一种铁路弹条防转垫圈、防松螺母以及防松装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种铁路轨道紧固件，具体公开了一种铁路弹条防转垫圈，其上端面由平行投影为圆环状的平面区域和第一状波浪型弧面区域构成。还公开了一种铁路弹条防松螺母，其下表面设置有与前述铁路弹条防转垫圈的第一波浪型弧面区域相同的第二波浪型弧面区域。还公开了一种铁路弹条防松装置，包括前述的铁路弹条防转垫圈，以及前述的铁路弹条防松螺母。本发明的铁路弹条防转垫圈、防松螺母以及防松装置具有结构合理、生产工艺简单、成本低、防松效果好的优点。
【专利说明】
一种铁路弹条防转垫圈、防松螺母以及防松装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种铁路轨道紧固件，特别涉及一种铁路弹条防转垫圈、防松螺母以及防松装置。
【背景技术】
[0002]弹条扣件的功能是将钢轨与下部结构(垫层、垫板)联结固定，从而使轨道形成可靠的整体结构。但弹条扣件功能的发挥需要通过紧固螺栓才能实现，因此紧固螺栓的防松就显得十分重要，一旦松动，就会影响到轨道结构的整体性和稳定性。
[0003]目前用于弹条扣件的紧固机构主要有平垫圈+普通螺帽、限位板+特种防松螺母、固班螺母三种。但是以上三种紧固机构都存在着缺陷，如下:
[0004]I)平垫圈+普通螺帽，存在着防松效果差，需要人工定期复紧的问题；
[0005]2)限位板+特种防松螺母，存在着需要两种规格的扳手不便于操作;螺纹需要专用丝锥加工，批量生产困难且成本高;限位板与铁路弹条有强烈摩擦，影响弹条使用寿命等问题；
[0006]3)固班螺母，固班螺母下部连接有法兰盘，在法兰盘底部设有四个椭圆形凹槽，依靠凹槽卡住弹条。该种方式存在着螺母的紧固过程中，凹槽凸棱与弹条顶部之间会出现强烈的挤压和摩擦，从而对弹条顶部和表面涂层造成伤害，同时，弹条超压情况也比较严重。
[0007]发明专利“一种铁路轨道弹条扣件紧固螺栓的新型防松机构”(申请号:201120327440.X)公开了一种具有波浪型弧面的防转垫圈和一种具有波浪型弧面的防松螺母，两者配合使用有效解决了上述问题，但是该具有波浪型弧面的防转垫圈的凸棱设计还是会对铁路弹条造成一定的损伤。发明专利“铁路轨道弹条扣件紧固螺栓防松机构的无凸棱防转垫圈”(申请号:201320128714.1)对“一种铁路轨道弹条扣件紧固螺栓的新型防松机构”的具有波浪型弧面的防转垫圈防转垫圈进行了改良，去除了凸棱结构，将其对铁路弹条的损伤降到了最低。
[0008]通过两个发明的技术创新改进，有效解决了现有紧固机构的缺陷，但是目前为了实现批量生产，提高生产效率，降低生产成本，防转垫圈以及防松螺母都是通过冷镦工艺或热镦工艺加工成型，而防转垫圈以及防松螺母的部分结构设计不合理，导致生产效率降低、残品率尚，且对加工设备能力要求$父尚，具体如下:
[0009]I)现有技术的防转垫圈上表面均为波浪型弧面，在冷镦或热镦成型完毕后，垫圈边缘会有毛边等凸起缺陷，使其与防松螺母的波浪型弧面无法有效配合，需要再次进行车削等机加工处理。
[0010]2)现有技术的防松螺母采用标准螺母下方增加波浪型弧面法兰结构，在实际生产中，该法兰结构加工难度很大，极易出现残品。
【发明内容】
[0011]为了解决现有技术中防转垫圈加工难度大的问题，本发明提供了一种铁路弹条防转垫圈，为金属圆片结构，中心开设有圆形通孔，其改进之处在于:所述铁路弹条防转垫圈下端面沿直径方向对称设置有两个凹槽;所述铁路弹条防转垫圈上端面由平行投影为与所述圆形通孔同心的圆环状的平面区域和第一波浪型弧面区域构成，所述平面区域位于所述上端面外侧，所述第一波浪型弧面区域位于所述圆形通孔与所述平面区域之间；所述第一波浪型弧面区域的第一波峰与第一波谷的数量相同，且均为偶数个，所述第一波谷所处高度与所述平面区域所处高度相同;所述凹槽的最深处位置与所述第一波浪型弧面区域的第一波峰位置对应。
