿轨线路上运行的相关交通车辆的行车安全将得不到一定的保障，可能会产生一系列问题，比如由于不稳固的连接造成在运行车辆通过时产生较剧烈的振动，影响车辆行车时的车辆的平稳性，同时由于齿轨铁路齿条轨道的特别受力方式，在已有的线路中的齿条轨道在长时间的列车往返运行后，会产生比如轨道爬行等一系列问题，故亟需研制一种可以有效降低齿条轨道爬行及提供充足纵向力的轨道结构。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的齿条和轨枕之间的连接不够牢固，导致齿条轨道爬行和影响车辆平稳性的问题，提供一种用于齿轨铁路的齿条结构及其扣件系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于齿轨铁路的齿条结构，包括齿条本体，所述齿条本体上设有多个齿条通孔和多个齿条凹槽，所有所述齿条通孔沿轨道纵向间隔布置，所有所述齿条凹槽沿轨道纵向间隔布置，所述齿条凹槽位于所述齿条本体的下部，且所述齿条凹槽的转角处设有齿条凹槽圆角。
本发明所述的齿条结构，在与每根轨枕对应位置开设齿条凹槽，并在槽底两直角处均进行倒圆角的操作，从而有效减少应力集中，提高齿条结构的性能，该齿条凹槽与与其相匹配的扣件系统中的凹形垫板紧密配合，通过限定主要受力对象(齿条轨道)的方式来从根源上解决齿条轨道沿轨向的爬行问题，使得齿条轨道运行时更加稳定。
作为本发明的优选方案，所述齿条通孔的数量和所述齿条凹槽的数量相一致，且均和轨枕的数量相一致。即每根轨枕处均对应设置一个通孔和一个齿条凹槽。
作为本发明的优选方案，所述齿条通孔之间的间隔和所述齿条凹槽之间的间隔相一致，且均和轨枕之间的间隔相一致。
作为本发明的优选方案，所述齿条本体的宽度为50mm-60mm，高度为70mm-90mm。在上述参数下，齿条结构具有较好的疲劳强度和疲劳寿命。
本发明还公开了一种用于齿轨铁路的扣件系统，包括两个L形侧板、凹形垫板和弹性垫板，两个所述L形侧板间隔布置，两个所述L形侧板用于和齿条通孔紧固连接，所述凹形垫板设置在所述L形侧板的下方，且所述凹形垫板的外表面转角处设有凹形垫板外圆角，所述凹形垫板用于和齿条凹槽相适配，所述弹性垫板设置在所述L形侧板的下方，所述L形侧板、所述凹形垫板和所述弹性垫板均能够通过紧固件和轨枕固定连接。
本发明所述的扣件系统，通过两个侧板和齿条通孔紧固连接，可有效解决轨道沿轨向的爬行问题，使得齿条轨道运行时更加稳定，进一步通过凹形垫板和齿条凹槽配合连接，改变了传统齿条轨道和扣件系统的连接方式，该连接方式简单、有效、稳固，更进一步通过设置弹性垫板可为整个齿轨扣件系统提供一定的弹性，从而避免了全刚性结构扣件系统的弹性不足的问题。
作为本发明的优选方案，所述弹性垫板设置在所述凹形垫板的下方，且所述弹性垫板的外表面转角处设有弹性垫板外圆角，所述凹形垫板的内表面转角处设有凹形垫板内圆角，所述弹性垫板外圆角和所述凹形垫板内圆角相适配，所述凹形垫板包覆所述弹性垫板。直角结构均进行倒角处理，尽量避免应力集中对各零部件所产生的破坏，同时增强各零部件的刚度，进而增加齿条轨道及扣件系统的结构性能。
作为本发明的优选方案，所述用于齿轨铁路的齿条结构的扣件系统还包括钢质垫板，所述钢质垫板位于所述弹性垫板的下方，且所述凹形垫板包覆所述钢质垫板。钢质垫板可将弹性垫板与轨枕隔离，避免弹性垫板直接与轨枕接触。
作为本发明的优选方案，所述L形侧板、所述凹形垫板、所述弹性垫板和所述钢质垫板均开设有道钉安装孔，所述道钉安装孔处安装有螺旋道钉。通过螺旋道钉将扣件系统固定在轨枕上。
