一种无纵向位移的轨距可调扣件系统的制作方法

1.本实用新型属于扣件系统领域，具体涉及一种无纵向位移的轨距可调扣件系统。


背景技术：

2.随着高速铁路、重载铁路的快速发展，列车横向载荷越来越大，对该类轨道交通中的扣件系统提出了更高的要求，需要其扣件系统承受较大的横向载荷及具有较大轨距调节量。然而，过大的横向力极易导致扣件锚固螺栓被剪切、冲击破坏，尤其是在道岔轨道系统中，由于其具有钢轨变轨功能，属于变截面轨道系统，其扣件不仅要求具有较大横向承载力及轨距调节量，更要求调距过程中不可有沿钢轨纵向位移，否则将导致扣件所在截面与设计截面不一致，可能造成列车过岔翻车等危险。
3.传统道岔铁路方案中常采用橡胶金属套管进行过渡缓冲，但在实际应用过程中存在橡胶套管容易疲劳破损的风险，同时由于橡胶材质及套管高度设置不合理，导致铁垫板下弹性垫板弹性不能充分发挥，而且其有调距要求时，需将整个套管拆卸更换，维护工作量大，材料成本高。部分方案中采用圆形橡胶偏心套兼顾调距与缓冲作用，但其除了橡胶寿命较短、轨距保持能力较差外，调距过程中扣件系统还存在沿钢轨纵向位移等问题，不但不适用于道岔轨道系统，还会导致列车平稳性较差，严重时将导致轨枕容易破损，影响行车安全。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种无纵向位移的轨距可调扣件系统，能在实现扣件系统调距需求的同时，避免扣件系统的纵向位移，满足道岔轨道系统的扣件调距需求，提升列车的平稳性。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种无纵向位移的轨距可调扣件系统，包括由上至下依次设置的铁垫板和弹性垫板；
6.所述铁垫板的两端分别开设有偏心套安装槽，用于偏心复合缓冲套的嵌设；
7.所述偏心复合缓冲套包括外衬套和内衬套；所述外衬套包括为非回转体结构的衬套主体，其尺寸分别在互为正交的第一方向和第二方向上延伸；所述外衬套上开设有贯穿两端面的安装孔，该安装孔的中心与外衬套的中心在第一方向上偏心设置；所述内衬套嵌设于所述安装孔后与所述外衬套形成整体结构，其中部开设有螺栓安装孔，用于与锚固螺栓匹配；
8.所述偏心套安装槽由至少两个容置凹槽叠加而成，各所述容置凹槽分别对应于所述衬套主体的尺寸设置，用于所述衬套主体沿对应方向设置后的嵌设；且所述衬套主体在对应容置凹槽中嵌设后，其安装孔的轴线均处于同一个沿轨道横向延伸的竖直平面内。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述容置凹槽为呈正交设置的两个，两容置凹槽分别沿轨道纵向和轨道横向延伸。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述外衬套为复合材料制成，所述内衬套为金属
材料制成。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述弹性垫板的两端分别对应所述铁垫板两端的偏心套安装槽同轴开设有尺寸相同的嵌设槽。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述衬套主体沿安装孔轴线的尺寸不大于所述铁垫板与所述弹性垫板厚度之和。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述衬套主体的横截面为方形、椭圆形或者腰形；相应地，所述容置凹槽为方槽、椭圆槽或者腰型槽。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述安装孔底部的内周壁面上设置有至少一个限位凸台，并对应所述限位凸台在所述内衬套的底部开设有限位凹槽，使得所述限位凸台可在内外衬套对应匹配后嵌入对应的限位凹槽中。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述衬套主体的顶部外周向外凸出设置有顶部凸板，用于该衬套主体在铁垫板的偏心套安装槽中嵌设时抵接该铁垫板的顶面并将所述偏心套安装槽封闭。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述顶部凸板的顶面上沿环向间隔设置有多个轨距标识，并在所述铁垫板的顶面上对应设置有轨距箭头。