[0012]进一步的，所述铁路弹条防转垫圈的外圆直径为50-54mm，厚度为10-20mm;所述平面区域的内圆直径为45_50mm，所述圆形通孔的直径为23_25mm。
[0013]进一步的，所述第一波浪型弧面区域按圆周六等分设置，等分线位于所述第一波峰或者所述第一波谷位置;所述第一波峰与第一波谷之间的矢高为0.3-1.0mm。
[0014]本发明的铁路弹条防转垫圈，具有以下有益效果:
[0015]1、在铁路弹条防转垫圈上端面外侧设置圆环形平面区域，有效避免了冷镦加工或热镦加工时波浪型弧面边缘产生毛刺等凸起缺陷的问题。
[0016]2、确定了凹槽的最深处位置与所述第一波浪型弧面区域的第一波峰位置对应的位置关系，增加了铁路弹条防转垫圈的整体强度。
[0017]3、增加了垫圈的厚度，延长了其使用寿命。
[0018]为了解决上述问题，本发明还提供了一种铁路弹条防松螺母，包括螺母本体以及设置在螺母本体中心位置的螺纹孔，其改进点在于:所述螺母本体的下表面设置有与前述铁路弹条防转垫圈的第一波浪型弧面区域相同的第二波浪型弧面区域。
[0019]进一步的，所述螺母本体的外形结构尺寸与公制六角螺母的外形结构尺寸相同，所述螺纹孔的螺纹为普通公制螺纹，其中所述螺母本体的外形结构尺寸所对应的公制六角螺母的公称直径大于所述螺纹孔的螺纹的公称直径。
[0020]进一步的，所述螺母本体的外形结构尺寸与M27的公制六角螺母的外形结构尺寸相同，所述螺纹孔的螺纹为M24X3的普通公制螺纹。
[0021]进一步的，所述第二波浪型弧面区域按圆周六等分设置，等分线位于所述第二波浪型弧面区域的第二波峰或者第二波谷位置;所述第二波峰与第二波谷之间的矢高为0.3-1.0mm;所述第二波峰分别与所述螺母本体的六个角相对，所述第二波谷分别与所述螺母本体的六条边线相对。
[0022]进一步的，所述铁路弹条防松螺母顶部还设置有帽型罩。
[0023]本发明的铁路弹条防松螺母，具有以下有益效果:
[0024]1、去除了现有技术中的法兰盘结构，便于防松螺母冷镦或热镦加工生产。
[0025]2、防松螺母的外形尺寸及螺纹都根据标准件尺寸制作，便于生产加工以及实际使用。
[0026]3、防松螺母外形尺寸对应标准件的公称直径大于螺纹的公称直径，在保证螺纹配合的情况下，增大了螺母下表面波浪型弧面的面积，使其能够和防转垫圈进行有效配合。
[0027]为了解决上述问题，本发明还提供了一种铁路弹条防松装置，包括前述的铁路弹条防转垫圈，以及前述的铁路弹条防松螺母，其中:所述铁路弹条防转垫圈穿过紧固螺栓，其下端面的两个凹槽分别卡入铁路弹条的中肢弧形顶部;所述铁路弹条防松螺母旋入所述紧固螺栓，其下表面的第二波浪型弧面区域与所述铁路弹条防转垫圈上端面的第一波浪型弧面区域配合锁紧。
[0028]进一步的，所述第二波浪型弧面区域的第二波峰与所述第一波浪型弧面区域的第一波谷重合，所述第二波浪型弧面区域的第二波谷与所述第一波浪型弧面区域的第一波峰重合。
[0029]本发明的铁路弹条防松装置，具有以下有益效果:
[0030]1、通过使用改进结构的防转垫圈及防松螺母，整套装置对铁路弹条的防松效果更好。
[0031]2、改进结构的防转垫圈及防松螺母因结构的改进，两者的生产成本都相应的降低，进而使本发明的铁路弹条防松装置的整体成本得到有效降低。
【附图说明】
[0032]为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0033]图1为本发明实施例的铁路弹条防转垫圈的俯视图；
[0034]图2为本发明实施例的铁路弹条防转垫圈的仰视图；
