一种刚度可变的弹性减磨护轨装置

本发明涉及铁路轨道附件领域，尤其是一种刚度可变的弹性减磨护轨装置。

背景技术：

1、我国铁路一直在高速发展，但是铁路小半径曲线轨道至今仍是既有铁路运营设施中最突出的薄弱环节之一，由于铁路发展的需要，进一步要求货运重载，客运高速，致使铁路小半径曲线轨道轮轨关系不适应的尖锐矛盾将更为突出，曲线外股钢轨轨头里侧面与车轮轮缘的磨耗及接触疲劳伤损将进一步加剧，列车车轮爬轨或跳轨脱线事故也将可能增加；较小半径曲线轨道的维修保养工作也将进一步增大。这势必造成对小半径曲线轨道的运营投入显著增加，如何合理有效的增强较小半径曲线轨道结构的承载能力（特别是横向承载能力），提高列车通过较小半径曲线轨的安全度，延长小半径曲线轨道外股钢轨的换轨周期，降低小半径曲线轨道的养护维修工作量及轨道的运营投入，是现在急于解决的问题之一，因此急需一种既可以减少列车行驶过程中的外轨侧磨，也可以防止列车脱轨的装置。

2、现在的市面上已经有了很多种防脱、减磨护轨，但是针对近几年护轨装置的使用效果依旧存在一些问题。第一，护轨装置安装以后轮缘槽宽度过大或过小。轮缘槽宽度过大会造成护轨设置以后效果不明显，使护轨的防脱、减磨达不到要求甚至没有作用；轮缘槽宽度过小会造成列车车轮轮背摩擦过大损伤严重，使车轮更换频率过快造成损失。第二，护轨结构刚度过大。在使用的过程中会使护轨支架结构产生塑性变形，使轨道结构安全性降低，列车脱轨风险增大。

技术实现思路

1、本发明需要解决的技术问题是提供一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，结构简单，安装方便，整体性高，强度满足要求，使用寿命长，结构刚度可变，造成轮的背磨耗较小，适用于各种不同的轨道，不但可以防止列车脱轨，并且护轨装置安装以后，轮缘槽宽度能够达到设计要求，保证护轨装置设置以后效果明显，延长外轨的使用年限。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，包括护轨下支架和固定设置于护轨下支架一侧上方的护轨上支架，所述护轨下支架另一侧上方固定连接钢轨，所述护轨上支架的上方活动插接有双头异形螺栓且双头异形螺栓的一端穿出护轨上支架外，所述双头异形螺栓的另一端固定连接t型护轨，所述双头异形螺栓中部设置有圆形凸台，所述圆形凸台与护轨上支架之间设置有加粗圆台型弹性橡胶圈且护轨上支架与加粗圆台型弹性橡胶圈的宽面接触。

3、本发明技术方案的进一步改进在于：所述护轨下支架与护轨上支架的一侧通过插接固定，所述护轨上支架的另一侧末端设置有三角型凸台且护轨下支架上设置有与三角型凸台配合的三角形凹槽，所述护轨下支架与护轨上支架的另一侧通过插销穿过三角型凸台和三角形凹槽后固定。

4、本发明技术方案的进一步改进在于：所述钢轨一侧轨底插于护轨下支架上设置的凹槽内，所述钢轨另一侧轨底上方设置有护轨下支架扣件，所述护轨下支架扣件通过螺栓与护轨下支架固定连接。

5、本发明技术方案的进一步改进在于：所述钢轨的轨底与护轨下支架及护轨下支架扣件之间的连接处均设置有弹性胶条。

6、本发明技术方案的进一步改进在于：所述t型护轨内预埋有与双头异形螺栓适配的螺纹套筒。

7、本发明技术方案的进一步改进在于：穿过所述护轨上支架外侧的双头异形螺栓上螺纹连接有螺母。

8、本发明技术方案的进一步改进在于：所述加粗圆台型弹性橡胶圈和圆形凸台外套有薄壁钢套筒，所述薄壁钢套筒的一侧与护轨上支架接触，所述薄壁钢套筒的另一侧与双头异形螺栓接触，所述圆形凸台与薄壁钢套筒内壁接触。

9、本发明技术方案的进一步改进在于：所述t型护轨与薄壁钢套筒之间的双头异形螺栓上套有弹簧，所述弹簧一端抵在薄壁钢套筒外侧、另一端抵在t型护轨外侧。

10、由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

11、1、本发明的护轨装置结构简单，安装方便，整体性高，强度满足要求，使用寿命长，结构刚度可变，造成轮的背磨耗较小，适用于各种不同的轨道；

12、2、随着护轨装置所受横向力增大，护轨装置的刚度也增大，不但可以减少外轨侧磨耗，而且可以防止列车脱轨，并且护轨装置安装以后，轮缘槽宽度能够达到设计要求，保证护轨装置设置以后效果明显，延长外轨的使用年限，在减少轮背磨耗的同时，根据不同的情况保证列车安全行驶，减少外轨侧磨；

13、3、本发明通过不同的双头异形螺栓上圆形凸台的位置不同，粗调节轮缘槽宽度，再通过双头异形螺栓拧入t型护轨的深度，可以精调节轮缘槽宽度，确保轮缘槽宽度达到设计要求，减少轮背磨耗；

