铁路轨道弹条扣件螺旋道钉紧固的防松机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及铁路轨道弹条扣件的紧固机构，属于铁路轨道扣件系统技术领域。
技术背景
[0002]弹条扣件的功能是将钢轨与下部结构(轨枕、垫板)联结固定，从而使轨道形成稳定可靠的整体结构。然而弹条扣件功能的发挥需要通过紧固机构才能实现，为此紧固机构的防松就显得十分重要，紧固机构一旦松动就会直接影响到轨道结构的整体性和稳定性。
[0003]目前各国铁路轨道弹条扣件有螺纹紧固的机构可分为螺栓紧固和螺旋道钉紧固两大类。
[0004]国内螺栓类紧固机构主要有如下四种结构型式:
[0005]型式1:螺栓、平垫圈及普通螺母组合的紧固机构。
[0006]该型紧固机构的防松效果差，在列车运行强烈震动下，螺母会松动，为此需要人工定期复紧；
[0007]型式2:螺栓、限位板及特种防松螺母(双螺母结构)组合的紧固机构。
[0008]该型紧固机构是先用限位板将弹条扣件按规定扭矩拧紧，使弹条位移达到设计弹程，同时为上部特种防松螺母大扭矩施拧提供一个刚性平台，因特种防松螺母需大扭矩紧固才能发挥防松效果。采用该机构需要两种不同规格的扳手，紧固工序复杂，螺母需用特种丝锥加工，成本偏高。紧固时限位板与弹条扣件之间产生强烈的挤压和摩擦，会伤害弹条母材。
[0009]型式3:螺栓及固班螺母组合的紧固机构。
[0010]该型紧固是在螺母下部设有法兰，在法兰底面设有四个椭圆形凹槽，依靠凹槽强行卡入到弹条中肢顶面来阻止螺母松动。该机构的致命缺陷是，在紧固时凹槽会对弹条产生强烈的挤压和摩擦，从而对弹条产生超压并伤害弹条母材。
[0011]型式4:螺栓、波浪型孤面防转垫圈及防松螺母组合的紧固机构。
[0012]波浪型防弧面松紧固机构，已获国家知识产权局实用新型专利授权。实用新型专利由以下两部份组成:
[0013]实用新型专利1、专利号:ZL2011 2 0327440.X授权日:2012.5.30
[0014]名称:一种铁路轨道弹条扣件紧固螺栓的新型防松机构
[0015]实用新型专利2、专利号:ZL2013 2 0128714.1 授权日:2013.10.23。
[0016]名称:铁路轨道弹条扣件紧固螺栓防松机构的无凸棱防转垫圈。
[0017]实用新型专利2是针对上述实用新型专利I技术中带双凸棱的防转垫圈而提出无凸棱防转垫圈的改进方案。
[0018]该防松机构存在以下问题:
[0019]1.防转垫圈底部参数仅按II型弹条扣件为对象而设定，品种单一。为此不完全适用于其它型号的弹条扣件，适用面偏窄。
[0020]2.防转垫圈与防松螺母之间的波浪型弧面的矢度f值，主要由几何关系及尽量增大防松效果的意愿设定。在实用新型专利I中f为0.5?1.0mm，后在实用新型专利2中f改为0.3?1.0_，但数值依旧偏大。在防松螺母抒入过程中，会对弹条扣件中肢形成超压，使弹条扣件最大应力超过1600MPa限值，将导致弹条扣件产生塑性变形。弹条扣件产生塑性变形后，其扣压力会下降，将达不到“铁路轨道设计规范”所规定的不小于7.5KN的规定。
[0021]目前螺旋道钉类的紧固机构，仍采用传统的平垫圈及普通螺旋道钉组合的结构形式，尚无专门的防松措施。为此在列车运行强烈震动下，螺旋道钉会松动，直接影响到轨道结构的整体性和稳定性。
【发明内容】
[0022]本实用新型的目的在于:针对上述螺旋道钉紧固机构存在的不防松问题，提供一种铁路轨道弹条扣件螺旋道钉紧固的防松机构。
[0023]本实用新型采用的技术方案是这样的:该机构由单凸棱垫圈和防松螺旋道钉组成。
[0024]单凸棱垫圈:直径dl、厚度hi及中部圆孔直径d2与同类型弹条扣件传统的平垫圈保持一致；底部中线处设有一个贯通的凸棱，凸棱宽度Cl与垫圈中部圆孔的直径d2相同，凸棱高度h2为3.5?4.5mm,凸棱两侧面与垫圈底面之间设有圆弧，圆弧最大半径rl为6.5mm，与弹条扣件的直径相适应。凸棱底部的前、后部位各设一个圆形凹槽，凹槽直径d3为8?10_，圆形凹槽深度h3为2?4mm，两圆形凹槽中心至垫圈中心之距c2为18?20mm，设置该凹槽在锻压时可使垫圈上顶部弧面波峰充实饱满；单凸棱垫圈顶面按圆周8等分，设有波浪型弧面，弧面的波峰与波谷的矢度f为0.15?0.28mm，波峰与波谷的弧面为对称布置。
[0025]防松螺旋道钉:螺杆直径d4为22?27mm，螺杆长度c3为160?220mm ；螺纹有梯形、矩形及锯齿形三种，螺距c4为6?1mm ;防松螺旋道钉头为六角形，螺旋道钉头底部设有法兰，其直径与单凸棱垫圈相一致，法兰厚度h4为5?6_，法兰底部设有与凸棱垫圈顶面完全一致的波浪型弧面，弧面的波峰与波谷的矢度f为0.15?0.28_，六角头螺旋道钉头的最高度h5为24?27mm。
[0026]说明1.关于单凸棱垫圈底部的形式尺寸的确定:
[0027]单凸棱垫圈的底面为平面，与常规平垫圈功能一致；凸棱宽度与垫圈中部圆孔直径保持一致，即Cl = d2。只要满足以上二项条件，本单凸棱垫圈即可适用于各种型号的弹条扣件。
[0028]说明2.关于波浪型弧面矢度f的取值范围:
[0029]波浪型弧面矢度f的取值，除要满足防松的基本条件外，还必须满足弹条扣件的扣压力和最大应力的必要条件。本实用新型中波浪型弧面的矢度f值是根据轨道结构动力学理论研宄、弹条扣件扣压力及内应力分折、螺母拧入试验、防松检测、试制工艺等多项研宄而选定的，波浪型弧面矢度f的取值范围选定为0.15?0.28_。
[0030]调整后的波浪型弧面矢度，在螺母拧入过程中可防止对弹条扣件中肢产生超压，满足弹条扣件最大应力不超过1600MPa的限值，防止弹条扣件因超压而出现塑性变形。同时弹条扣件对钢轨的扣压力可达到“铁路轨道设计规范”所规定的不小于7.5KN的要求。
[0031]本实用新型的实际效果是:
[0032]1.本实用新型可以保证弹条扣件的扣压力及最大应力均满足有关规定，确保防松机构使用的安全性与可靠性。
[0033]2.本实用新型可复盖轨道结构各种类型的弹条扣件，这将有力推动轨道结构弹条扣件紧固机构的技术升级，进一步提高轨道结构的整体性和稳定性。特别是螺旋道钉紧固机构已被高速铁路轨道大量采用，这对当前实施“一带、一路”铁路先行战略具有重要意义。
[0034]3.免除了因紧固机构松动而需要投入大量维修成本，极大地减轻养路