[0035]图3为本发明实施例的铁路弹条防转垫圈的正视剖视图；
[0036]图4为本发明实施例的铁路弹条防转垫圈的左视图；
[0037]图5为本发明实施例的铁路弹条防转垫圈的波浪型弧面区域外围波浪纹线展开图；
[0038]图6为本发明实施例一的铁路弹条防松螺母的正视图；
[0039]图7为本发明实施例二的铁路弹条防松螺母的正视图；
[0040]图8为本发明实施例的铁路弹条防松螺母的仰视图；
[0041]图9为本发明实施例的铁路弹条防松螺母的波浪型弧面区域外围波浪纹线展开图；
[0042]图10为本发明实施例的铁路弹条防松装置的装配使用图；
[0043]图中:10-铁路弹条防转垫圈，101-圆形通孔，102-凹槽，103-平面区域，104-第一波浪型弧面区域，1041-第一波峰，1042-第一波谷，20-铁路弹条防松螺母，201-螺母本体，202-第二波浪型弧面区域，203-螺纹孔，204-帽型罩，2021-第二波峰，2022-第二波谷，30-铁路弹条，40-紧固螺栓，50-铁路轨道。
【具体实施方式】
[0044]下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
[0045]如图1至图5所示，本发明实施例的铁路弹条防转垫圈10，为金属圆片结构，中心开设有圆形通孔101，铁路弹条防转垫圈10下端面沿直径方向对称设置有两个凹槽102;铁路弹条防转垫圈上端面由平行投影为与所述圆形通孔101同心的圆环状平面区域103和圆环状第一波浪型弧面区域104构成，所述平面区域103位于所述上端面外侧，所述第一波浪型弧面区域104位于所述圆形通孔101与所述平面区域103之间；所述第一波浪型弧面区域104的第一波峰1041 (图1中标号A、B、C、D、E、F所对应虚线位置)与第一波谷1042(图1中标号1、
2、3、4、5、6所对应虚线位置)的数量相同，且均为偶数个，所述第一波谷1042所处高度与所述平面区域103所处高度相同；所述凹槽102的最深处位置与所述第一波浪型弧面区域104的第一波峰1041位置对应。
[0046]结合冷镦及热镦工艺对上面实施例的有益效果进行说明:
[0047]紧固件成型工艺中，冷镦技术是一种主要的加工工艺。冷镦属于金属压力加工范畴。在生产中，在常温状态下，对金属施加外力，使金属在预定的模具内成型，这种方法叫冷镦。
[0048]热镦与冷镦的区别在于，金属在预定的模具内成型前，需要加热到一定的温度。
[0049]本实施例的铁路弹条防转垫圈尤其适合进行冷镦或热镦加工，不仅有较高的生产效率，而且生产的垫圈机械性能好。在实际生产和使用中，对此类防转垫圈的波浪型弧面区域的要求非常高，弧面必须光滑无毛刺等凸起。但是因为现有的此类防转垫圈的上端面全部为波浪型弧面的设计，冷镦或热镦加工完毕后，波浪型弧面的边缘很容易存在毛刺等凸起缺陷，导致残品率很高，为解决这一问题，通常是冷镦或热镦加工完毕后再进行车削加工，导致生产效率降低，生产成本提高。
[0050]本实施例通过在铁路弹条防转垫圈10上端面的外侧设置第一平面区域103，同时第一平面区域103的高度与第一波浪型弧面区域104的第一波谷1042相同，有效的保证了第一波浪型弧面区域104的表面质量，且就算第一平面区域103上有部分凸起缺陷也不会影响波浪型弧面之间的配合，实现了冷镦或热镦工艺一次成型的技术方案。
[0051]具体的，本实施例的凹槽102的尺寸及具体位置与发明专利“铁路轨道弹条扣件紧固螺栓防松机构的无凸棱防转垫圈”(申请号:201320128714.1)中记载的“拱形凹槽”相同，本发明不再做具体描述。
[0052]本实施例中，凹槽102为拱形凹槽，其最深的位置与第一波峰1041相对应，此设计可以保证铁路弹条防转垫圈10最薄处的厚度不至于过薄，进而保证铁路弹条防转垫圈10的整体强度.
