一种复合材料轨枕及其制造方法
【专利摘要】公开了一种复合材料轨枕及其制造方法。轨枕包括沿着纵向方向延伸的基础型材，基础型材具有沿着纵向方向贯通的腔体。基础型材是纤维增强树脂基复合材料，纤维增强树脂基复合材料包括树脂和纤维增强材料，纤维增强材料包括纤维毡和纤维纱，并且纤维毡在基础型材中绕腔体铺层，纤维纱包括多根，沿着纵向方向分布在纤维毡附近。并且，纤维毡在基础型材中铺设成一个单元的纤维毡或从基础型材的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括多块纤维毡，多块纤维毡铺设成包绕腔体。
【专利说明】一种复合材料轨枕及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料领域，尤其适用于铁路线路中支撑钢轨的复合材料轨枕。
【背景技术】
[0002]轨枕是现在铁路交通运输领域中不可缺少的材料。其作用是承垫于钢轨之下，通过相互连接零件保持两股或多股钢轨之间的轨距、水平、高低和方向等几何形位，以及使钢轨所承受的各种载荷平均分布于道床基础上。因此轨枕必须具有坚固性、耐久性和弹性。
[0003]在铁路建设工程中所使用的轨枕有:木质枕木、钢筋混凝土枕木和钢质枕木等。
[0004]公知的木质枕轨由于具有弹性好、易于加工、使用方便等优点，在桥梁、道岔等特殊地段上得到广泛使用。但由于取材的原因，木枕的强度和耐久性不够均匀，会加大轮轨动力作用，使得木枕的使用寿命短。在露天条件下受环境和气候的影响，使木枕容易老化、腐朽及劈裂等，在施工过程中木枕防腐层一旦破坏，这种老化腐朽现象会明显加剧。在长期列车载荷的冲击和碾压下，易造成木枕机械磨损，缩短使用寿命，并引起弹性不一致。木枕上的道钉孔会因使用日久而松弛，持钉能力下降，造成行车安全隐患。另外，优质木材资源比较缺乏，木材原材料供应量日益减小，也越来越不符合环保和生态保护要求。
[0005]钢筋混凝土轨枕也属常用的轨枕，其克服了木制轨枕使用寿命短的缺陷，具有寿命长、稳定性好的特点，但是由于该类型轨枕硬度大，所以其弹性较差，消音减震效果也差，使用一段时间后容易出现裂纹的问题，影响铁路的安全运营。钢筋混凝土轨枕较之木制轨枕其重很大，体积笨重，使得其铺设、养护维修以及运输都很不方便。
[0006]钢制轨枕的制造成本很高，不能被广泛应用。铺设后与列车之间发生摩擦的噪音很大。
[0007]此外由于混凝土轨枕和钢制轨枕自身的绝缘性比较差，因此钢筋混凝土和钢制轨枕在使用过程中还需进行二次绝缘，特别是在电气化线路中，绝缘性要求更高。另外，在制备原材料水泥和钢筋过程中会排放大量的co2，据报道，制备水泥和钢筋过程中排放的CO2量分别为木轨枕的10倍和200倍，造成环境污染，不符合环保、低碳的要求。
【发明内容】
[0008]为了克服现有技术的轨枕的上述不足，本发明提供了一种复合材料轨枕，所述轨枕包括沿着纵向方向延伸的基础型材，所述基础型材具有沿着所述纵向方向贯通的腔体。所述基础型材是纤维增强树脂基复合材料，所述纤维增强树脂基复合材料包括树脂和纤维增强材料，所述纤维增强材料包括纤维毡和纤维纱，并且所述纤维毡在所述基础型材中绕所述腔体铺层，所述纤维纱包括多根，沿着所述纵向方向分布在所述纤维毡附近。并且，所述纤维毡在所述基础型材中铺设成一个单元的纤维毡或从所述基础型材的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括多块纤维毡，所述多块纤维毡铺设成包绕所述腔体。
[0009]本发明还提供了一种制造上述复合材料轨枕的方法，其包括以下步骤:(I)提供适当数量的纤维增强材料和树脂，所述纤维增强材料包括纤维纱、纤维毡，将所述增强材料分为多组；(2)导向:通过导向装置将所述纤维增强材料的一组按预定图案排列成层状结构，并以预定速度引导至盛装有树脂的浸渍设备；(3)浸渍:将按预定图案排列的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度通过所述盛装有树脂的浸渍设备；(4)预成型:使得浸渍过树脂的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度牵引进入预成型设备的型腔中，使浸渍了树脂的纤维增强材料除去多余的树脂，排除气泡，并使其形状接近于成型模具的进口形状；(5)对所述多组纤维增强材料的其它组重复上述步骤(2)-(4)，使得所述多组纤维毡在所述基础型材中铺设成从所述基础型材的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括铺设成包绕所述腔体的多块纤维毡；(6)成型固化:将浸渍过树脂的纤维增强材料经过预成型设备的型腔以预定的速度牵引进入成型模具，通过成型模具模内固化得到轨枕所需的基础型材的结构，并通过成型模具对所述纤维增强材料加热；(7)切割:将所述基础型材的结构切割成具有所需长度的基础型材。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0011]1、芯部具有填充材料体的复合材料轨枕主要生产工艺为拉挤工艺，此生产效率高，原材料浪费少，整体性和截面形状一致性好，型材长度不受限制。
