專利名稱：梯形鋼軌聯(lián)接器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明方案涉及一種鐵路軌線用鋼軌聯(lián)接器。
目前，鐵路軌線上普遍沿用的鋼軌聯(lián)接器(即魚尾板組件)在安裝時，為適應鋼軌熱脹冷縮所引起的長度變化，而必須在兩根鋼軌的接頭處，留出適當間隙，稱作軌縫。當列車車輪接觸軌縫處，車輪和鋼軌便會強烈沖擊，產(chǎn)生震動和噪聲，并致鋼軌端部產(chǎn)生凹陷，車輪踏面劇烈磨損，影響了使用壽命。資料提供養(yǎng)護一條鐵路，花在接頭處的費用，占全部養(yǎng)路費的40%左右，而就鋼軌的破損來說，60%在接頭處。故軌縫成為鐵路上的一害。近年來，推廣應用的無縫軌線，初步解決了軌縫危害，但因為要使用125米或250米的長鋼軌，鋪放后再焊接成1公里或2公里長的軌線，并要用若干彈性扣件和防爬器將其強制地鎖定在枕木上，而又需要采用特殊穩(wěn)定的道床。故此可見其資金投入要大量增加，施工難度和施工量亦是很大。此述已有技術，在少年兒童出版社1980年出版的《十萬個為什么》物理2(楊謀文)中有介紹。
本發(fā)明方案的目的是通過特殊的聯(lián)接形式和新穎的機構設計，提供一種新型的鋼軌聯(lián)接器，以徹底有效地解決軌縫所帶來的危害。
本發(fā)明方案的目的是這樣實現(xiàn)的(為方便理解，首先從構思的基本形式說起)在要連接的兩根鋼軌的接頭處，留出一定間距(稱作接頭間距)，在接頭間距內(nèi)，沿其走向安置一個可作橫向移動的梯形調節(jié)塊(簡稱調節(jié)塊)，再將鋼軌的端部切成和調節(jié)塊的腰面相順應的斜端面，即構成了梯形鋼軌聯(lián)接器(以下簡稱聯(lián)接器)的主體。當鋼軌熱脹時，接頭間距逐漸縮小，此時，膨脹力作用于斜端面間，驅使調節(jié)塊作朝下底方向的移動，騰出的空間便容納了鋼軌的增長部分;當鋼軌冷縮時，接頭間距逐漸增大，斜端面間趨向分離，將出現(xiàn)大的間隙，此時，由板彈簧或帶斜向矩形槽的聯(lián)動體驅使調節(jié)塊作朝上底方向的移動，使斜端面間始終緊密貼合，以保持對車輪踏面來說無絲毫不利影響的極小縫隙。至此，需要說明在對上述基本形式的實施時，對鋼軌端部的斜切是在鋼軌出廠前完成，對鋼軌斜切后，將形成一個脫離了軌腰支撐的三角體，削弱了鋼軌的承壓能力，故需在軌頭的下面和軌底的上面之間焊接一塊加固的支撐體?？梢?，基本形式的所謂聯(lián)接器，其獨立的主體部件只是調節(jié)塊本身，結構是簡單的。但是，應該看到在實際應用時，尤其是在對已鋪成軌線的應用中，在現(xiàn)場對整根鋼軌的特定加工是不易進行的，故此，可將上述兩根鋼軌上已經(jīng)斜切的接頭部分，分別作為獨立的一段帶在聯(lián)接器上，此即本發(fā)明方案中將主要說明的實施例。
本發(fā)明方案只是利用了調節(jié)塊可以伺從地作橫向移動的特點，準確地調節(jié)了鋼軌熱脹冷縮所造成的接頭間距的變化。即通過簡單易行的機構、較少的資金投入，便可實現(xiàn)鐵路軌線的無縫化。實際應用時，為便于養(yǎng)護，可將若干聯(lián)接器多級串聯(lián)組合。如對25米長的鋼軌，可以每隔10根或20根安裝一組聯(lián)接器，鋼軌間的其余接頭處仍用魚尾板作不留間隙的連接，亦可以焊接。如在已鋪成的無縫軌線中應用，則可以省去大量彈性扣件和防爬器，并極大地減少了養(yǎng)護的工作量。
