CN219568494U - 铁路用加强型冻结夹板 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铁路轨道加工技术，旨在提供一种铁路用加强型冻结夹板。该产品的长条形本体具有适配钢轨侧面形状的内侧面，在本体的中部沿长度方向间隔设有横向贯穿的多个螺栓孔；在冻结夹板本体的外侧面，沿其长度方向设有相互平行的上侧加强筋和下侧加强筋，两者与冻结夹板的本体等长或基本等长；其中，下侧加强筋包括位于中部的相对较厚部分和位于两端的相对较薄部分，且中部较厚部分的长度占其总长度的2/3～1/4。本实用新型解决了现有技术中冻结夹板中间易金属疲劳导致的断裂病害；可以相应降低夹板两端抗弯刚度，节约材料成本；能够与钢轨轨腰密贴，实现全断面接触，提高摩擦阻力。

Description

铁路用加强型冻结夹板

技术领域

本实用新型涉及铁路轨道加工技术，特别涉及一种铁路用加强型冻结夹板。

背景技术

冻结接头是铁路线路的钢轨的接头型式之一，是指采用冻结夹板与高强螺栓联结钢轨使轨端密贴或预留小轨缝，利用钢轨和夹板之间足够的摩擦阻力将钢轨锁定阻止其伸缩的一种接头形式。采用冻结后的接头相当于焊接接头，使用中比照普通无缝线路进行管理；可以降低接头伤损，提高钢轨使用寿命。

目前在铁路线路上普遍使用的冻结接头的结构如附图1所示，冻结夹板1与钢轨2之间通过高强度螺栓联结组成，利用轨头下颚与夹板上半部斜面的摩擦阻力限制钢轨伸缩。如图2所示，夹板宽度相对钢轨轨底的宽度要减少20mm左右，以便安装限制钢轨位移的扣压件。但是在铁轨线路的日常使用过程中，夹板的中间位置经常会出现断裂，经检测分析表明是金属疲劳导致的断裂，这表明夹板中部强度储备不足。

因此，需要对夹板进行结构优化，提高夹板的抗弯和抗疲劳能力。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种铁路用加强型冻结夹板。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的解决方案是：

提供一种铁路用加强型冻结夹板，其长条形本体具有适配钢轨侧面形状的内侧面，在本体的中部沿长度方向间隔设有横向贯穿的多个螺栓孔；在冻结夹板本体的外侧面，沿其长度方向设有相互平行的上侧加强筋和下侧加强筋，两者与冻结夹板的本体等长或基本等长；其中，下侧加强筋包括位于中部的相对较厚部分和位于两端的相对较薄部分，且中部较厚部分的长度占其总长度的2/3～1/4。

作为一种优选的方案，所述两条加强筋与冻结夹板本体为一体成型的结构。

作为一种优选的方案，所述两条加强筋与冻结夹板本体各自为独立构件，并以焊接或螺接的方式组装为整体结构。

作为一种优选的方案，所述冻结夹板本体的上侧面具有台阶形状；在与钢轨配合安装后，上侧加强筋的上表面低于钢轨轨顶且距离至少为50mm。

作为一种优选的方案，所述下侧加强筋中，相对较厚部分的中部与相对较薄的两端之间，具有圆滑过渡的曲面形状。

作为一种优选的方案，所述上侧加强筋和下侧加强筋在中部具有相同的横向厚度。

作为一种优选的方案，所述冻结夹板的内侧面形状适配于钢轨轨腰标准断面的形状，并且满足尺寸上差的要求。

作为一种优选的方案，所述上侧加强筋和下侧加强筋之间的距离为60mm。

实用新型的技术原理描述：

结构件的断面形状及尺寸关系对该零件受力、受弯矩、受扭矩等有很大影响。在结构件弯曲情形下，横截面上正应力值均为零的位置被称为中性轴。在发生变形时，横截面将围绕中性轴转动，中性轴一侧受拉应力另一侧受压应力。在截面上距离中性轴最远的点弯曲应力最大，而中性轴附近的弯曲应力则较低。为了充分发挥材料的强度性能，合理的做法是将尽可能多的材料布置的距离中性轴远一些。因此，相较于现有技术中对冻结夹板本体简单地进行增厚处理，本实用新型利用平行布置的两条加强筋能够增大中性轴远处的金属量，从而提高冻结夹板强度，降低材料用量。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果是：

1、本实用新型通过对冻结夹板断面形状进行优化，利用平行布置的两条加强筋提高冻结夹板强度，解决了现有技术中冻结夹板中间易金属疲劳导致的断裂病害。

2、本实用新型将下侧加强筋设计成沿长度方向中间厚两端薄的特殊形状，一方面能够消除加强筋与用于限制钢轨位移的扣压件之间发生干涉，保证扣压件的安装空间。另一方面，根据夹板承受弯矩中间大两端小的特点，可以相应降低夹板两端抗弯刚度，节约材料成本。

