CN103669125A - 一种铁轨垫板 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铁轨垫板，属于铁路配件技术领域。它解决了现有的铁轨垫板结构不稳定的问题。本铁轨垫板包括呈长方形的板体，板体顶面上沿垂直于底边的方向具有若干能吸收振动能量的上吸能单元，板体底面上沿垂直于底边的方向具有若干能吸收振动能量的下吸能单元，沿板体顶面的正投影方向,下吸能单元与相邻的两上吸能单元之间的间隙正对。与现有技术相比，本垫板中上吸能单元与下吸能单元错开设置，使垫板的结构更为稳定；吸能柱形状均设置为圆锥台状，使垫板对列车起到一个较好的缓冲作用，从而使列车运行更为稳定；在副吸能柱顶部开设变形槽，增加垫板对列车的缓果作用，减少垫板的静刚度。

Description

一种铁轨垫板

技术领域

本发明属于铁路配件技术领域，涉及一种铁轨垫板。

背景技术

火车是人类的主要交通工具之一，其高速度低事故率的特点也为广大乘客所青睐。铁轨是火车运行所必不可少的基础建设，其质量好坏直接影响到火车的速度和安全。为使火车在行驶过程中更加平稳，保证乘客在乘坐火车时的舒适感，一般在铁轨的下面会设置有垫板来实现减震效果。

例如，中国实用新型专利（申请号：200920100124.1；授权公告号：CN201459537U）公开了一种铁路弹性垫板，铁路弹性垫板为平面垫板，平面垫板的承载面上设置有凸起，凸起均匀分布。该垫板将原来的纯平板结构重新设计成承载面为圆柱状凸起、块状凸起、条状凸起结构形式，凸台均匀分布，来降低垫板的静刚度，既解决了垫板的平面度问题，还保证了产品的变形问题，这样，既减少了垫板的接触面积，又能使载荷均匀分布，降低了静刚度，还节约了原材料。

但在此垫板中，垫板的上下承载面的凸起对称设置，使得垫板上表面或下表面上相邻的凸起之间的板体过薄，从而垫板在使用过程中容易发生断裂的情况，其结构不稳定。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构较为稳定的铁轨垫板。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种铁轨垫板，包括呈长方形的板体，所述板体底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边，其特征在于，所述的板体顶面上沿垂直于底边的方向具有若干能吸收振动能量的上吸能单元，所述的板体底面上沿垂直于底边的方向具有若干能吸收振动能量的下吸能单元，沿板体的顶面正投影方向，所述下吸能单元与相邻的两上吸能单元之间的间隙正对。

在安装时，板体的长边与铁轨平行设置。铁轨垫板位于枕木和铁轨之间，两条凸起的底边位于枕木的两侧，对本垫板起定位作用。当列车经过垫板上方时，列车运行产生的振动被垫板吸附，从而使列车运行较为稳定。若干上吸能单元在板体顶面上排列，排列方向垂直于底边；同样，若干下吸能单元在板体底面上排列，排列方向垂直于底边。将上吸能单元与下吸能单元错开设置，上吸能单元之间的间隙位置的下方具有下吸能单元，同样的，下吸能单元之间的间隙位置的上方具有上吸能单元，这样，上吸能单元之间的间隙位置和下吸能单元之间的间隙位置不至于过薄，使得整个垫板的强度较强，其耐疲劳性能较好、结构较为稳定。

在上述的铁轨垫板中，所述的上吸能单元包括若干主吸能柱一和若干副吸能柱一，所述若干主吸能柱一与底边平行设置形成一排主吸能排一，所述的若干副吸能柱一与底边平行设置形成一排副吸能排一，上述主吸能排一与副吸能排一相平行。在设计时，使副吸能柱一的弹性与主吸能柱一的弹性不一，这样，在不同的使用状况下，垫板能产生至少两种不同的静刚度，使垫板能满足不同重量的列车对铁轨垫板静刚度的不同要求。另外，将主吸能排一和副吸能排一均设置成平行与底边，垂直于铁轨的方向，使垫板受力较为均匀。

在上述的铁轨垫板中，同一个上吸能单元中的主吸能排一的数量为一排，所述副吸能排一的数量为两排且主吸能排一位于同一个上吸能单元的两副吸能排一之间。

在上述的铁轨垫板中，所述主吸能柱一呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体顶面相联。圆锥台状的主吸能柱一在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，主吸能柱一上越靠近于板体处的截面面积越大，使主吸能柱一在此高度位置在向下压缩主吸能柱一所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了静刚度。作为另一种方案，主吸能柱一的形状为圆柱形。