作为本发明的优选方案，所述L形侧板上开设有销钉安装孔，所述销钉安装孔处安装有齿条销钉。扣件系统通过齿条销钉和齿条结构紧固连接。
本发明还公开了一种齿轨铁路，包括轨枕、任一所述的齿条结构、以及任一所述的扣件系统，两个所述L形侧板和所述齿条通孔紧固连接，所述扣件系统通过紧固件和轨枕固定连接，且所述凹形垫板包覆接触所述轨枕。
本发明所述的齿轨铁路，扣件系统不仅通过紧固件和轨枕固定连接，且还通过凹形垫板与轨枕包覆接触，加强了扣件系统与轨枕的连接稳固性。且齿条结构通过齿条通孔、齿条凹槽分别和扣件系统稳固连接，解决了齿条轨道沿轨向的爬行问题，使得齿条轨道运行时更加稳定。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的齿条结构，在与每根轨枕对应位置开设齿条凹槽，并在槽底两直角处均进行倒圆角的操作，从而有效减少应力集中，提高齿条结构的性能，该齿条凹槽与与其相匹配的扣件系统中的凹形垫板紧密配合，通过限定主要受力对象(齿条轨道)的方式来从根源上解决齿条轨道沿轨向的爬行问题，使得齿条轨道运行时更加稳定。
2、本发明所述的扣件系统，通过两个侧板和齿条通孔紧固连接，可有效解决轨道沿轨向的爬行问题，使得齿条轨道运行时更加稳定，进一步通过凹形垫板和齿条凹槽配合连接，改变了传统齿条轨道和扣件系统的连接方式，该连接方式简单、有效、稳固，更进一步通过设置弹性垫板可为整个齿轨扣件系统提供一定的弹性，从而避免了全钢结构扣件系统的弹性不足的问题。
3、本发明所述的齿轨铁路，扣件系统不仅通过紧固件和轨枕固定连接，且还通过凹形垫板与轨枕包覆接触，加强了扣件系统与轨枕的连接稳固性。且齿条结构通过齿条通孔、齿条凹槽分别和扣件系统稳固连接，解决了齿条轨道沿轨向的爬行问题，使得齿条轨道运行时更加稳定。
附图说明
图1是本发明所述的齿条结构的结构示意图。
图2是本发明所述的齿条结构的正视图。
图3是本发明所述的扣件系统的结构示意图。
图4是图3的俯视图。
图5是图3的正视图。
图6是图3的侧视图。
图7是本发明所述的L形侧板的结构示意图。
图8是本发明所述的凹形垫板的结构示意图。
图9是本发明所述的弹性垫板的结构示意图。
图10是本发明所述的钢质垫板的结构示意图。
图11是本发明所述的齿条结构和扣件系统的配合示意图。
图12是本发明所述的齿轨铁路的结构示意图。
图13是图12的侧视图。
图14是图12的俯视图。
图标：1-齿条结构、11-齿条本体、12-齿条通孔、13-齿条凹槽、131-齿条凹槽圆角、2-轨枕、3-扣件系统、31-L形侧板、311-销钉安装孔、312-道钉安装孔、32-螺旋道钉、33-凹形垫板、331-凹形垫板外圆角、332-凹形垫板内圆角、34-齿条销钉、35-弹性垫板、351-弹性垫板外圆角、36-钢质垫板。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1-图2所示，一种用于齿轨铁路的齿条结构1，包括齿条本体11，所述齿条本体11上设有多个齿条通孔12和多个齿条凹槽13。
所述齿条本体11由若干根拼装而成，单根长度在1500-2500mm之间，宽度为50mm-60mm，高度为70mm-90mm，在上述参数下，齿条结构1有较好的疲劳强度和疲劳寿命。
所述齿条通孔12为圆形通孔，用于通过齿条销钉34和扣件系统配合安装，从而限制齿条结构1在竖直方向的上下位移，所述齿条通孔12与齿条销钉34之间的配合为间隙配合，即此处的齿条销钉34不起支撑齿条结构1的重量等作用，与齿条凹槽13和扣件系统中的配合并不干涉。所述齿条通孔12位于所述齿条本体11的中部，位于齿条凹槽13的正上方，所有所述齿条通孔12沿轨道纵向间隔布置，所述齿条通孔12的数量、位置均和轨枕2相一致。