3、本实用新型通过将夹板断面形状设计成满足钢轨轨腰标准断面尺寸上差的要求，能够确保无论钢轨断面尺寸偏差如何离散分布，冻结夹板均能够与钢轨轨腰密贴，实现“全断面接触”，提高摩擦阻力。

4、由于冻结夹板本体的下表面在安装后与轨底的上表面紧密接触，本实用新型设置的下侧加强筋能够增大接触面积，提高摩擦力。

附图说明

图1为现有技术中冻结夹板的组装示意图；

图2为现有技术中冻结夹板安装后的剖面图；

图3为本实用新型的冻结夹板的结构示意图；

图中，上侧为沿长度方向的纵向截面图，中部为沿长度方向的俯视图；下侧分别为上侧图中A-A、B-B、C-C三个位置的横断面。

图4为现有技术中的冻结夹板的断面示意图；

图5为本实用新型的冻结夹板的断面示意图。

图中附图标记为：冻结夹板本体1；钢轨2；扣压件3。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述。

如图3、5所示，本实用新型中的铁路用加强型的冻结夹板本体1呈长条形，具有适配钢轨2侧面形状的内侧面，在本体的中部沿长度方向间隔设有横向贯穿的多个螺栓孔。冻结夹板的内侧面形状适配于钢轨2轨腰标准断面的形状，并且满足尺寸上差的要求。

在冻结夹板本体1的外侧面，沿其长度方向设有相互平行的上侧加强筋和下侧加强筋，两者距离控制在60mm左右，且与冻结夹板本体1等长或基本等长。其中，下侧加强筋包括位于中部的相对较厚部分和位于两端的相对较薄部分，且中部较厚部分的长度占其总长度的2/3～1/4。在相对较厚部分的中部与相对较薄的两端之间，具有圆滑过渡的曲面形状。在冻结夹板本体1的中部位置，上侧加强筋和下侧加强筋具有相同的横向厚度。

可选地，两条加强筋与冻结夹板本体1为一体成型的结构。或者，两条加强筋与冻结夹板本体各自为独立构件，并以焊接或螺接的方式组装为整体结构。

与现有技术相似地，冻结夹板本体1的上侧面具有台阶形状。本实用新型中，保持上侧加强筋的上沿与台阶形状低处保持齐平；这样可以保证冻结夹板与钢轨2配合安装后，上侧加强筋的上表面低于钢轨轨顶且距离至少为50mm，确保车轮通过时上侧加强筋的上表面与轮轮缘底部不会干涉。即使钢轨2的顶面磨耗达到规范允许的6mm时，也不会发生轮轮缘底部与上侧加强筋的干涉现象，确保行车安全。

加工流程示例：

本实用新型的产品按常规金属结构件的加工工艺制作即可，不做特别要求。示例的加工流程如下：

合金钢夹板下料——>材料热处理——>二次下料——>外形粗加工——>钻孔——>振动时效处理——>表面精加工。

使用方法示例：

在铁路工程施工中使用时，将两条冻结夹板相对地布置在钢轨2接头位置的两侧，并使接头缝隙位于冻结夹板本体1的中部，即图3中截面C-C处。然后以高强度螺栓穿过各对应螺孔，实现钢轨2的对接与紧固装配，对接后的钢轨2则利用扣压件3固定安装在轨枕上，本实用新型采用下侧加强筋两端相对较薄的设计，能够保证扣压件3的安装空间。

以采用贝氏体合金钢制造的冻结夹板为例，本实用新型产品和现有设计夹板产品的性能指标对比见表1：

表1

两种产品的断面参数对比结果见表2：

表2

从上述参数对比可见，在冻结夹板中间部位的弯矩最大位置，本实用新型产品能够将水平轴的惯性矩提升25％，很好地实现了设计目的。

Claims (8)

1.一种铁路用加强型冻结夹板，其长条形本体具有适配钢轨侧面形状的内侧面，在本体的中部沿长度方向间隔设有横向贯穿的多个螺栓孔；其特征在于，在冻结夹板本体的外侧面，沿其长度方向设有相互平行的上侧加强筋和下侧加强筋，两者与冻结夹板的本体等长或基本等长；其中，下侧加强筋包括位于中部的相对较厚部分和位于两端的相对较薄部分，且中部较厚部分的长度占其总长度的2/3～1/4。

2.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述两条加强筋与冻结夹板本体为一体成型的结构。

3.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述两条加强筋与冻结夹板本体各自为独立构件，并以焊接或螺接的方式组装为整体结构。

4.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述冻结夹板本体的上侧面具有台阶形状；在与钢轨配合安装后，上侧加强筋的上表面低于钢轨轨顶且距离至少为50mm。

5.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述下侧加强筋中，相对较厚部分的中部与相对较薄的两端之间具有圆滑过渡的曲面形状。

6.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述上侧加强筋和下侧加强筋在中部具有相同的横向厚度。

7.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述冻结夹板的内侧面形状适配于钢轨轨腰断面的形状，并且满足尺寸上差的要求。

8.根据权利要求1所述的铁路用加强型冻结夹板，其特征在于，所述上侧加强筋和下侧加强筋之间的距离为60mm。