在上述的铁轨垫板中，所述的主吸能柱一与板体为一体式结构。生产时，在模具中将主吸能柱一与板体一体成型，其生产工序较为简单。

在上述的铁轨垫板中，所述副吸能柱一呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体顶面相联，所述副吸能柱一的顶部具有凹入的变形槽一。同样，副吸能柱一的形状也为圆锥台状，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。在副吸能柱一的顶部设置凹入的变形槽一，使得副吸能柱一的顶部面积更小，其对列车的缓冲作用更为明显，静刚度也较小。

在上述的铁轨垫板中，所述的下吸能单元包括若干主吸能柱二和若干副吸能柱二，所述若干主吸能柱二与底边平行设置形成一排主吸能排二，所述的若干副吸能柱二与底边平行设置形成一排副吸能排二，上述主吸能排二与副吸能排二相平行。在设计时，使副吸能柱二的弹性与主吸能柱二的弹性不一，这样，在不同的使用状况下，垫板能产生至少两种不同的静刚度，使垫板能满足不同重量的列车对铁轨垫板静刚度的不同要求。另外，将主吸能排二和副吸能排二均设置成平行与底边，垂直于铁轨的方向，使垫板受力较为均匀。

在上述的铁轨垫板中，同一个下吸能单元中的主吸能排二的数量为两排，所述副吸能排二的数量为一排且主吸能排二位于同一个下吸能单元的两副吸能排二之间。

在上述的铁轨垫板中，所述主吸能柱二呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体顶面相联。圆锥台状的主吸能柱二在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，主吸能柱二上越靠近于板体处的截面面积越大，使主吸能柱二在此高度位置在向下压缩主吸能柱一所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了静刚度。作为另一种方案，主吸能柱二的形状为圆柱形。

在上述的铁轨垫板中，所述的主吸能柱二与板体为一体式结构。生产时，在模具中将主吸能柱二与板体二体成型，其生产工序较为简单。

在上述的铁轨垫板中，所述副吸能柱二呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体顶面相联，所述副吸能柱二的顶部具有凹入的变形槽二。同样，副吸能柱二的形状也为圆锥台状，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。在副吸能柱二的顶部设置凹入的变形槽二，使得副吸能柱二的顶部面积更小，其对列车的缓冲作用更为明显，静刚度也较小。

在上述的铁轨垫板中，所述的板体顶面上具有凹入的主吸能腔，上述的主吸能柱一和副吸能柱一均位于吸能腔中且主吸能柱一和副吸能柱一的顶部与主吸能腔端口处相平齐。沿着板体周围具有挡沿一，与板体一同形成主吸能腔，主吸能腔侧部的挡沿一对列车起到缓冲的作用。

在上述的铁轨垫板中，所述的主吸能腔侧部具有贯穿的主排水孔。铁轨垫板在使用时，难免会有雨水等杂物进入到主吸能腔内，在其上开设主排水孔，使雨水等杂物能较为方便从主吸能腔中排出，保持垫板的清洁，延长垫板的使用寿命。同时，在主吸能腔侧部的挡沿一开设主排水孔，也能减少挡沿一的应力集中，使垫板的结构更为稳定。

在上述的铁轨垫板中，所述的主排水孔的数量与上吸能单元数量相同且一一对应。这样，垫板中的异物能更为容易的排出。作为一种优选方案，每个上吸能单元的两侧均具有一个主排水孔。

在上述的铁轨垫板中，所述的板体底面上具有凹入的副吸能腔，上述的主吸能柱二和副吸能柱二均位于副吸能腔中且主吸能柱二和副吸能柱二的顶部与副吸能腔端口处相平齐。沿着板体周围具有挡沿二，与板体一同形成副吸能腔，副吸能腔侧部的挡沿二对列车起到缓冲的作用。

在上述的铁轨垫板中，所述的副吸能腔侧部具有贯穿的副排水孔。铁轨垫板在使用时，难免会有雨水等杂物进入到副吸能腔内，在其上开设副排水孔，使雨水等杂物能较为方便从主吸能腔中排出，保持垫板的清洁，延长垫板的使用寿命。同时，在副吸能腔侧部的挡沿二开设副排水孔，也能减少挡沿二的应力集中，使垫板的结构更为稳定。

在上述的铁轨垫板中，所述的副排水孔的数量与下吸能单元数量相同且一一对应。这样，垫板中的异物能更为容易的排出。作为一种优选方案，每个下吸能单元的两侧均具有一个副排水孔。

