一种减振扣件系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种减振扣件系统。


背景技术：

2.中等减振扣件是城市轨道交通领域中应用最广的轨道减振器产品。中等减振扣件一般主要组成部分包括：上铁垫板、下铁垫板、中间橡胶垫、轨下垫、连接自锁套件、耦合垫板、盖板等。其主体结构由上铁垫板、下铁垫板、橡胶弹性层通过连接自锁套件组合而成。在使用过程中存在以下问题：
3.1、中等减振扣件的安装高度过高
4.地铁轨道交通线路中中等减振扣件在中等减振线路地段使用，普通扣件在普通线路使用，因此两种扣件会同时存在同一条线路当中。中等减振扣件的安装高度比普通扣件的安装高度高14mm，因此扣件在安装施工过程中需要通过使用调高垫板来调节线路的平顺性，进而增加了线路的施工难度。
5.2、中等减振扣件与普通扣件配套的锚固螺栓长度不一致
6.目前市面上所见的中等减振扣件配套的锚固螺栓几乎都比普通扣件的锚固螺栓长25～35mm，锚固螺栓长度的不一致造成了减振扣件和普通扣件需要两种不同类型的锚固螺栓。在线路安装施工过程中减振扣件与普通扣件往往同时安装施工，施工场地的局限性会导致锚固螺栓使用错误情况出现，锚固螺栓使用错误会导致线路安全性出现问题，而且两种不同型号的锚固螺栓在统一外包采购上也是相对困难的。
7.3、线上更换橡胶弹性层困难
8.中等减振扣件配套使用的橡胶弹性层的使用年限一般是铸铁件的一半，因此中途会出现更换弹性橡胶层的情况。目前市面上的中等减振扣件在线上更换橡胶弹性层需要将锚固螺栓完全拆卸后方可完成更换，但是扣件在使用一定年限后锚固螺栓会发生弯曲变形，在拆卸螺栓时电动扳手的冲击力容易因为螺栓的不平顺造成尼龙套管螺牙的损坏。
9.4、减振扣件满足安全性前提下的刚度偏高
10.一般设计减振扣件主要关注安全性能和减振性能两方面性能。对于安全性，表现为如何更好将钢轨固定在道床板上，减小车辆由于轮轨冲击而造成的钢轨横向位移量；对于减振性能，表现为如何降低垂向刚度，也即车辆在行驶过程中如何通过实现较大的垂向位移来实现较大减振量(垂向刚度＝垂向加载力/垂向位移)。目前市面上的中等减振扣件在满足一定疲劳轨头横向位移的前提下具有较高的垂向刚度。如果将双非扣件的刚度降低，其疲劳轨头横向也会有明显升高，安全性得不到保障。
11.现有技术中公开号为cn103669122a的专利公开了一种分体嵌套式高弹轨道扣件，如图1所示，包括：绝缘缓冲嵌套圈，其内腔中自下至上依次层叠嵌套有嵌入式板下弹性垫板和嵌入式子铁垫板，母铁垫板嵌套于绝缘缓冲嵌套圈上，其扣压边经绝缘缓冲嵌套圈的凸缘扣压于嵌入式子铁垫板的扣压处上，嵌入式板下弹性垫板包括基础弹性垫板，其上开设通孔，在通孔中穿设高度不同于基础弹性垫板厚度的弹性柱。该扣件虽然减振降噪效果
优异，但并未大范围批产应用，其主要存在中间非金属框架易磨损以及不可避免的装配间隙导致上铁垫板的约束不足等问题，并且该减振扣件现场组装困难，不利于其推广使用。
12.现有技术中公开号为cn208055765u的专利，公开了一种横向刚度和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件，如图2所示，在钢轨减振扣件的横向方位，即底座铁垫板的挡肩与浮置铁垫板外侧壁间夹持有侧向约束体，侧向约束体为层状结构，包括两侧相对设置的第一金属板和第二金属板，以及间隔夹持于第一金属板和第二金属板间的橡胶薄层与金属薄板，且橡胶薄层与金属薄板硫化于一体，在钢轨减振扣件的纵向方位，即底座铁垫板底板上设有纵向限位台，所述浮置铁垫板具有与纵向限位台配合连接的纵向限位凹槽，且在纵向限位台上套设有绝缘耐磨套。该扣件虽然横向刚度和竖向刚度实现分别控制，在确保行车安全性下具有良好的隔振性能。但是组装部件过多，且均需在现场组装，对现场施工造成较大困难，横向刚度难以有效控制，底板及挡边一般均由铸造而成，铸造公差导致侧向约束体刚度难以控制，或者采用其它加工方式导致生产成本过高。