本發(fā)明方案的具體結構由以下實施例及其附圖給出(分別按等腰梯形和不等腰梯形兩種形式的調節(jié)塊進行說明)。
圖1是本發(fā)明方案中等腰梯形調節(jié)塊形式的布局原理圖(a、b、c);
圖2是本發(fā)明方案第一實施例總體結構圖;
圖3是本發(fā)明方案第一實施例中聯(lián)動體的結構原理圖;
圖4是本發(fā)明方案第二實施例總體結構圖;
圖5是本發(fā)明方案第三實施例總體結構圖;
圖6是本發(fā)明方案中不等腰梯形調節(jié)塊形式的布局原理圖(a、b、c);
圖7是本發(fā)明方案第四實施例總體結構圖;
圖8是本發(fā)明方案第五實施例總體結構圖;
圖9是本發(fā)明方案第六實施例總體結構圖;
圖10是本發(fā)明方案中等腰梯形調節(jié)塊形式的三級組合布局原理圖;
圖11是本發(fā)明方案中不等腰梯形調節(jié)塊形式的四級組合布局原理圖。
下面結合圖1詳細說明本發(fā)明方案中等腰梯形調節(jié)塊形式的布局原理。
圖中按a、b、c三個動作過程說明;以頂面的俯視圖出示。
動作過程a為熱脹極限狀態(tài)。圖中可見，調節(jié)塊1的下底邊已和接頭A2、接頭B3的短的寬邊取直，繼而，可能進行的動作是冷縮移動開始。兩個走向箭頭分別指示兩個接頭作走向移動的方向。圖中x表示調節(jié)塊橫向行程最大值y/2表示接頭之一走向行程最大值。
動作過程b為脹縮中間狀態(tài)。圖中可見調節(jié)塊1的橫向位置居中，脹縮移動均可進行。雙向箭頭指示各部件移動方向。
動作過程c為冷縮極限狀態(tài)。圖中可見調節(jié)塊1的上底邊已和接頭A2、接頭A3的長的寬邊取直。繼而，可能進行的動作是熱脹移動開始。各箭頭指示的方向與動作過程a正相反。
以下說明兩個具體問題即調節(jié)塊橫向行程最大值x的確定和調節(jié)塊頂角度數(shù)的確定。
調節(jié)塊的x數(shù)值系指接頭的寬度和調節(jié)塊的高(指梯形中高的概念)之差的數(shù)值。調節(jié)塊的高的尺寸要小于接頭的寬的尺寸，是保證其作橫向移動時，底邊不超過接頭的寬邊，即不影響車輪輪緣正常滾動的必要條件。從鋼軌軌面要具備承受大的壓力所需的寬度、厚度和幾何形狀考慮，以鋼軌軌面寬邊的圓角的數(shù)值作為參考依據(jù)是可行的。如對圓角R為13毫米的重軌來說，調節(jié)塊的x數(shù)值則不應大于13毫米，x數(shù)值小些為好(已實施的樣機中，是采用不大于6毫米的數(shù)值)。至于調節(jié)塊的承壓能力，則是通過增加其腰部的厚度予以保證(待見后文各實施例)。
調節(jié)塊頂角的角度決定了在x數(shù)值相等的條件下，最大走向行程y所能達到的數(shù)值。如以x等于6毫米為條件則頂角等于90°時，y則等于12毫米;而頂角等于120°時。y則等于21毫米。所以頂角一般不要小于90°，但也不宜大于120°。小于90°時，走向行程過小;大于120°時，調節(jié)塊及接頭上將出現(xiàn)角度很小的三角塊，會影響聯(lián)接器的承壓能力，聯(lián)接器的整體尺寸也將增大。
下面結合圖2詳細說明依據(jù)本發(fā)明方案提出的第一實施例的總體結構及其工作情況。
圖中A表示聯(lián)接器整體的高度，等于鋼軌的高度;B表示聯(lián)接器底座的寬度，等于鋼軌軌底的寬度;C表示聯(lián)接器頂面及腰部的寬度，等于鋼軌軌頭的寬度;nc表示聯(lián)接器的內(nèi)側，即軌線的內(nèi)側。