在上述的铁轨垫板中，相邻两个上吸能单元和相邻两个下吸能单元之间均具有一条与底边平行设置的加强筋，加强筋与板体为一体式结构。板体顶面上，加强筋的两端延伸至挡沿一处；板体底面上，加强筋的两端延伸至挡沿二处。设置加强筋，使垫板的结构更为牢固，增强垫板的耐疲劳度。

与现有技术相比，本垫板具有以下优点：

1、上吸能单元与下吸能单元错开设置，使垫板的结构更为稳定；

2、主吸能柱一、副吸能柱一、主吸能柱二和副吸能柱二的形状均设置为圆锥台状，使垫板对列车起到一个较好的缓冲作用，从而使列车运行更为稳定；

3、在副吸能柱一和副吸能柱二的顶部分别开设变形槽一和变形槽二，增加垫板对列车的缓果作用，减少垫板的静刚度。

附图说明

图1是本铁轨垫板的正面立体结构示意图；

图2是本铁轨垫板的背面立体结构示意图；

图3是本铁轨垫板的正视图；

图4是图3中A-A面的剖视图；

图5是图3中B-B面的剖视图。

图中，1、板体；2、底边；3、上吸能单元；31、主吸能柱一；32、副吸能柱一；33、变形槽一；4、下吸能单元；41、主吸能柱二；42、副吸能柱二；43；变形槽二；5、主吸能腔；51、主排水孔；52、挡沿一；6、副吸能腔；61、副排水孔；62、挡沿二；7、加强筋。

具体实施方式

如图1至图5所示，本铁轨垫板，整个垫板为一体成型。本垫板包括呈长方形的板体1，板体1底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边2，也就是说，底边2位于板体1的两宽边处。

板体1顶面上沿垂直于底边2的方向排列有四个能吸收振动能量的上吸能单元3，板体1底面上沿垂直于底边2的方向排列具有三个能吸收振动能量的下吸能单元4，沿板体1的顶面正投影方向，下吸能单元4与相邻的两上吸能单元3之间的间隙正对。也就是说，上吸能单元3与下吸能单元4错开设置。将上吸能单元3与下吸能单元4错开设置，上吸能单元3之间的间隙位置的下方具有下吸能单元4，同样的，下吸能单元4之间的间隙位置的上方具有上吸能单元3，这样，上吸能单元3之间的间隙位置和下吸能单元4之间的间隙位置不至于过薄，使得整个垫板的强度较强，其耐疲劳性能较好、结构较为稳定。

四个上吸能单元3均由一排主吸能排一和两排副吸能排一组成。主吸能排一和副吸能排一的设置方向均与板体1的宽边平行。每个上吸能单元3中，主吸能排一位于两排副吸能排一之间。作为另一种方案，每个上吸能单元由两排主吸能排一和一排副吸能排一组成。

每一排主吸能排一由五个主吸能柱一31组成，主吸能柱一31呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与的板体1顶面相联。圆锥台状的主吸能柱一31在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，主吸能柱一31上越靠近于板体1处的截面面积越大，使主吸能柱一31在此高度位置在向下压缩主吸能柱一31所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体1之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了静刚度。作为另一种方案，主吸能柱一31的形状为圆柱形。主吸能柱一31与板体1为一体式结构。生产时，在模具中将主吸能柱一31与板体1一体成型，其生产工序较为简单。

每一排副吸能排一由六个副吸能柱一32组成，副吸能柱一32呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与的板体1顶面相联，副吸能柱一32的顶部具有凹入的变形槽一33。变形槽一33的形状为半球形。同样，副吸能柱一32的形状也为圆锥台状，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。在副吸能柱一32的顶部设置凹入的变形槽一33，使得副吸能柱一32的顶部面积更小，其对列车的缓冲作用更为明显，静刚度也较小。副吸能柱一32与板体1为一体式结构。

相邻的主吸能排一和副吸能排一内的主吸能柱一31和副吸能柱一32错开设置，这样，同样面积的板体1能容纳较多的主吸能柱一31和副吸能柱一32，主吸能柱一31和副吸能柱一32与板体1顶面的接触面积较大，加强垫板的强度。

除了板体1底面中间的那一个下吸能单元4，另外两个下吸能单元4也与上吸能单元3类似，均由一排主吸能排二和两排副吸能排二组成。主吸能排二和副吸能排二的设置方向均与板体1的宽边平行。每个下吸能单元4中，主吸能排二位于两排副吸能排二之间。作为另一种方案，每个下吸能单元由两排主吸能排二和一排副吸能排二组成。