所述齿条凹槽13位于所述齿条本体11的下底部，且所述齿条凹槽13的转角处设有齿条凹槽圆角131，从而能够降低应力集中问题，提高齿条结构1的性能。所有所述齿条凹槽13沿轨道纵向间隔布置，所述齿条凹槽13数量、位置均和轨枕2相一致。所述齿条凹槽13用于和扣件系统的凹形垫板33接触连接，二者紧密配合，从而限制齿条结构1沿轨向的位移。
实施例2
如图3-图11所示，一种用于齿轨铁路的扣件系统，包括两个L形侧板31、螺旋道钉32、凹形垫板33、齿条销钉34、弹性垫板35和钢质垫板36。两个L形侧板31、螺旋道钉32、凹形垫板33、齿条销钉34和钢质垫板36均为刚性构件。
两个所述L形侧板31间隔且对称布置，两个所述L形侧板31拼接组成齿条结构1的安装槽，所述L形侧板31包括水平面和竖直面，在所述竖直面上开设有销钉安装孔311并安装有所述齿条销钉34，所述齿条销钉34依次穿过所述销钉安装孔311和齿条结构1的齿条通孔12，从而将齿条结构1和扣件系统紧固连接。
所述凹形垫板33设置在所述L形侧板31的下方，且所述凹形垫板33的外表面转角处设有凹形垫板外圆角331，所述凹形垫板33的内表面转角处设有凹形垫板内圆角332。所述凹形垫板33的外表面用于和齿条凹槽13相适配，所述凹形垫板33的外表面位于所述齿条凹槽13内，从而限制齿条结构1的位移。所述凹形垫板33的内表面用于和所述弹性垫板35、所述钢质垫板36相适配，所述凹形垫板33包覆所述弹性垫板35、所述钢质垫板36。所述凹形垫板33可将齿条结构1所受到的作用力完整地传递到轨枕2上，同时也避免了由于齿条结构1与轨枕2的直接接触造成轨枕2的破坏，进而影响齿条结构1及其扣件系统的紧密配合，降低齿轨结构的相关性能。
所述弹性垫板35设置在所述凹形垫板33的凹槽内，所述弹性垫板35的外表面转角处设有弹性垫板外圆角351，所述弹性垫板外圆角351和所述凹形垫板内圆角332相适配，所述凹形垫板33包覆所述弹性垫板35。所述弹性垫板35的设置可为整个齿轨扣件系统提供一定的弹性，从而避免了全刚性结构扣件系统的弹性不足的问题。
所述钢质垫板36位于所述弹性垫板35的下方，且所述凹形垫板33包覆所述钢质垫板36，通过所述钢质垫板36将相对易变形的弹性垫板35与轨枕2隔开，避免弹性垫板35直接与轨枕2接触。
所述L形侧板31、所述凹形垫板33、所述弹性垫板35和所述钢质垫板36均开设有道钉安装孔312，所述道钉安装孔312处安装有螺旋道钉32。所述螺旋道钉32从上至下依次穿过所述L形侧板31、所述凹形垫板33、所述弹性垫板35和所述钢质垫板36的道钉安装孔312，从而将整个扣件系统和轨枕2紧固连接。
零部件的直角结构进行倒角处理，尽量避免应力集中对各零部件所产生的破坏，同时增强各零部件的刚度，进而增加齿条结构1及扣件系统的性能。
实施例3
如图12-图14所示，一种齿轨铁路，包括轨枕2、如实施例1所述的齿条结构1、以及如实施例2所述的扣件系统。
所述齿条结构1安装在两个所述L形侧板31所形成的安装槽内，所述齿条结构1通过齿条销钉34和L形侧板31紧固连接。所述扣件系统(所述L形侧板31、所述凹形垫板33、所述弹性垫板35和所述钢质垫板36)通过螺旋道钉32和轨枕2固定连接。