圖中可見調節(jié)塊1、接頭A2、接頭B3、底座9為聯(lián)接器的主體部件。調節(jié)塊的底(不是梯形中底的概念)面上固裝有上口聯(lián)動體8，置于底座9的矩形槽內(nèi)，可作橫向移動;上口聯(lián)動體的外側面設矩形槽11，內(nèi)置板彈簧10。兩個接頭的底面上分別固裝有下口聯(lián)動體B7及下口聯(lián)動體A14(參見圖3)，亦置于底座9的矩形槽內(nèi)，可作走向移動;下口聯(lián)動體的內(nèi)側面設矩形槽6，供起定位作用的滑塊5作滑道，滑塊5裝于底座的槽壁上。
綜上所述上口聯(lián)動體8實際上為調節(jié)塊1的組成部分;下口聯(lián)動體A14及下口聯(lián)動體B7實際上分別為接頭A2及接頭B3的組成部分。對各聯(lián)動體的進一步說明需要參照圖3進行。圖3是以各聯(lián)動體為主要內(nèi)容的俯視圖。圖中可見上口聯(lián)動體8和調節(jié)塊1的形狀是相同的，只是在調節(jié)塊的兩腰側各多出一平行四邊形(見圖中虛線所示)，其正面沿腰邊方向設向上開口的斜向矩形槽。下口聯(lián)動體A14及下口聯(lián)動B7分別和接頭A2及接頭B3的形狀相同。其背面和上口聯(lián)動體的相應處，設向下開口的斜向矩形槽。兩面槽的位置是錯開的，凸凹扣合在一起，可以沿調節(jié)塊的腰邊方向移動，此即聯(lián)動體所設斜向矩形槽的目的所在。具體指當兩個接頭作冷縮走向移動時，便通過下口聯(lián)動體A14及下口聯(lián)動體B7的槽壁，分別拖著上口聯(lián)動體8的兩面槽壁并帶著調節(jié)塊作朝上底方向的橫向移動，致使斜端面間始終保持緊密的貼合狀態(tài)，而當兩個接頭作熱脹走向移動時，則不必發(fā)揮各聯(lián)動體的作用(盡管這是可能做到的)，而由兩個接頭的斜端面直接驅動調節(jié)塊作橫向移動。另外，應該注意到聯(lián)接器一經(jīng)使用，便隨鋼軌常年置于露天，甚至是惡劣的環(huán)境中，要經(jīng)常接觸雨水和雪水，為防止其滲進聯(lián)接器的縫隙內(nèi)造成銹蝕，故設置了防水槽15，內(nèi)設密封條(圖中未示)。防水槽的垂直位置要保持離開聯(lián)接器頂面一定距離，在不影響頂面強度的前提下，偏上為好。
再回到圖2中，簡述聯(lián)接器的動態(tài)結構。顯而易見，其動作過程同圖1動作過程a相同，亦是從熱脹極限狀態(tài)開始將進入冷縮移動。故不予贅述。以下說明連接板4及連接板13的作用連接板用作聯(lián)接器和鋼軌的對接?，F(xiàn)場安裝時，將鋼軌軌腰插入兩塊連接板之間，把螺栓穿入螺栓孔12(鋼軌上已有螺栓孔)，旋緊螺帽即可。在聯(lián)接器的底部和被連接鋼軌的底部，裝有現(xiàn)行的通用墊板(圖中未示)。
下面結合圖4簡單說明依據(jù)本發(fā)明方案提出的第二實施例的總體結構及其工作情況。
圖中標符A、B、C、NC的內(nèi)容與圖2第一實施例相同。
圖中可見調節(jié)塊1、接頭A2、接頭B3分別和底座部分制為一體，為約束其準確定位，而設置了專用的墊板21。和通用墊板比較，其增加設置了矩形槽20，并在其外側的槽內(nèi)設板彈簧19。另外，在調節(jié)塊及兩個接頭的外側面也設置了矩形槽18(兩個接頭上所設的槽比調節(jié)塊上所設的槽要深一些)，槽內(nèi)設板彈簧17，板槽外設壓板16。板彈簧17及板彈簧19的作用與圖2第一實施例中板彈簧10的作用相同。需要注意的是因該實施例中沒有設聯(lián)動體，所以，當兩個接頭作冷縮走向移動時，調節(jié)塊作橫向移動的唯一驅動力便是板彈簧17及板彈簧19的彈性作用。