位于板体1底面中间的下吸能单元4由两排主吸能排二和三排副吸能排二组成，主吸能排二与副吸能排二相间设置。

每一排主吸能排二由五个主吸能柱二41组成，主吸能柱二41呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与的板体1顶面相联。圆锥台状的主吸能柱二41在不同高度的横截面的面积不同，也就是说，主吸能柱二41上越靠近于板体1处的截面面积越大，使主吸能柱二41在此高度位置在向下压缩主吸能柱二41所需的力就越大，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。这种形状的底部与板体1之间的接触面积较大，两者之间的连接较为牢固，同时，其顶部的面积较小，降低了静刚度。作为另一种方案，主吸能柱二41的形状为圆柱形。主吸能柱二41与板体1为一体式结构。生产时，在模具中将主吸能柱一31与板体1一体成型，其生产工序较为简单。

每一排副吸能排二由六个副吸能柱二42组成，副吸能柱二42呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与的板体1顶面相联，副吸能柱二42的顶部具有凹入的变形槽二43。变形槽二43的形状为半球形。同样，副吸能柱二42的形状也为圆锥台状，对行驶经过的列车起到一个较好的缓冲效果。在副吸能柱二42的顶部设置凹入的变形槽二43，使得副吸能柱二42的顶部面积更小，其对列车的缓冲作用更为明显，静刚度也较小。副吸能柱二42与板体1为一体式结构。

相邻的主吸能排二和副吸能排二内的主吸能柱二41和副吸能柱二42错开设置，这样，同样面积的板体1能容纳较多的主吸能柱二41和副吸能柱二42，主吸能柱二41和副吸能柱二42与板体1顶面的接触面积较大，加强垫板的强度。

在安装时，板体1的长边与铁轨平行设置。铁轨垫板位于枕木和铁轨之间，两条凸起的底边2位于枕木的两侧，对本垫板起定位作用。当列车经过垫板上方时，列车运行产生的振动被上吸能单元3和下吸能单元4吸附，从而使列车运行较为稳定。

板体1顶面上具有凹入的主吸能腔5，主吸能柱一31和副吸能柱一32均位于吸能腔中且主吸能柱一31和副吸能柱一32的顶部与主吸能腔5端口处相平齐。沿着板体1周围具有挡沿一52，与板体1一同形成主吸能腔5，主吸能腔5侧部的挡沿一52对列车起到缓冲的作用。主吸能柱一31、副吸能柱一32和挡沿一52的高度相同。

主吸能腔5侧部具有贯穿的主排水孔51。主排水孔51的深度与板体1顶面平齐。铁轨垫板在使用时，难免会有雨水等杂物进入到主吸能腔5内，在其上开设主排水孔51，使雨水等杂物能较为方便从主吸能腔5中排出，保持垫板的清洁，延长垫板的使用寿命。同时，在主吸能腔5侧部的挡沿一52开设主排水孔51，也能减少挡沿一52的应力集中，使垫板的结构更为稳定。设置了主排水孔51，列车经过时，被压缩的空气能较快的从主排水孔51中排出。

主排水孔51的数量与上吸能单元3数量相同且一一对应。这样，垫板中的异物能更为容易的排出。作为一种优选方案，每个上吸能单元3的两侧均具有一个主排水孔51。

板体1底面上具有凹入的副吸能腔6，主吸能柱二41和副吸能柱二42均位于副吸能腔6中且主吸能柱二41和副吸能柱二42的顶部与副吸能腔6端口处相平齐。沿着板体1周围具有挡沿二62，与板体1一同形成副吸能腔6，副吸能腔6侧部的挡沿二62对列车起到缓冲的作用。也就是说，主吸能柱二41、副吸能柱二42和挡沿二62的高度相同。

副吸能腔6侧部具有贯穿的副排水孔61。副排水孔61的深度与板体1的底部平齐。铁轨垫板在使用时，难免会有雨水等杂物进入到副吸能腔6内，在其上开设副排水孔61，使雨水等杂物能较为方便从主吸能腔5中排出，保持垫板的清洁，延长垫板的使用寿命。同时，在副吸能腔6侧部的挡沿二62开设副排水孔61，也能减少挡沿二62的应力集中，使垫板的结构更为稳定。设置了副排水孔61，列车经过时，被压缩的空气能较快的从副排水孔61中排出。