技术实现要素：

13.有鉴于此，本发明旨在提出一种框架式减振扣件系统，以解决现有技术中中等减振扣件安装高度过高、现场组装过程复杂、垂向刚度偏高、不易更换中间弹性层的问题。
14.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
15.一种减振扣件系统，包括下垫板、上垫板、中间弹性层，所述下垫板设置为框架型结构，所述下垫板的中间设置为中空，所述中间弹性层和上垫板安装在所述下垫板的框架内，所述上垫板左右两端外侧与所述下垫板左右两端内侧之间形成间隙，在所述间隙内安装楔形塞块。通过楔形塞块对上垫板和下垫板进行锁紧，用于限制上垫板横向和纵向的位移，并且将下垫板设置为框架结构可以降低扣件整体高度，便于与普通扣件保持一致。
16.进一步的，所述楔形塞块采用上锁或下锁的方式对所述上垫板和下垫板进行锁紧。
17.进一步的，所述中间弹性层包括底板本体和翻边，所述翻边设置在所述中间弹性层的前后边缘，所述翻边将所述上垫板与下垫板的前后侧面隔开。中间弹性层的翻边起到约束阻尼的作用，提高扣件整体的减振降噪效果，并且中间弹性层设置为一体结构，整体位于下垫板的框架内，与上垫板、下垫板紧密配合的同时，又不会产生相互干涉，同时与楔形塞块配合，降低对中间弹性层的磨损，提高使用寿命，同时又方便更换。
18.进一步的，所述下垫板的四周设置挡边，由所述挡边围成框架型结构，在所述挡边的左右两侧设置挡肩，所述挡肩向上凸起延伸，所述上垫板和中间弹性层安装在所述下垫板围成的空间内，所述楔形塞块安装在所述上垫板的左右两端与所述挡肩之间。为楔形塞块提供安装空间，使得楔形塞块与上下垫板形成上锁式安装结构，限制上垫板横向和纵向的位移。
19.进一步的，所述下垫板左右两端的挡肩内侧面设置为第一斜面，所述第一斜面的倾斜度与所述楔形塞块的斜面相互吻合。对楔形塞块的安装具有限位引导的作用，引导楔形塞块从上至下安装，同时避免上垫板发生横向位移。
20.进一步的，在所述上垫板的左右两端设置有第二台阶，在所述中间弹性层的左右两端设置有第三台阶，在所述下垫板的左右两端内侧设置第一台阶，所述第二台阶的下表
面与所述第三台阶配合，所述第三台阶的下表面与所述第一台阶配合。
21.进一步的，所述第一台阶位于靠近所述下垫板的挡肩的部位，所述第一台阶远离所述挡肩的侧面设置为第二斜面。
22.进一步的，所述上垫板的左右两端设置限位槽，所述限位槽的深度小于所述上垫板左右两端的厚度，所述限位槽与所述楔形塞块配合，所述限位槽的下底面支撑固定所述楔形塞块。
23.进一步的，所述楔形塞块包括塞块本体和凸块，所述凸块设置在所述塞块本体远离所述下垫板的挡肩的一侧，所述塞块本体靠近挡肩一侧的侧面设置为第三斜面。
24.进一步的，所述凸块的上表面与所述塞块本体的上表面平齐，所述凸块的厚度小于所述塞块本体的厚度，所述凸块与所述塞块本体之间形成第四台阶，所述凸块插入所述上垫板的限位槽内部，所述凸块的下表面与限位槽的底面配合。
25.本发明所述的减振扣件系统具有如下有益效果：