14、4、本发明通过加粗圆台型弹性橡胶圈和薄壁钢套筒的特殊结构，可以使列车通过小曲线半径轨道时提供横向力，横向力的大小不同则加粗圆台型弹性橡胶圈的形变不同，所产生的刚度不同。可以在横向力小的时候减少外轨侧磨耗，横向力增大到即将脱轨时，护轨装置就接近于一个刚体，就可以防止列车轮对继续偏移，可以防止列车脱轨，加粗圆台型弹性橡胶圈受到横向力后会发生变形，变形后会跟薄壁钢套筒内壁接触，会有摩擦，薄壁钢套筒防止了加粗圆台型弹性橡胶圈变形过大，同时，薄壁钢套筒保护加粗圆台型弹性橡胶圈不被腐蚀，当弹性变形回弹时可能带着薄壁钢套筒一起移动，所以本发明设置了弹簧，让薄壁钢套筒恢复初始的位置；

15、5、本发明刚度可变的弹性减磨防脱护轨装置通过护轨上支架下侧的三角型凸台与护轨下支架的三角形凹槽吻合，可以有效的传递横向力。上支架与下支架通过销固定，再一次防止发生移动。护轨下支架设置扣板，可以有效的抵抗护轨上支架因护轨装置受到横向力产生的向上弯矩。因为结构简单，拔掉插销就可以使上支架与下支架分离，在安装和拆卸方面更加简单，便于轨道的维修和养护，同时也具有整体结构的稳定性和安全性。

技术特征：

1.一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：包括护轨下支架（4）和固定设置于护轨下支架（4）一侧上方的护轨上支架（6），所述护轨下支架（4）另一侧上方固定连接钢轨（12），所述护轨上支架（6）的上方活动插接有双头异形螺栓（10）且双头异形螺栓（10）的一端穿出护轨上支架（6）外，所述双头异形螺栓（10）的另一端固定连接t型护轨（1），所述双头异形螺栓（10）中部设置有圆形凸台（10-1），所述圆形凸台（10-1）与护轨上支架（6）之间设置有加粗圆台型弹性橡胶圈（9）且护轨上支架（6）与加粗圆台型弹性橡胶圈（9）的宽面接触，所述加粗圆台型弹性橡胶圈（9）和圆形凸台（10-1）外套有薄壁钢套筒（11），所述薄壁钢套筒（11）的一侧与护轨上支架（6）接触，所述薄壁钢套筒（11）的另一侧与双头异形螺栓（10）接触，所述圆形凸台（10-1）与薄壁钢套筒（11）内壁接触。

2.根据权利要求1所述的一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：所述护轨下支架（4）与护轨上支架（6）的一侧通过插接固定，所述护轨上支架（6）的另一侧末端设置有三角型凸台（6-1）且护轨下支架（4）上设置有与三角型凸台（6-1）配合的三角形凹槽（4-1），所述护轨下支架（4）与护轨上支架（6）的另一侧通过插销（5）穿过三角型凸台（6-1）和三角形凹槽（4-1）后固定。

3.根据权利要求1所述的一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：所述钢轨（12）一侧轨底插于护轨下支架（4）上设置的凹槽内，所述钢轨（12）另一侧轨底上方设置有护轨下支架扣件（2），所述护轨下支架扣件（2）通过螺栓（3）与护轨下支架（4）固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：所述钢轨（12）的轨底与护轨下支架（4）及护轨下支架扣件（2）之间的连接处均设置有弹性胶条（13）。

5.根据权利要求1所述的一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：所述t型护轨（1）内预埋有与双头异形螺栓（10）适配的螺纹套筒。

6.根据权利要求1所述的一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：穿过所述护轨上支架（6）外侧的双头异形螺栓（10）上螺纹连接有螺母（7）。

7.根据权利要求1所述的一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，其特征在于：所述t型护轨（1）与薄壁钢套筒（11）之间的双头异形螺栓（10）上套有弹簧（8），所述弹簧（8）一端抵在薄壁钢套筒（11）外侧、另一端抵在t型护轨（1）外侧。

技术总结
本发明公开了一种刚度可变的弹性减磨护轨装置，包括护轨下支架和固定设置于护轨下支架一侧上方的护轨上支架，所述护轨下支架另一侧上方固定连接钢轨，所述护轨上支架的上方活动插接有双头异形螺栓，所述双头异形螺栓的另一端固定连接T型护轨，双头异形螺栓中部设置有圆形凸台，所述圆形凸台与护轨上支架之间设置有加粗圆台型弹性橡胶圈且护轨上支架与加粗圆台型弹性橡胶圈的宽面接触。本发明结构简单，安装方便，整体性高，强度满足要求，使用寿命长，结构刚度可变，造成轮的背磨耗较小，适用于各种不同的轨道，不但可以防止列车脱轨，并且护轨装置安装以后，轮缘槽宽度能够达到设计要求，保证护轨装置设置以后效果明显，延长外轨的使用年限。

技术研发人员：王建西,周重阳,安文杰,宋雨晴,周金国,白皓元,周开明,梁子业,李杨,陈龙,黄守刚
受保护的技术使用者：石家庄铁道大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14