該實施例的動態(tài)結構與圖2第一實施例相同;連接板的作用也與第一實施例相同，均不予贅述。
下面結合圖5簡單說明依據(jù)本發(fā)明方案提出的第三實施例的總體結構及其工作情況。
圖中標符A、B、C、nc的內(nèi)容與圖2第一實施例相同。
略視圖示即可發(fā)現(xiàn)該實施例只是在第二實施例基礎上的簡化設計。所異之處如圖中所示調節(jié)塊1的下底為內(nèi)側，其上底邊與接頭A2及接頭B3的長的寬邊取直，其動作過程與圖1動作過程c相同，即從冷縮極限狀態(tài)開始將進入熱脹移動;接頭A2、接頭B3各用一小段現(xiàn)成的鋼軌制成，在軌頭的下面和軌底的上面之間焊接了加固的支撐體23和25;由極彈簧22驅使調節(jié)塊作向外側的橫向移動，板彈簧由壓板24固定在調節(jié)塊的缺口26內(nèi)。圖中其余標號的內(nèi)容與圖4第二實施例相同。
以上所述三個實施例，在結構上逐一簡化，若將第三實施例中的連接板去掉，將兩個接頭作為整根鋼軌的連續(xù)體，則是更簡單的結構形式，此即本說明書開始部分所談的基本形式。
下面結合圖6簡單說明本發(fā)明方案中不等腰梯形調節(jié)塊形式的布局原理。
圖中按a、b、c三個動作過程說明;以頂面的俯視圖出示為二級串聯(lián)組合形式;主體部件為接頭C27、接頭D28、調節(jié)塊29、調節(jié)塊30;x表示各調節(jié)塊橫向行程最大值，y/2表示接頭之一走向行程最大值。
首先說明不等腰梯形調節(jié)塊形式中梯形的確定和該形式的特點。簡單說即是在等腰梯形頂角平分線的任一側加上0°～2°(或3°、4°、5°)切下即可，其亦為梯形(詳見圖中角度標記處);該形式的特點主要表現(xiàn)在適于采用大于60°的頂角，其效果相當于等腰形式中大于120°的頂角，并且在聯(lián)接器整體尺寸相同的條件下，不等腰形式的走向行程可提高一倍。
動作過程a為熱脹極限狀態(tài)。圖中箭頭所示當兩個接頭作走向冷縮移動時，兩個調節(jié)塊即作相反方向的橫向移動。
動作過程b為脹縮中間狀態(tài)。調節(jié)塊29和調節(jié)塊30的上下底邊對應取直，橫向位置居中，脹縮移動均可進行，雙箭頭指示各部件移動方向。
動作過程C為冷縮極限狀態(tài)。圖中箭頭所示當兩個接頭作走向熱脹移動時，兩個調節(jié)塊即作相反方向的橫向移動。
下面結合圖7簡單說明依據(jù)本發(fā)明方案提出的第四實施例的總體結構及其工作情況。
圖中表明該實施例是在圖2第一實施例的基礎上采用了不等腰梯形調節(jié)塊的形式構成，為二級串聯(lián)組合式。主要部件的變動是由接頭C27及接頭D28分別替代第一實施例中接頭A2及接頭B3;比第一實施例增加了一個調節(jié)塊，多出一條斜邊，即增加一組聯(lián)動體。
圖中其余標號的內(nèi)容及部件的功能均與第一實施例相同。該實施例的動態(tài)結構可參照圖6動作過程a予以理解。
下面結合圖8簡單說明依據(jù)發(fā)明方案提出的第五實施例的總體結構及其工作情況。