17.作为本实用新型的进一步改进，所述内衬套的顶部外周向外凸出设置有环台结构；相应地，在所述安装孔的顶部沿环向开设有环槽，使得内外衬套对应嵌设后所述环台结构可对应嵌入所述环槽中。
18.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
19.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
20.(1)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其通过铁垫板与偏心复合缓冲套的对应设置，能有效实现扣件系统的可靠设置和轨距调节，利用外衬套上安装孔在第一方向上的偏心设置，以及偏心套安装槽结构形式的对应优选，使得偏心复合缓冲套以不同方向嵌入偏心套安装槽后，可以满足扣件系统在标准设置和轨距调整时的状态切换，且保证状态切换过程中扣件系统不发生纵向位移，确保扣件系统调整设置时的准确性、可靠性和安全性，减少后期维护的工作量。
21.(2)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其通过在外衬套的安装孔底部设置限位凸台，并在内衬套的底部开设限位凹槽，使得限位凸台和限位凹槽可在内外衬套对应匹配后实现限位，避免内衬套设置使用时相对外衬套进行旋转，保证扣件系统设置、使用的可靠性和安全性；而通过在外衬套的衬套主体顶部设置顶部凸板，使得外衬套对应嵌设于铁垫板后，顶部凸板可对应抵接铁垫板的顶面，并将铁垫板上的偏心套安装槽封闭，以此避免杂物进入偏心套安装槽中，保证衬套结构设置的可靠性和稳定性。
22.(3)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其通过偏心复合缓冲套的对应设置，增大了螺栓受力面积，且利用其厚度尺寸的对应优选，降低了锚固螺栓受力作用点的高度，提高了锚固螺栓的横向承载力，有效避免了锚固螺栓的剪切破坏，保证了扣件系统的适应稳定性，延长了扣件的使用寿命。
23.(4)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其通过在顶部凸板和铁垫板的顶面上分别设置轨距标识和轨距箭头，使得偏心复合缓冲套在铁垫板上对应匹配后，轨
距箭头可对正相应的轨距标识，进而快速实现扣件系统设置状态的判断，使得扣件系统的设置与应用更加简便，提升扣件系统的使用、维护效率。
24.(5)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其通过优选设置内外衬套的材质，使得与铁垫板接触的外衬套以具有一定柔性的复合材料制成，与锚固螺栓接触的内衬套以刚性较好的金属材料制成，通过内外衬套材质上的刚柔结合，使得复合缓冲套在满足缓冲铁垫板传递的横向冲击力的前提下，不影响扣件轨距保持能力，防止锚固螺栓被冲击破坏。
25.(6)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其通过优选衬套主体嵌设深度不大于铁垫板与弹性垫板的厚度之和，可以有效避免偏心复合缓冲套在没有受到锚固螺栓拧紧力矩时就与轨枕(或者绝缘缓冲垫板)的顶面接触，进而充分发挥铁垫板下弹性垫板的弹性，提升扣件系统的抗震性能，保证扣件系统设置的稳定性和可靠性。
26.(7)本实用新型的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其结构简单，设置简便，能实现扣件系统可靠设置的同时，增加了扣件系统的调距能力，并有效避免扣件系统在进行调距作业时在轨道纵向上的位移，保证调距作业后扣件系统的设置准确性和可靠性，提升轨道系统运营的安全性和稳定性，具有较好的应用前景和推广价值。
附图说明
27.图1是本实用新型实施例中无纵向位移的轨距可调扣件系统的结构爆炸图；
28.图2是本实用新型实施例中无纵向位移的轨距可调扣件系统的结构断面图；
29.图3是本实用新型实施例中扣件系统的偏心复合缓冲套结构示意图；