26.楔形塞块对上垫板和下垫板进行锁紧，用于限制上垫板横向和纵向的位移，并且将下垫板设置为框架结构使得减振扣件具有低的安装高度，安装高度可与普通扣件保持一致，且减振扣件配套的锚固螺栓与普通扣件保持一致，不需要拆卸锚固螺栓的前提下更换中间弹性垫层，在满足较小的垂向刚度前提下赋予减振扣件更小的轨头横向位移，也即在满足更好的减振性能前提下轨道系统具有更好的安全性能。
27.施工前自上而下将上垫板、中间弹性层、下垫板组装在一起，并用连接件穿过楔形塞块将上述部件连接成一体，形成预组装体，简化现场施工过程。
附图说明
28.图1为现有技术中分体嵌套式高弹轨道扣件结构示意图；
29.图2为现有技术中横向和竖向刚度分开控制的钢轨减振扣件结构示意图；
30.图3为本发明实施例中减振扣件系统结构轴侧图；
31.图4为本发明实施例中减振扣件系统结构俯视图；
32.图5为本发明实施例中预组装体结构轴侧图；
33.图5a为本发明实施例中预组装体结构俯视图；
34.图5b为图5a中a-a剖视图；
35.图5c为图5b中虚线部分的局部放大图；
36.图6为本发明实施例中间弹性层结构示意图；
37.图7为本发明实施例中间弹性层另一视角结构示意图；
38.图8为本发明实施例中下垫板结构示意图；
39.图9为本发明实施例中上垫板结构示意图；
40.图10为本发明实施例中上垫板另一视角结构示意图；
41.图11为本发明实施例中楔形塞块结构示意图；
42.图12为本发明实施例中楔形塞块另一视角结构示意图；
43.图13为本发明实施例中耐磨片结构示意图。
44.附图标记说明：
45.下垫板1，挡边10，挡肩11，第一斜面111，第一台阶12，第一通孔121，第二斜面122，
锚固螺栓孔13，上垫板2，第二台阶21，限位槽22，弹条座23，第二通孔24，缺口25，中间弹性层3，底板本体30，翻边31，第三台阶32，连接板33，第三通孔34，楔形塞块4，塞块本体40，第四台阶41，凸块42，第三斜面43，第四通孔44，耐磨片5，片体51，凸包52，限位部53，螺栓套件6，弹条7，锚固螺栓8
具体实施方式
46.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
47.如图3～13所示，本实施例提供了一种框架式的双层减振扣件系统，用于增加钢轨横向稳定性，所述扣件系统包括下垫板1、上垫板2、中间弹性层3、锚固螺栓8和钢轨，锚固螺栓8通过下垫板1将扣件系统固定在轨枕或道床基础上。下垫板1设置为框架型结构，下垫板1的中间设置为中空，中间弹性层3和上垫板2安装在下垫板1的框架内，上垫板2左右两端外侧与下垫板1左右两端内侧之间形成间隙，在该间隙内安装楔形塞块4，通过楔形塞块对上垫板和下垫板进行锁紧，用于限制上垫板2横向和纵向的位移，提升钢轨轨头横向稳定性。
48.施工前自上而下将上垫板2、中间弹性层3、下垫板1组装在一起，框架型的下垫板1长度方向两侧配合两块楔形塞块4，并用连接件穿过楔形塞块将上述部件连接成一体，形成预组装体。现场施工时，在采用锚固螺栓通过下垫板将扣件系统整体固定在轨枕或道床基础上。中空的下垫板结构降低扣件整体高度，保证线路整体的平顺性，采用预组装结构简化现场施工过程，并且锚固螺栓与上垫板和中间弹性层无直接连接，锚固螺栓仅与下垫板连接，缩短锚固螺栓的长度，提高其与其他类型扣件的适配度。
49.需要说明的是，如图所示，本发明中扣件的长度方向定义为左右方向，扣件的宽度方向定义为前后方向，其中左右方向垂直于钢轨，前后方向平行于钢轨延伸的方向。
50.作为本实施例的一部分，中间弹性层3设置在下垫板1和上垫板2之间，起到绝缘减振的作用，中间弹性层3包括底板本体30和翻边31，翻边31设置在中间弹性层3的前后边缘，翻边31垂直于底板本体30向上延伸包裹在上垫板2的前后侧面，将上垫板2与下垫板1的前后侧面隔开，同时中间弹性层3的翻边起到约束阻尼的作用，提高扣件整体的减振降噪效果。