圖中表明該實施例是在圖4第二實施例的基礎上采用了不等腰梯形調節(jié)塊的形式構成，為二級串聯(lián)組合式。主要部件的變動是由接頭C27及接頭D28分別替代第二實施例中接頭A2及接頭B3;比第二實施例增加了一個調節(jié)塊，多出一條斜邊。另外，在調節(jié)塊29的下底側面及墊板21的另一邊矩形槽內(nèi)均設有板彈簧(圖中未示)，用以驅使調節(jié)塊29作橫向移動。
圖中其余標號的內(nèi)容及部件的動能均與第二實施例相同。該實施例的動態(tài)結構可參照圖6動作過程a予以理解。
下面結合圖9簡單說明依據(jù)本發(fā)明方案提出的第六實施例的總體結構及其工作情況。圖中表明該實施例是在圖5第三實施例及圖4第二實施例的基礎上采用了不等腰梯形調節(jié)塊的形式構成，為二級串聯(lián)組合式。主要部件的變動是沒有設獨立的接頭，而是對整根鋼軌A31、B32、的端部斜切后作為接頭部分;比第三實施例及第二實施例增加了一個調節(jié)塊，多出一條斜邊。所設矩形槽18、板彈簧17及33的作用是分別驅使調節(jié)塊29及30作橫向移動;所設副體35、36作為一小段焊在鋼軌軌腰處，其內(nèi)面設缺口34，用以容納板彈簧的端部并抵住其作用力。
下面結合圖10簡單說明依據(jù)本發(fā)明方案中等腰梯形調節(jié)塊形式的三級組合布局原理。
圖中表明和圖1比較，增加了調節(jié)塊37及調節(jié)塊38，為三級串聯(lián)組合形式。
圖中其余標號的內(nèi)容和圖1相同;各箭頭所指示的內(nèi)容亦可參照圖1予以理解。
下面結合圖11簡單說明依據(jù)本發(fā)明方案中不等腰梯形調節(jié)塊形式的四級組合布局原理。
圖中表明和圖6比較，增加了調節(jié)塊39及調節(jié)塊40，為四級串聯(lián)組合形式。
圖中其余標號的內(nèi)容和圖6相同;各箭頭所指示的內(nèi)容亦可參照圖6予以理解。
依據(jù)本發(fā)明方案所提供的聯(lián)接形式和結構布局，還可以作出多種實施例，是容易作出的，故不予贅述。
權利要求
1.一種由接頭、調節(jié)塊、聯(lián)動體、板彈簧、底座、墊板及連接板組成的鐵路軌線用鋼軌聯(lián)接器，其特征在于在接頭A(2)[C(27)]及接頭B(3)[D(28)]之間聯(lián)接有可作橫向移動的梯形調節(jié)塊(1)、(37)、(38)[(29)、(30)、(39)、(40)]。
2.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)接器，其特征在于梯形調節(jié)塊(1)、(37)、(38)為等腰梯形;梯形調節(jié)塊(29)、(30)、(39)、(40)為不等腰梯形。
3.根據(jù)權利要求1所述的聯(lián)接器，其特征在于上口聯(lián)動體(8)及下口聯(lián)動體A(14)、B(7)上設有斜向矩形槽。
全文摘要
本發(fā)明方案公開了一種鐵路軌線用鋼軌聯(lián)接器。該聯(lián)接器由接頭、梯形調節(jié)塊、聯(lián)動體、板彈簧、底座、墊板及連接板等組成?？蓱迷阼F路軌線上兩根鋼軌的接頭處，使軌線處于永久的無間隙狀態(tài)，徹底消除軌縫所造成的危害。
文檔編號E01B11/20GK1064328SQ92101659
公開日1992年9月9日 申請日期1992年3月10日 優(yōu)先權日1992年3月10日
發(fā)明者姜中璋 申請人:姜中璋