副排水孔61的数量与下吸能单元4数量相同且一一对应。这样，垫板中的异物能更为容易的排出。作为一种优选方案，每个下吸能单元4的两侧均具有一个副排水孔61。

相邻两个上吸能单元3和相邻两个下吸能单元4之间均具有一条与底边2平行设置的加强筋7，加强筋7与板体1为一体式结构。板体1顶面上，加强筋7的两端延伸至挡沿一52处；板体1底面上，加强筋7的两端延伸至挡沿二62处。设置加强筋7，使垫板的结构更为牢固，增强垫板的耐疲劳度。加强筋7也能将拉力向周围扩散，使垫板整体受力均匀。

由于垫板的结构较为稳定、受力较为均匀，当列车从轨道上经过时，减少了垫板对枕木和钢轨的损伤，延长了枕木和钢轨的使用寿命，提高了钢轨的承受能力。

当列车经过时，铁轨首先与主吸能柱一31、副吸能柱一32和挡沿一52的上表面接触，此时，垫板有一个静刚度。当列车的重量较重时，对垫板压缩。由于副吸能柱一32顶部具有变形槽一33，副吸能柱一32能较为容易的被压缩，使垫板对列车起到了一个较好的缓冲作用。当垫板的压缩程度到达了变形槽一33的底部时，垫板又产生了一个静刚度。此静刚度远大于垫板的第一个静刚度。

Claims (10)

1.一种铁轨垫板，包括呈长方形的板体(1)，所述板体(1)底面的左右两边沿处均具有垂直于底面凸起的底边(2)，其特征在于，所述的板体(1)顶面上沿垂直于底边(2)的方向具有若干能吸收振动能量的上吸能单元(3)，所述的板体(1)底面上沿垂直于底边(2)的方向具有若干能吸收振动能量的下吸能单元(4)，沿板体(1)的顶面正投影方向，所述下吸能单元(4)与相邻的两上吸能单元(3)之间的间隙正对。

2.根据权利要求1所述的铁轨垫板，其特征在于，所述的上吸能单元(3)包括若干主吸能柱一(31)和若干副吸能柱一(32)，所述若干主吸能柱一(31)与底边(2)平行设置形成一排主吸能排一，所述的若干副吸能柱一(32)与底边(2)平行设置形成一排副吸能排一，上述主吸能排一与副吸能排一相平行。

3.根据权利要求2所述的铁轨垫板，其特征在于，所述主吸能柱一(31)呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体(1)顶面相联。

4.根据权利要求2所述的铁轨垫板，其特征在于，所述副吸能柱一(32)呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体(1)顶面相联，所述副吸能柱一(32)的顶部具有凹入的变形槽一(33)。

5.根据权利要求2所述的铁轨垫板，其特征在于，所述的下吸能单元(4)包括若干主吸能柱二(41)和若干副吸能柱二(42)，所述若干主吸能柱二(41)与底边(2)平行设置形成一排主吸能排二，所述的若干副吸能柱二(42)与底边(2)平行设置形成一排副吸能排二，上述主吸能排二与副吸能排二相平行。

6.根据权利要求5所述的铁轨垫板，其特征在于，同一个下吸能单元(4)中的主吸能排二的数量为两排，所述副吸能排二的数量为一排且主吸能排二位于同一个下吸能单元(4)的两副吸能排二之间，同一个上吸能单元(3)中的主吸能排一的数量为一排，所述副吸能排一的数量为两排且主吸能排一位于同一个上吸能单元(3)的两副吸能排一之间。

7.根据权利要求5所述的铁轨垫板，其特征在于，所述主吸能柱二(41)呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体(1)顶面相联，所述副吸能柱二(42)呈圆锥台状且其尺寸较大的底部与上述的板体(1)顶面相联，所述副吸能柱二(42)的顶部具有凹入的变形槽二(43)。

8.根据权利要求5所述的铁轨垫板，其特征在于，所述的板体(1)顶面上具有凹入的主吸能腔(5)，上述的主吸能柱一(31)和副吸能柱一(32)均位于吸能腔中且主吸能柱一(31)和副吸能柱一(32)的顶部与主吸能腔(5)端口处相平齐，所述的板体(1)底面上具有凹入的副吸能腔(6)，上述的主吸能柱二(41)和副吸能柱二(42)均位于副吸能腔(6)中且主吸能柱二(41)和副吸能柱二(42)的顶部与副吸能腔(6)端口处相平齐。

9.根据权利要求8所述的铁轨垫板，其特征在于，所述的主吸能腔(5)侧部具有贯穿的主排水孔(51)，所述的副吸能腔(6)侧部具有贯穿的副排水孔(61)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的铁轨垫板，其特征在于，相邻两个上吸能单元(3)和相邻两个下吸能单元(4)之间均具有一条与底边(2)平行设置的加强筋(7)，加强筋(7)与板体(1)为一体式结构。

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