30.图4是本实用新型实施例中偏心复合缓冲套结构的外衬套结构示意图；
31.图5是本实用新型实施例中偏心复合缓冲套结构的内衬套结构示意图；
32.图6是本实用新型实施例中偏心复合缓冲套结构的结构剖视图；
33.图7是本实用新型实施例中偏心复合缓冲套结构的外衬套主体部位示意图；
34.图8是本实用新型实施例中偏心复合缓冲套结构的外衬套结构仰视图；
35.图9是本实用新型实施例中扣件系统的铁垫板结构示意图；
36.图10是本实用新型实施例中扣件系统的铁垫板结构俯视图；
37.图11～13是本实用新型实施例中偏心复合缓冲套正常使用与调距使用时的示意图；
38.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
39.1、锚固螺栓；2、弹簧垫圈；3、第一平垫圈；4、偏心复合缓冲套；5、铁垫板；6、弹性垫板；7、绝缘缓冲垫板；8、t型螺栓；9、螺母；10、第二平垫圈；11、弹条；12、轨距块；13、轨下垫板；14、预埋套管；15、轨枕；
40.401、内衬套；402、外衬套；4011、限位凹槽；4012、螺栓安装孔；4021、衬套主体；4022、顶部凸板；4023、限位凸台；4024、轨距标识；
41.501、承轨部；502、偏心套安装槽；503、轨距箭头；504、挡肩；505、弹条安装槽。
具体实施方式
42.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
45.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
46.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
47.实施例：
48.请参阅图1，本实用新型优选实施例中的无纵向位移的轨距可调扣件系统包括钢轨与轨枕15之间由上至下依次设置的轨下垫板13、铁垫板5、弹性垫板6、绝缘缓冲垫板7。同时，对应于扣件系统的设置，在轨枕15上成对设置有预埋套管14，使得扣件系统的横向两端可分别通过锚固螺栓1、弹簧垫圈2、第一平垫圈3等部件匹配预埋套管14后实现匹配。相应地，通过轨距块12、弹条11、t型螺栓8、螺母9、第二平垫圈10等部件的对应匹配，可以对应实现钢轨在轨下垫板13上的压紧固定。在优选实施例中，上述结构形式的设置均可采用常规的设置方法来进行，故在此不在赘述。
49.对于优选实施例中的扣件系统而言，其最大的改进在于偏心复合缓冲套4与铁垫板5之间的匹配组合形式。
50.在优选实施例中，偏心复合缓冲套4如图3～8中所示，并在铁垫板5的两端分别对应偏心复合缓冲套4开设有偏心套安装槽502，通过偏心复合缓冲套4在偏心套安装槽502中的对应嵌设，可以对应实现扣件系统标准设置状态和调距状态的切换，并确保扣件系统在状态切换过程中不发生纵向位移。
51.具体而言，优选实施例中的偏心复合缓冲套4包括匹配设置的内衬套401和外衬套402，外衬套402上偏心设置有安装孔，用于内衬套401的对应安装。其中，外衬套402包括呈
块状结构的衬套主体4021，其横截面(垂直于安装孔轴线的端面)优选为方形，例如图7中所示的矩形结构。同时，衬套主体4021的尺寸在两个正交方向(记为第一方向和第二方向)上延伸，对于上述矩形结构而言，第一方向和第二方向分别为衬套主体4021的长度方向和宽度方向。
52.不过，可以理解的是，除了上述方形结构外，衬套主体4021也可以设置为别的形式，例如椭圆形结构或者腰形结构。对于椭圆形结构而言，第一方向为长轴方向，第二方向为短轴方向。对于腰形结构而言，第一方向为长度方向，第二方向为宽度方向。
53.进一步地，对应于优选实施例中开设于衬套主体4021的安装孔而言，其轴线与衬套主体4021的中线偏心设置，使得安装孔的轴线在第一方向上距衬套主体4021两侧边缘的距离不同，而安装孔的轴线在第二方向上距衬套主体4021两侧边缘的距离相同。
54.以图7中所示的情形为例，此时，安装孔在第一方向上偏心设置，使得在第一方向(长度方向)上，安装孔的中心a与衬套主体4021的中心b间隔一定距离c，即安装孔中心与衬套主体4021沿第一方向的两侧边缘的距离不等，两个距离值在图5中分别为a和a+2c。此时，在第二方向(宽度方向)上，安装孔中心与衬套主体4021中心的距离为零，两个距离值在图7中分别为b。
