一种钢轨减振扣件上垫板的横向平移和翻转约束装置的制作方法

本实用新型属于城市轨道交通零部件技术领域，涉及城市轨道交通中高等级减振扣件，具体涉及一种钢轨减振扣件上垫板的横向平移和翻转约束装置。

背景技术：

城市轨道交通在给人们出行带来方便的同时，轮轨耦合振动也给周边建筑和居民带来了振动与噪声污染问题。这时，在轨道上使用减振扣件是减缓周边环境振动的一个有效措施。

在结构形式上，钢轨减振扣件一般是由上垫板、下垫板、隔振材料、螺栓弹条等紧固和限位件所组成。其中，下垫板紧固在轨枕上；隔振材料一般处于上下垫板之间，是实现隔振的主要元件；上垫板一般处于浮置状态，与钢轨相连并随钢轨一同振动。

决定扣件隔振能力的主要因素是扣件的竖向刚度，一般竖向刚度越低，隔振效果越好。这时，上垫板上下振动的位移也就越大。

列车运行时，除了会给上垫板一个竖向载荷外，还会给上垫板一个横向载荷和一个翻转力矩。这两个力都会增加轨头的横向位移量，该位移量是需严格控制的，否则易发生列车脱轨事故。

因此，如何“让上垫板能具有较大的上下振动位移量，而在横向位移和翻转角上尽量地小”就成为减振扣件设计中最为关键的设计目标之一。对于普通扣件或者隔振能力弱的减振扣件，由于竖向位移量小，只需弹条、挡肩、螺栓等基本结构形式就能二者兼顾。但对于高等级减振扣件，由于竖向振动位移量较大，如何二者兼顾就变成了难题，至今仍是人们研究的重点和难点。

当前已有的高等级减振扣件虽然产品名称很多，但种类却很少，最具代表性的种类包括德国的科隆蛋减振扣件和英国的先锋扣件等。其中先锋扣件没有上下垫板结构形式，采用了独特的轨腰支撑的方式巧妙地实现了二者兼顾的问题；科隆蛋减振扣件，利用硫化工艺将一圈橡胶与上下垫板紧密地联结在一起，通过橡胶倾斜角度、材料厚度设计和材质选取等方法也在二者兼顾方面找到了一个折中点。这两种扣件是目前国际上公认的极具代表性的两种高等级减振扣件，目前已延伸出多种型号或名称，但它们仍存在许多问题，例如先锋扣件现场安装比较麻烦，科隆蛋在养护维修时需要整体更换，等等。为此，如何提出一些新的结构形式和方案同时实现“让上垫板能具有较大的上下振动位移量，而在横向位移和翻转角上尽量地小”仍是目前扣件领域的一项主要研究内容。

技术实现要素：

本实用新型解决了上述现有技术的不足，提供一种钢轨减振扣件上垫板的横向平移和翻转约束装置，其结构设计合理，在严格限制上垫板的横向位移和翻转位移的同时，并不妨碍上垫板竖直方向的大幅振动，既让钢轨扣件具有良好的隔振性能，又能保障行车安全性。

实用新型所采用的技术方案是：一种钢轨减振扣件上垫板的横向平移和翻转约束装置，所述约束装置具有上垫板、下垫板、高弹性缓冲板及低摩擦系数耐磨板，所述下垫板具有U型空腔，所述下垫板通过其U型空腔两外侧壁向其中心顺次夹持高弹性缓冲板、低摩擦系数耐磨板及上垫板。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述下垫板与高弹性缓冲板间的空腔中夹持有低刚度隔振垫。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述上垫板为凹形或侧放的工字形，且其两端内侧壁为滑动摩擦工作面。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述下垫板内侧壁上设有第一销钉孔。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述高弹性缓冲板上设置有与第一销钉孔对应的第二销钉孔。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述低摩擦系数耐磨板具有平板及与平板一体成型的圆柱销钉。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述低摩擦系数耐磨板的圆柱销钉顺次插入第二销钉孔与第一销钉孔将低摩擦系数耐磨板、高弹性缓冲板及下垫板连接于一体。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述低摩擦系数耐磨板、高弹性缓冲板及下垫板相互间的接触面通过粘接剂粘接于一体或自然紧靠于一体。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述上垫板、高弹性缓冲板及低摩擦系数耐磨板的纵向截面相同。