[0053]本发明的一些实施例中，铁路弹条防转垫圈10的外圆直径dl为50-54mm，优选52mm;厚度h为10-20mm，优选15mm;所述平面区域103的内圆直径d2为45-50mm，优选48mm;所述圆形通孔101的直径d3为23_25mm，优选24mm。
[0054]本发明的一些实施例中，所述第一波浪型弧面区域104按圆周六等分设置，等分线位于所述第一波峰1041或者所述第一波谷1042位置;所述第一波峰1041与第一波谷1042之间的矢高为0.3-1.0mm，优选0.35mm。
[0055]本实施例中，第一波浪型弧面区域104按圆周六等分设置，相对于四等分设置，在不过多增加生产难度的基础上，进一步的增加了防松效果。
[0056]如图6、图8、图9所示，本发明实施例的铁路弹条防松螺母20，包括螺母本体201，以及设置在螺母本体201中心位置的螺纹孔203，螺母本体201的下表面设置有与第一波浪型弧面区域104相同的第二波浪型弧面区域202。
[0057]现有技术中，防松螺母的结构是在标准件螺母的下方增加法兰盘结构，之后在法兰盘结构的下表面设置波浪型弧面，此时防松螺母整体是一种台阶结构的零件，在冷镦或热镦加工中工艺难度比较大，且需要大压力的冷镦机或热镦机才能够满足需求，同时因为法兰盘厚度比较薄，工艺难度进一步的加大。本实施例改进了法兰盘的结构，直接在螺母本体201的下表面设置第二波浪型弧面区域202，既保留了波浪型弧面的防松结构又使铁路弹条防松螺母20的外形结构得到合理简化，整体为无台阶的棱柱体结构，降低了其冷镦或热镦生产的工艺难度，提高了成品率。
[0058]本发明的一些实施例中，螺母本体201的外形结构尺寸与公制六角螺母的外形结构尺寸相同，螺纹孔203的螺纹为普通公制螺纹，其中螺母本体201的外形结构尺寸所对应的公制六角螺母的公称直径大于螺纹孔203的螺纹的公称直径。
[0059]本实施例中，螺母本体201和螺纹孔203都采用标准件的尺寸设计，保证使用通用性及生产通用性，即使用标准扳手等工具即可紧固操作，使用标准丝锥等刀具即可加工生产。
[0060]现有技术中，铁路轨道用的紧固螺栓一般公称直径相对较小，该公称直径的标准螺母外形尺寸也比较小，而防转垫片为了保证防转效果，外径相对较大，那么防转螺母下表面设置的波浪型弧面就无法正常的与防转垫片的波浪型弧面配合使用。本实施例螺母本体201的公称直径大于螺纹孔203公称直径的设计有效解决了上述问题。在实际生产中，根据铁路弹条防转垫片10的外径合理选择螺母本体201的公称直径即可。
[0061 ]本发明的一些实施例中，螺母本体201的外形结构尺寸与M27的公制六角螺母的外形结构尺寸相同，所述螺纹孔203的螺纹为M24X3的普通公制螺纹。
[0062]本发明的一些实施例中，第二波浪型弧面区域202按圆周六等分设置，等分线位于第二波浪型弧面区域202的第二波峰2021(图8中标号A'、B'、C'、D'、E'、F'所对应虚线位置)或者第二波谷2022(图8中标号IW、5\6'所对应虚线位置)位置;第二波峰2021与第二波谷2022之间的矢高f为0.3-1.0mm;第二波峰2021分别与螺母本体201的六个角相对，第二波谷2022分别与螺母本体201的六条边线相对。
[0063]本实施例中第二波峰2021分别与螺母本体201的六个角相对，第二波谷2022分别与螺母本体201的六条边线相对的设计，可以起到标识作用，通过观察螺母本体201的边线或角即可知道第二波浪型弧面区域202的第二波峰2021和第二波谷2022处在什么位置。
[0064]如图7所示，本发明的一些实施例中，铁路弹条防松螺母20顶部还设置有帽型罩204。带有帽型罩204的铁路弹条防松螺母20用于铁路线路的道岔位置;不带帽型罩204的铁路弹条防松螺母20用于铁路普通线路位置。
[0065]如图10所示，本发明实施例的铁路弹条防松装置，包括铁路弹条防转垫圈10，以及铁路弹条防松螺母20，其中铁路弹条防转垫圈10穿过紧固螺栓40，其下端面的两个凹槽分别卡入铁路弹条30的中肢301的弧形顶部;铁路弹条防松螺母20旋入所述紧固螺栓40，其下表面的第二波浪型弧面区域与所述铁路弹条防转垫圈上端面的第一波浪型弧面区域配合锁紧。