55.在上述优选实施例中，安装孔在第一方向上偏心设置。显然，这并不是安装孔的唯一设置形式，在其他的优选实施例中，安装孔也可仅在第二方向上偏心设置。
56.进一步地，对于优选实施例中所示的方形衬套主体4021而言，为了方便其在扣件系统中铁垫板5内的嵌入，优选将其侧边拐角处设置为倒圆角的形式，以此实现衬套主体4021的快速嵌设。同时，为了实现衬套主体4021的可靠准确嵌设，在铁垫板5上开设有对应的偏心套安装槽502，该偏心套安装槽502至少可以分别满足外衬套402在第一方向平行于纵向和第一方向平行于横向(即偏心复合缓冲套4沿轨道纵向和横向设置)时的嵌设需求，且外衬套402对应嵌设后，无法在偏心套安装槽502中进行旋转，只能取出后旋转一定角度后嵌设，以及轨距调节过程中偏心套安装槽502的纵向位置始终不变，如此，便可确保扣件系统调距过程中不发生纵向位移。
57.更详细地，对于优选实施例中的偏心套安装槽502而言，其通过两个方形容置凹槽分别沿第一方向和第二方向开设后叠加得到，如图10中所示，且两个方形凹槽对应安装孔轴线的位置处于同一个沿横向的竖直面内，如此，当衬套主体4021的位置进行调整时，整个扣件系统也不会发生纵向位移。
58.可以理解，根据衬套主体4021结构形式的差异，容置凹槽的结构形式也会对应更换，例如，在上述实施例中衬套主体4021为方形结构，此时容置凹槽为方槽；当衬套主体4021为椭圆形或者腰形结构时，容置凹槽对应设置为椭圆槽或者腰型槽，这均可根据实际需要具体优选。此外，上述优选实施例中，容置凹槽以正交的方式设置，形成“十字形”结构，显然，根据实际的需要，相互叠加的两容置凹槽之间的间隔角度，也可以根据需要优选为别的取值，例如45
°
，此时，偏心套安装槽502可以呈“米字形”。
59.通过前述记载，不难看出，优选实施例中衬套主体4021之所以在进行轨距调节时不会出现扣件系统纵向位移的情况，最本质的原因在于衬套主体4021在偏心套安装槽502中不可发生转动，即衬套主体4021为非回转体结构。同时，也需要铁垫板5上偏心套安装槽502的开设形式与衬套主体4021的结构形式对应，使得衬套主体4021在沿轨道纵向或者轨
道横向设置时可分别嵌设于偏心套安装槽502，并在嵌设后实现衬套主体4021的限位。
60.进一步地，对于优选实施例中的外衬套402而言，其开设有贯穿两端面的安装孔，用于内衬套401的容置，优选实施例中的内衬套401如图1、图3中所示，其呈圆柱形结构，中部同轴开设有螺栓安装孔4012，用于锚固螺栓的穿过。
61.在实际设置时，内衬套401主要与锚固螺栓接触，其优选采用金属材料制成，具有较好的刚性，可以有效防止偏心套磨耗过大，提高扣件系统的轨距保持能力。相应地，外衬套402采用复合材料制成，具有一定的柔性，主要与铁垫板5接触，用于缓冲横向冲击力。利用内外衬套的刚柔结合，使偏心复合缓冲套在满足缓冲铁垫板5传递的横向冲击力的前提下，不影响扣件的轨距保持能力。在一个具体实施例中，外衬套402选用的是玻璃纤维增强pa66材料。
62.优选地，为了避免内衬套401在外衬套402中设置后的旋转，优选在安装孔的底部内周壁面上设置有至少一个限位凸台4023，例如图8中相对设置的两个。相应地，在内衬套401的底面上开设有对应的缺口，即限位凹槽4011，使得内外衬套对应匹配后，各限位凸台4023可以嵌入对应的限位凹槽4011中，实现内衬套401的环向定位。显然，限位凸台4023匹配限位凹槽4011后，其不突出于螺栓安装孔4012的内周壁面。
63.进一步优选地，在内衬套401的顶部外周沿环向设置有平齐于顶面的凸环结构，如图5中所示，相应地，在外衬套402的安装孔顶部内周壁面沿环向开设有环形嵌设槽，整体形成阶梯通孔结构，用于上述凸环结构的嵌设，如图6中所示。
64.当然，在实际设置时，也可不在外衬套402的顶面上开设上述环形嵌设槽，使得内衬套401顶部的凸环结构可以抵接限位于外衬套402的顶面，便于内外衬套的分离取换。不过，在实际使用时，内外衬套在对应匹配后粘接固定，形成偏心复合缓冲套结构，此时，内衬套401的顶面优选平齐于外衬套402的顶面。