在本实用新型一种较佳实施例中，所述第一销钉孔为圆形通孔或圆形盲孔。相较于现有技术，本实用新型具有的有益效果：其结构设计合理，在严格限制上垫板的横向位移和翻转位移的同时，并不妨碍上垫板竖直方向的大幅振动，既让钢轨扣件具有良好的隔振性能，又能保障行车安全性。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型正面剖视图；

图3是本实用新型高弹性缓冲板平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种钢轨减振扣件上垫板的侧向位移约束装置，结构如图1、图2所示，所述约束装置具有上垫板1、下垫板2、高弹性缓冲板3及低摩擦系数耐磨板4，所述下垫板2具有U型空腔，所述下垫板2通过其U型空腔外侧壁向其中心顺次夹持高弹性缓冲板3、低摩擦系数耐磨板4及上垫板1。

在本实施例中，所述下垫板2与高弹性缓冲板3间的空腔中夹持有低刚度隔振垫5。

所述上垫板1为凹形或侧放的工字形，其材质可以为铸铁，也可以为高强度的非金属材料，例如尼龙材料等。且其两端内侧壁为光滑而平整的滑动摩擦工作面11。

所述下垫板2为凹形，其两内侧壁上设有第一销钉孔21。下垫板2的材质可以为铸铁，也可以为高强度的非金属材料，例如尼龙材料等。第一销钉孔21与圆柱销钉42的位置对应，第一销钉孔21可以是圆形通孔，也可以是圆形盲孔，其孔径可按照公差配合关系略微大于圆柱销钉42直径。

如图3所示，所述高弹性缓冲板3上设置有与第一销钉孔21对应的第二销钉孔31。高弹性缓冲板3的材质为刚度较大的弹性材料，例如热塑性弹性材料等。其厚度为3mm～15mm，长和宽与相配合的低摩擦系数耐磨板4中的平板41一致。第二销钉孔31与圆柱销钉42位置对应，为让圆柱销钉42插入后不松，考虑到高弹性缓冲板3自身具有的弹性和延伸率，其第二销钉孔31的孔径略小于圆柱销钉42的直径。

所述低摩擦系数耐磨板4具有平板41及与平板41一体成型的圆柱销钉42。圆柱销钉为2～4个，其中圆柱销钉42与平板41是一体结构，低摩擦系数耐磨板4为耐磨、硬质、摩擦系数低的非金属材料，例如聚甲醛材料等。平板41为长方体，其厚度为5mm～20mm，长和宽与相配合的上垫板1侧面一致。圆柱销钉42的直径为10mm～30mm，长度不小于20mm。

所述低摩擦系数耐磨板4的圆柱销钉42顺次插入第二销钉孔31与第一销钉孔21将低摩擦系数耐磨板4、高弹性缓冲板3及下垫板2连接于一体。即将低摩擦系数耐磨板4上的圆柱销钉42插入高弹性缓冲板3的第二销钉孔31中，之后再从下垫板2内侧壁插入对应第一销钉孔21中。三者之间相互配合的接触面既可以用粘接剂粘接在一起，也可以不做额外处理而自然紧靠在一起。

所述上垫板1、高弹性缓冲板3及低摩擦系数耐磨板4的纵向截面相同。

将两套低摩擦系数耐磨板4和高弹性缓冲板3组装到下垫板2的两个内侧壁后，两个低摩擦系数耐磨板4的间距略小于上垫板1的侧壁宽度。施加压力将上垫板1压入其中，利用高弹性缓冲板3的挤压变形和回复力让上垫板1、下垫板2、高弹性缓冲板3和低摩擦系数耐磨板4相互之间紧密靠在一起。

本实用新型提供的一种钢轨减振扣件上垫板的横向平移和翻转约束装置，其结构设计合理，在严格限制上垫板的横向位移和翻转位移的同时，并不妨碍上垫板竖直方向的大幅振动，既让钢轨扣件具有良好的隔振性能，又能保障行车安全性。

上述实施例，只是本实用新型的较佳实施例，并非用来限制本实用新型的实施范围，故凡以本实用新型权利要求所述内容所做的等同变化，均应包括在本实用新型权利要求范围之内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。