[0066]具体的，本实施例中，铁路轨道50摆放到位后，将紧固螺栓40安装到与铁路轨道50配合的基板上，之后将铁路弹条30的中肢穿入紧固螺栓并就位，使铁路弹条30的压脚压在铁路轨道50上，之后将铁路弹条防转垫圈10从紧固螺栓40上部套入，将底部的凹槽102卡入铁路弹条30的中肢301的弧形顶部，并紧密接触;之后将铁路弹条防松螺母20的第二波浪型弧面区域202涂以中性油脂再拧入紧固螺栓40。在紧固过程中，第二波浪型弧面区域202与第一波浪型弧面区域104相对旋转，即由波峰与波谷相对旋转至波峰与波峰相对，之后再旋转至波峰与波谷相对，循环重复上述步骤，直至铁路弹条30的中肢301下压到设计量程。此时第一波浪型弧面区域104的第一波峰1041与第二波浪型弧面区域202的第二波谷2022相对，第一波浪型弧面区域104的第一波谷1042与第二波浪型弧面区域202的第二波峰2021相对。
[0067]以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
【主权项】
1.一种铁路弹条防转垫圈，为金属圆片结构，中心开设有圆形通孔，其特征在于: 所述铁路弹条防转垫圈下端面沿直径方向对称设置有两个凹槽； 所述铁路弹条防转垫圈上端面由平行投影为与所述圆形通孔同心的圆环状的平面区域和第一波浪型弧面区域构成，所述平面区域位于所述上端面外侧，所述第一波浪型弧面区域位于所述圆形通孔与所述平面区域之间； 所述第一波浪型弧面区域的第一波峰与第一波谷的数量相同，且均为偶数个，所述第一波谷所处高度与所述平面区域所处高度相同； 所述凹槽的最深处位置与所述第一波浪型弧面区域的第一波峰位置对应。2.根据权利要求1所述的铁路弹条防转垫圈，其特征在于，所述铁路弹条防转垫圈的外圆直径为50-54mm，厚度为10_20mm ；所述平面区域的内圆直径为45_50mm，所述圆形通孔的直径为23-25mm。3.根据权利要求1所述的铁路弹条防转垫圈，其特征在于，所述第一波浪型弧面区域按圆周六等分设置，等分线位于所述第一波峰或者所述第一波谷位置;所述第一波峰与第一波谷之间的矢高为0.3-1.0mm。4.一种铁路弹条防松螺母，包括螺母本体以及设置在螺母本体中心位置的螺纹孔，其特征在于，所述螺母本体的下表面设置有与权利要求1-3任一项中所述的第一波浪型弧面相同的第二波浪型弧面。5.根据权利要求4所述的铁路弹条防松螺母，其特征在于，所述螺母本体的外形结构尺寸与公制六角螺母的外形结构尺寸相同，所述螺纹孔的螺纹为普通公制螺纹，其中: 所述螺母本体的外形结构尺寸所对应的公制六角螺母的公称直径大于所述螺纹孔的螺纹的公称直径。6.根据权利要求5所述的铁路弹条防松螺母，其特征在于，所述螺母本体的外形结构尺寸与M27的公制六角螺母的外形结构尺寸相同，所述螺纹孔的螺纹为M24 X 3的普通公制螺纹。7.根据权利要求4-6任一项所述的铁路弹条防松螺母，其特征在于，所述第二波浪型弧面区域按圆周六等分设置，等分线位于所述第二波浪型弧面区域的第二波峰或者第二波谷位置;所述第二波峰与第二波谷之间的矢高为0.3-1.0mm;所述第二波峰分别与所述螺母本体的六个角相对，所述第二波谷分别与所述螺母本体的六条边线相对。8.根据权利要求7所述的铁路弹条防松螺母，其特征在于，所述铁路弹条防松螺母顶部还设置有帽型罩。9.一种铁路弹条防松装置，其特征在于，包括如权利要求1-3任一项所述的铁路弹条防转垫圈，以及如权利要求4-8任一项所述的铁路弹条防松螺母，其中: 所述铁路弹条防转垫圈穿过紧固螺栓，其下端面的两个凹槽分别卡入铁路弹条的中肢弧形顶部； 所述铁路弹条防松螺母旋入所述紧固螺栓，其下表面的第二波浪型弧面区域与所述铁路弹条防转垫圈上端面的第一波浪型弧面区域配合锁紧。10.根据权利要求9所述的铁路弹条防松装置，其特征在于，所述第二波浪型弧面区域的第二波峰与所述第一波浪型弧面区域的第一波谷重合，所述第二波浪型弧面区域的第二波谷与所述第一波浪型弧面区域的第一波峰重合。
【文档编号】E01B9/48GK106087609SQ201610618651
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月1日 公开号201610618651.6, CN 106087609 A, CN 106087609A, CN 201610618651, CN-A-106087609, CN106087609 A, CN106087609A, CN201610618651, CN201610618651.6
【发明人】王庆国, 赵景新, 彭飞
【申请人】唐山市华运铁路交通器材有限公司