51.进一步的，在中间弹性层3的左右两端设置有第三台阶32，第三台阶32与中间弹性层3下部的下垫板1及上部的上垫板2配合。起到在极限过程中限制上垫板扭转的作用。第三台阶32与底板本体30之间的过渡面设置为连接板33，连接板33的上下表面均设置为斜面，便于中间弹性层与上下垫板的配合固定。同时第三台阶32的设置为中间弹性层3的固定提供支点。
52.优选的，在中间弹性层3上设置钉柱，增加中间弹性层与上下垫板之间的摩擦力，进一步防止中间弹性层3与上下垫板发生错位，且钉柱的设置能够降低扣件整体的垂向刚度度。
53.更进一步的，在第三台阶32上设置有第三通孔34，用于供连接件穿过。第三通孔34的位置可以根据中间弹性层3的大小进行调节。优选的，第三通孔34也可以设置在第三台阶32的边缘，甚至第三通孔34可以仅设置为半圆形开槽。
54.作为本实施例的一部分，下垫板1的四周设置挡边10，由挡边10围成框架型结构，
在挡边10的左右两侧设置挡肩11，挡肩11向上凸起延伸，上垫板2和中间弹性层3安装在下垫板1围成的空间内，上垫板2的左右两端与下垫板1的挡肩11之间设置楔形塞块4，通过上锁式的楔形塞块4与挡肩11的配合限制上垫板2横向和纵向的位移。
55.进一步的，挡肩11的内侧面设置为第一斜面111，第一斜面111的倾斜度与楔形塞块4的斜面相互吻合，对楔形塞块4的安装具有限位引导的作用，引导楔形塞块从上至下安装，同时避免上垫板2发生横向位移。
56.进一步的，在下垫板1的左右两端内侧设置第一台阶12，第一台阶12位于靠近挡肩11的部位，即第一台阶12位于与楔形塞块4对应的端部，第一台阶12上设置第一通孔121，该第一通孔121通过连接件与中间弹性层3的第三通孔34及楔形塞块4配合。第一台阶12的设置起到固定中间弹性层3的作用，增加其对中间弹性层的限位固定能力。
57.优选的，第一台阶12远离挡肩11的侧面设置为第二斜面122，第二斜面122与中间弹性层的连接板33下表面配合，避免应力集中损坏中间弹性层。
58.更进一步的，在下垫板1上还设置有两个锚固螺栓孔13，锚固螺栓孔13设置在挡边10的外侧，两个锚固螺栓孔13呈对角线设置，锚固螺栓穿过锚固螺栓孔13将下垫板1固定在道床或轨枕上，从而将扣件系统整体固定。
59.作为本实施例的一部分，上垫板2的左右侧面与下垫板1的挡肩11内侧面之间留有间隙，楔形塞块4安装在该间隙内。在上垫板2的左右两端设置有第二台阶21，第二台阶21的下表面与中间弹性层3的第三台阶32配合，对上垫板2的安装起到限位引导的作用，同时第二台阶21压接在中间弹性层3的第三台阶32上，对中间弹性层3起到进一步的固定作用。
60.进一步的，上垫板2的左右两端设置限位槽22，限位槽22的深度小于上垫板2左右两端的厚度，限位槽22与楔形塞块4配合，限位槽22的下底面对楔形塞块4起到支撑固定的作用，限位槽22的前后侧面能够防止楔形塞块前后窜动，对楔形塞块起到前后限位固定的作用。
61.更进一步的，在限位槽22内部设置有第二通孔24，第二通孔24与第一通孔121、第三通孔34配合，采用连接件将楔形塞块4与上垫板2、中间弹性层3、下垫板1连接形成预组装体。
62.更进一步的，上垫板2的两个对角设置有缺口25，缺口25与下垫板1的锚固螺栓孔13相对应，使得上垫板2与道床和轨枕之间无直接固定连接，便于实现预组装。在上垫板2的顶部设置弹条座23，弹条座23设置在上垫板2上与楔形塞块4对应的两端，弹条座23与弹条7配合用于固定轨脚。同时在钢轨轨脚上表面设置轨距块，弹条通过轨距块压紧轨脚。