进一步地，所述凹形垫板33在包覆弹性垫板35和钢质垫板36后，所述凹形垫板33的两内侧面分别包覆在轨枕2的两侧面，凹形垫板33的上表面和两侧面的外表面与齿条结构1的齿条凹槽13的三个内表面相配合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于齿轨铁路的齿条结构，其特征在于，包括齿条本体(11)，所述齿条本体(11)上设有多个齿条通孔(12)和多个齿条凹槽(13)，所有所述齿条通孔(12)沿轨道纵向间隔布置，所有所述齿条凹槽(13)沿轨道纵向间隔布置，所述齿条凹槽(13)位于所述齿条本体(11)的下部，且所述齿条凹槽(13)的转角处设有齿条凹槽圆角(131)。
2.根据权利要求1所述的一种用于齿轨铁路的齿条结构，其特征在于，所述齿条通孔(12)的数量和所述齿条凹槽(13)的数量相一致，且均和轨枕(2)的数量相一致。
3.根据权利要求1所述的一种用于齿轨铁路的齿条结构，其特征在于，所述齿条通孔(12)之间的间隔和所述齿条凹槽(13)之间的间隔相一致，且均和轨枕(2)之间的间隔相一致。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于齿轨铁路的齿条结构，其特征在于，所述齿条本体(11)的宽度为50mm-60mm，高度为70mm-90mm。
5.一种用于齿轨铁路的扣件系统，其特征在于，包括两个L形侧板(31)、凹形垫板(33)和弹性垫板(35)，两个所述L形侧板(31)间隔布置，两个所述L形侧板(31)用于和齿条通孔(12)紧固连接，所述凹形垫板(33)设置在所述L形侧板(31)的下方，且所述凹形垫板(33)的外表面转角处设有凹形垫板外圆角(331)，所述凹形垫板(33)用于和齿条凹槽(13)相适配，所述弹性垫板(35)设置在所述L形侧板(31)的下方，所述L形侧板(31)、所述凹形垫板(33)和所述弹性垫板(35)均能够通过紧固件和轨枕(2)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于齿轨铁路的扣件系统，其特征在于，所述弹性垫板(35)设置在所述凹形垫板(33)的下方，且所述弹性垫板(35)的外表面转角处设有弹性垫板外圆角(351)，所述凹形垫板(33)的内表面转角处设有凹形垫板内圆角(332)，所述弹性垫板外圆角(351)和所述凹形垫板内圆角(332)相适配，所述凹形垫板(33)包覆所述弹性垫板(35)。
7.根据权利要求6所述的一种用于齿轨铁路的扣件系统，其特征在于，还包括钢质垫板(36)，所述钢质垫板(36)位于所述弹性垫板(35)的下方，且所述凹形垫板(33)包覆所述钢质垫板(36)。
8.根据权利要求7所述的一种用于齿轨铁路的扣件系统，其特征在于，所述L形侧板(31)、所述凹形垫板(33)、所述弹性垫板(35)和所述钢质垫板(36)均开设有道钉安装孔(312)，所述道钉安装孔(312)处安装有螺旋道钉(32)。
9.根据权利要求5-8任一所述的一种用于齿轨铁路的扣件系统，其特征在于，所述L形侧板(31)上开设有销钉安装孔(311)，所述销钉安装孔(311)处安装有齿条销钉(34)。
10.一种齿轨铁路，其特征在于，包括轨枕(2)、如权利要求1-4任一所述的齿条结构、以及如权利要求5-9任一所述的扣件系统，两个所述L形侧板(31)和所述齿条通孔(12)紧固连接，所述扣件系统通过紧固件和轨枕(2)固定连接，且所述凹形垫板(33)包覆接触所述轨枕(2)。
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