分离式沉降自动补偿钢枕的制作方法

本实用新型涉及铁路交通设备，尤其是一种分离式沉降自动补偿钢枕。

背景技术：

目前，我国铁路的发展必须以高平稳性、高舒适性、高安全性为前提，因此，必须保证轨下基础的高稳定性。轨下基础沉降对轨下基础稳定性的影响十分显著，线路在运营期间出现局部沉陷、不均匀沉降等问题将会严重影响到行车安全性和旅客舒适性。当列车高速通过时，车辆-轨道相互作用力加剧，导致线路产生不平顺，加快轨道线路状态的恶化，缩短轨道线路的养护维修周期，增加轨道线路的养护维修费用，严重时极有可能威胁行车安全。

铁路线路轨下基础沉降的形成又往往是多个部位共同产生，多种因素共同作用的结果，发生沉降的部位主要位于基床部位、地基部位和道床部位，而影响因素主要有以下几种：①结构因素导致的沉降；②外界自然因素作用引起的沉降；③人为活动引起的沉降；④地下水位引起的区域沉降；⑤过渡段差异导致的不均匀沉降。在引起铁路线路沉降的五种因素中，又以结构因素导致的沉降、外界自然因素导致的沉降和过渡段差异导致的不均匀沉降这三种尤为突出。而沉降病害产生的位置多以地基和基床底部为主。对于地基和基床深层沉降的整治方法主要有局部换填加固法、挤密桩加固法、土工合成材料加固法以及注浆加固法等。

为减小不同线路结构之间线路刚度的突变，需要在无砟轨道与有砟轨道、路基与桥涵、路基与隧道及路堤与路堑的连接处设置过渡段，以实现过渡段范围内线路刚度的渐变过渡。过渡段常用的处理方法有：一、在过渡段较软一侧，增大基床刚度，减小路堤沉降。具体的处理方法有以下几种：①碎石类优质材料填筑法；②加筋土法；③使用力学性能较好的轻型材料，如：EPS，人工气泡混凝土等；④过渡板法；⑤位于软土地区的过渡段，还可以考虑采用轻质材料填筑，如二灰土等其他填料。二、在过渡段较软一侧，增大轨道竖向刚度。具体处理方法有以下几种：①通过调整轨枕长度和轨枕之间的间距来增强轨道竖向刚度；②通过增大轨排刚度来提高轨道刚度；③通过加厚道床厚度来提高轨道刚度。三、在过渡段较硬一侧，减小轨道竖向刚度。具体处理方法有：①通过在轨道线路的的钢轨下垫较软的橡胶垫；②在轨枕下垫高弹性橡胶垫；③增加桥上、隧道内道砟厚度；④加铺道砟垫等来调整轨道竖向刚度。

上述措施方法对于减少线路的沉降和不同线路结构间的刚度变化率具有良好的效果，但不能解决路基不均匀沉降导致两侧钢轨轨面不平顺问题和由不同结构间因刚度差引起的轨面弯折问题，并且缺乏自动性和实时性，整治技术工艺繁琐，耗费大量养护维修的财力和人力，因此具有一定的局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种结构简单，能自动调节的分离式沉降自动补偿钢枕。

本实用新型的分离式沉降自动补偿钢枕，包括钢枕壳体、升降箱，钢轨通过扣件与升降箱连接，其特征在于，升降箱放置在钢枕壳体内腔中，升降箱的底部开有对称排列的三个螺孔，三根螺杆分别通过螺孔与升降箱螺纹连接，每根螺杆的底部均开有轴向凹槽，螺杆底部的轴向凹槽与蜗轮轮毂上端面的凸榫紧密配合，蜗轮轮毂下端面套有轴承并固定于钢枕内表面的凸台中，蜗轮与固定在钢枕壳体内的蜗杆啮合；弹簧盒通过其上的固定孔用螺栓安装于钢枕壳体底部，弹簧盒内置平面涡卷弹簧及圆柱齿轮，平面涡卷弹簧外端固定在弹簧盒内壁上，内端与圆柱齿轮轮毂相连，圆柱齿轮轮毂的另一端套置轴承，并固定在弹簧盒端盖上，弹簧盒与弹簧盒端盖相连；蜗杆的一端套有轴承并置于弹簧盒内部，蜗杆与圆柱齿轮相啮合。