65.另一个方面，在实际使用时，扣件系统中的铁垫板5优选与偏心复合缓冲套4配合设置，其如图9中所示，包括设置在中部的承轨部501和分设于承轨部501两侧设置的挡肩504和弹条安装槽505，并在铁垫板5的两端分别开设有偏心套安装槽502，偏心套安装槽502的开设形式如图7中所示，可用于衬套主体4021沿轨道纵向和轨道横向分别嵌设。由于优选实施例中的衬套主体4021呈矩形结构，故而偏心套安装槽502的开设形式为两个呈正交设置的矩形槽拼合而成的“十字形”结构。
66.为了保证偏心复合缓冲套4匹配设置后偏心套安装槽502的封闭，在外衬套402的顶部外周上分别向外延伸有一定的距离，形成顶部凸板4022结构，使得偏心复合缓冲套4在铁垫板5上对应设置后，顶部凸板4022可刚好抵接铁垫板5的顶面，并将偏心套安装槽502封闭，以此避免杂物掉落进偏心套安装槽502中，确保相关部件不被腐蚀破坏。在优选实施例中，顶部凸板4022的结构形式如图6中所示，呈“十字形”结构，且该“十字形”结构在第一方向和第二方向的长度均大于衬套主体4021沿第一方向(衬套主体4021沿第一方向的长度不小于沿第二方向的长度)的长度，以确保偏心套安装槽502的可靠封闭。
67.优选地，在顶部凸板4022的顶面上对应设置有轨距标识4024，以快速显示衬套主体4021设置后的调距尺寸。相应地，在铁垫板5的顶面上对应设置有轨距箭头503，使得偏心复合缓冲套4对应设置后，轨距箭头503可刚好与对应的轨距标识4024对正，如图11～13中所示，进而快速实现扣件系统设置状态的识别。
68.在如图11～图13中所示的示意图中，分别为扣件系统正常设置、向左调整5mm、向右调整5mm时的示意图，在正常设置时，外衬套402的第一方向沿轨道纵向设置，此时，安装孔轴线与外衬套402的横向两侧距离相等，且外衬套402嵌设后不可旋转。当扣件系统有向左调整5mm的需求时，将两偏心复合缓冲套4分别取出后旋转90
°
，使得衬套的中心b位于安装孔中心a的左侧。相应地，当扣件系统有向右调整5mm的需求时，将两偏心复合缓冲套4分别取出后旋转90
°
，使得衬套的中心b位于安装孔中心a的右侧，具体做法与上述方式类似，在此不做赘述。
69.可以理解，优选实施例中偏心复合缓冲套4的调距尺寸不局限于上述所示的
±
5mm，其可以根据实际需要更换为对应的尺寸，只需要改变外衬套402上的偏心距即可，例如将偏心距设置为
±
1mm、
±
2mm、
±
3mm、
±
6mm等，在实际设计时可以根据具体需要进行优选，而每种偏心复合缓冲套4在进行调距时，均可有效避免扣件系统在纵向上的位移。
70.此外，在实际设置时，外衬套402的衬套主体4021的高度(沿安装孔轴线方向的尺寸)优选不大于铁垫板5与弹性垫板6(通常设置在铁垫板5的下方)的厚度之和，进一步优选比铁垫板5与弹性垫板厚度之和少1mm，如此，可以避免偏心复合缓冲套4在没有受到锚固螺栓1拧紧力矩时就与轨枕15(或者绝缘缓冲垫板7)的顶面接触，以利于充分发挥铁垫板5下弹性垫板6的弹性。相应地，在弹性垫板6的两端分别对应偏心套安装槽502同轴开设有尺寸相同的嵌设槽，用于衬套主体4021的嵌设穿过。
71.正是因为偏心复合缓冲套4的对应设置，增大了锚固螺栓的受力面积(未设类似偏心套的扣件，其螺栓受力面为与铁垫板5的接触截面，接触面积较小)，降低了锚固螺栓的受力作用点高度(未设类似偏心套的扣件，螺栓受力作用的中心点为铁垫板5接触面竖向中点；而设偏心套后，受力作用的中心点变为了内衬套401的竖向中点，如此便降低了受力作用点的高度)，提高了锚固螺栓横向承载力，防止锚固螺栓剪切破坏。
72.本实用新型中的无纵向位移的轨距可调扣件系统，其结构简单，设置简便，能实现扣件系统可靠设置的同时，增加了扣件系统的调距能力，并有效避免扣件系统在进行调距作业时在纵向上的位移，保证调距作业后扣件系统的设置准确性和可靠性，提升轨道系统运营的安全性和稳定性，具有较好的应用前景和推广价值。
73.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。