63.作为本实施例的一部分，楔形塞块4的内侧上部设置第四台阶41，第四台阶41为一个，设置在楔形塞块内侧面的中间位置。
64.进一步的，楔形塞块4包括塞块本体40和凸块42，凸块42设置在塞块本体40远离挡肩11的一侧，塞块本体40靠近挡肩11一侧的侧面设置为第三斜面43，第三斜面43与挡肩11的第一斜面111倾斜角度相同并相互贴合，对楔形塞块4的安装起到限位引导的作用。优选的，第三斜面的倾斜角度为0～90
°
。
65.凸块42的上表面与塞块本体40的上表面平齐，凸块42的厚度小于塞块本体40的厚度，凸块42与塞块本体40之间形成第四台阶41，凸块42插入限位槽22内部，凸块42的下表面与限位槽22的底面配合，使得楔形塞块4安装后不仅防止上垫板左右移动，且能够阻止上垫
板前后移动，全方位防止上垫板发生扭转。
66.更进一步的，在楔形塞块4上设置第四通孔44，该第四通孔44与第一台阶12上的第一通孔121同心设置，用于供连接件穿过。
67.楔形塞块4的前后两侧与下垫板的第一台阶12前后两侧相互配合，共同限制上垫板的扭转。优选的，楔形塞块4可以设置为弹性材料或刚性材料。
68.作为本实施例的一部分，在楔形塞块4与上垫板2之间设置耐磨片5，也可省略耐磨片的设置，优选的，耐磨片5填充在上垫板2长度方向的侧面与楔形塞块4的垂直面之间，耐磨片5的材质为不锈钢材质，减振扣件在疲劳过程中上垫板发生上下移动时，耐磨片起到耐磨减少阻力的作用。
69.进一步的，耐磨片5包括片体51、凸包52和限位部53，片体51设置在凸包52的两侧，凸包52向远离挡肩11的方向凸起延伸，凸包52包裹在凸块42的侧面，减少楔形塞块与上垫板限位槽之间的摩擦阻力。限位部53形成在凸包52的下部，防止耐磨片向上窜动。
70.优选的，本实施中的耐磨片5设置为一体成型结构，方便加工制作。
71.进一步的，预组装体包括下垫板1、中间弹性层3、上垫板2、楔形塞块4、耐磨片5、螺栓套件6，方便现场施工，同时将中间弹性层3设置在上垫板2与下垫板1之间，使得上垫板2与下垫板1无直接接触，降低垂向刚度。
72.作为本实施例的一部分，连接件设置为螺栓套件或其他可用的连接件。优选的，连接件设置为螺栓套件，螺栓套件6包括六角螺栓、平垫圈、弹性垫圈和螺母，各个配件均采用国标件，方便实现扣件系统的预组装，便于拆卸螺栓套件更换中间弹性层，同时便于螺栓套件中各零部件的更换。扣件在疲劳过程中，上铁板的横向方向上的侧面与楔形塞块的内侧面相互摩擦，塞块硬度低于铁垫板，塞块会被磨损掉一定的厚度，六角螺栓套装的弹性垫片(重弹)一直处于弹性状态，会致使塞块下沉一定距离，楔形面会保证楔块往内侧移动，从而保证上铁板的横向方向上的侧面与楔形塞块的内侧面永远保持贴合，从而保证扣件具有稳定的并具有高的横向刚度。
73.进一步的，在上垫板2的上部还设置有轨下板9，在下垫板1的下部还设置有耦合垫板14，轨下板9、中间弹性层3和耦合垫板14相配合，进一步降低扣件系统的垂向刚度，同时还可采用耦合垫板14来对扣件整体进行高度调节，提高扣件整体适用性。
74.作为本发明实施例的一种，也可以将预组装体中螺栓套件设置为两个螺栓，对应的，第一通孔121、第二通孔24、第三通孔34、第四通孔44均设置为两个，增加楔形塞块与预组装体中其他零件之间的连接稳定性。
75.作为本发明实施例的一种，本实施例还可以将预组装体设置为下锁式结构，即楔形塞块从下部安装至上垫板与下垫板的间隙内。
76.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。