本实用新型的分离式沉降自动补偿钢枕的工作原理是，当列车车轮经过时，车轮对钢轨产生的作用力经由升降箱、螺杆、蜗轮、钢枕外壳传至道床上，此时螺杆底部与蜗轮轮毂上端面的凸榫紧密接触，钢枕与钢轨一起运动；如果道床出现沉降，钢轨将向下产生弹性弯曲变形，当列车车轮离开时，钢轨的弹性变形恢复，产生一个很大的向上弹性力，即钢轨带动升降箱一起向上运动，此时螺杆与升降箱一起抬升，螺杆底部与蜗轮轮毂上端面的凸榫产生分离间隙，随即平面涡卷弹簧释放机械能，带动圆柱齿轮转动，随之蜗杆、蜗轮转动，从而及时带动螺杆转动，使螺杆逐渐从升降板中旋出，直至螺杆底面与涡轮顶面相接，蜗轮轮毂凸榫与螺杆底部凹槽重新咬合在一起，形成新的力学平衡体系，螺杆从升降箱旋出的位移量正好补偿了道床的沉降量。当列车车轮再次经过时，如果道床不产生沉降，则各零件不会产生转动，装置整体高度不变，向下传递的作用力不改变钢枕与道床的相互位置；如果道床产生沉降，则再次重复上述调节过程。当发现钢枕达到正常工作状态下最大补偿量时，经过适当调整，即可完成装置复位，具体复位操作是，首先，打开上弦孔上的橡胶盖，将上弦杆插入孔中，顺时针旋转，完成与上旋器接头的连接；接着，继续顺时针旋转上弦杆，直至升降箱上表面与钢制外壳表面平齐，然后将上弦器向内插入进行锁定，最后，逆时针旋转上弦杆将其取出，盖上橡胶盖，即复位工作完成。

本实用新型的分离式沉降自动补偿钢枕，利用储能型平面涡卷弹簧的机械能释放，带动蜗轮转动，通过蜗轮轮毂凸榫与螺杆底部凹槽的咬合作用以及螺杆的旋转来自动补偿沉降，它具有结构简单，能自动调节等特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中弹簧盒的结构示意图；

图3为图1中升降箱的结构示意图；

1、钢枕壳体，2、上弦器接头，3、弹簧盒，4、圆柱齿轮，5、弹簧盒端盖，6、螺杆，7、限位柱，8、升降箱，9、限位槽，10、蜗轮，11、蜗杆，12、平面涡卷弹簧，13、上弦孔，14、固定孔，15、轨道安装孔。

具体实施方式

一种分离式沉降自动补偿钢枕，包括钢枕壳体1、升降箱8，钢轨通过扣件与升降箱8连接，其特征在于，升降箱8放置在钢枕壳体1内腔中，升降箱8的底部开有对称排列的三个螺孔，三根螺杆6分别通过螺孔与升降箱8螺纹连接，每根螺杆6的底部均开有轴向凹槽，螺杆6底部的轴向凹槽与蜗轮10轮毂上端面的凸榫紧密配合，蜗轮10轮毂下端面套有轴承并固定于钢枕内表面的凸台中，蜗轮10与固定在钢枕壳体1内的蜗杆11啮合；弹簧盒3通过其上的固定孔14用螺栓安装于钢枕壳体1底部，弹簧盒3内置平面涡卷弹簧12及圆柱齿轮4，平面涡卷弹簧12外端固定在弹簧盒3内壁上，内端与圆柱齿轮4轮毂相连，圆柱齿轮4轮毂的另一端套置轴承，并固定在弹簧盒端盖5上，弹簧盒3与弹簧盒端盖5相连；蜗杆11的一端套有轴承并置于弹簧盒3内部，蜗杆11与圆柱齿轮4相啮合。升降箱8侧面上开有限位槽9，限位槽9套在钢枕壳体1上的限位柱7上。