[0012]2、自重轻、强度高，重量仅为钢材的1/3-1/4。
[0013]3、可设计性高:根据轨枕所要求承受的负荷，设计制造不同厚度、截面、形状、尺寸及不同强度的轨枕。
[0014]4、耐腐蚀性好:轨枕耐腐蚀，无须定期维护保养，造成环境污染等问题，节约了维修和防护费用，尤其在一些工作环境恶劣的地方使用。
[0015]5、热导率低、膨胀系数小，在有温差时所产生的热应力比金属多得多。
[0016]6、安装方便:轨枕在工厂中模块化生产，对于环境的破坏小，运输吊装方便，降低建造成本。
[0017]7、轨枕除了用于新建的铁路上，还可用于待维修的轨枕，即替换现有的轨枕。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]现在参照附图描述本发明的实施例，其中:
[0019]图1示出了根据本发明的一个实施例的复合材料轨枕的示意性立体图；
[0020]图2示出了图1所示的复合材料轨枕的横截面图；
[0021]图3示出了根据本发明的一个实施例的复合材料轨枕的纤维增强树脂基复合材料的内部结构图；
[0022]图4A、4B、4C和4D示出了根据本发明的另外四个实施例的复合材料轨枕的纤维增强树脂基复合材料的内部结构图；
[0023]图5示出了根据本发明的制造复合材料轨枕的流水线一个示例的示意图；
[0024]图6示出了根据本发明的制造复合材料轨枕的流水线另一个示例的示意图。
【具体实施方式】
[0025]在附图中使用的相同附图标记表示相同或者技术等效的元件。
[0026]术语“纵向”和“横向”分别规定元件沿着给定方向和在垂直于这个方向的平面中延伸。“横截面”指垂直于所述“纵向”方向的截面。
[0027]以下依次说明:(一)复合材料轨枕的实施方式；以及(二)制造该复合材料轨枕的方法的实施方式。
[0028]<复合材料轨枕>
[0029]参见图1。图1示出了根据本发明的一个实施例的复合材料轨枕的示意性立体图。轨枕包括沿着纵向方向(如图1中箭头所示方向)延伸的基础型材I。基础型材I具有沿着所述纵向方向贯通的腔体。腔体可以是空的，也可以填充有芯部2以防止潮气等进入腔体中。
[0030]图1中所示出的轨枕的基础型材I具有矩形筒形状；也即，基础型材I可以看作是将一个矩形体沿着纵向方向掏空一较小的矩形体而形成筒，该筒的横截面为嵌套的两个矩形。
[0031]图2示出了图1所示复合材料轨枕的横截面图(图2所示复合材料轨枕具有芯部2，其也可以不具有芯部)。图中的X、Y是矩形筒在两个不同位置处的壁的厚度。该厚度在不同位置处的值可以不同，也可以相同。在图2中，除四个角附近，前述矩形筒具有相同的壁厚，该壁厚为8-25mm。
[0032]基础型材I可以是由60% -85%重量比的纤维增强材料和15% _40%的树脂制成的纤维增强树脂基复合材料。
[0033]图3是根据本发明的一个实施例的复合材料轨枕的横截面图，其示出轨枕的基础型材I的纤维增强树脂基复合材料的内部结构图。如图3所示，纤维增强树脂基复合材料包括树脂5和纤维增强材料，所述纤维增强材料包括纤维毡6 (如图3中粗实线所示)和纤维纱7(如图3中的点所示)。纤维毡6在基础型材I内绕前述腔体铺层。纤维纱7包括多根，沿着纵向方向分布在纤维毡6附近。
[0034]纤维纱7提供了纵向方向的拉伸强度。然而，纤维纱通常只在纵向方向具有高的强度，在横向方向的强度较低。若只使用纤维纱，则所获得的轨枕只能较好地抵抗在纵向方向的拉伸应力，对其施加横向方向或其它方向的应力(例如，轨枕安装上铁轨，列车在运行时，螺栓为克服列车运行对轨枕施加各个方向的应力)，则轨枕会很容易屈服断裂。因此，本发明的技术方案中的复合材料还使用纤维毡6进行增强。纤维毡6可以是双轴向或多轴向的编织毡或网格布，即在其平面的两个以上的方向编织有纤维，从而使得其在所述的多个方向上具有高的力学性质。
[0035]纤维毡6可以是玻璃纤维毡、玻璃纤维编织毡、玻璃纤维网格布、碳纤维毡、芳纶布、涤纶布或其混合物。作为示例，纤维毡6可以是三轴向系列的编织毡。此三轴向常规角度为0° /45° /-45°和45° /90° /-45°。同时角度可在±20?±90°内任意调整。纤维毡6的总克重可在752g/ m2?1242g/ m2范围内选用。纤维毡6的径向断裂强度可以是 780N/25mm ?3000N/25mm，其玮向断裂强度可以是 650N/25mm ?2500N/25mm。
[0036]在图3中，两块纤维毡构成一个单元呈筒状包绕基础型材I的腔体。然而，本领域技术人员可以根据需要采用I块。也可以采用3块、4块或更多块纤维毡，这些纤维毡如图3所示的两块纤维毡一样从基础型材I的内层向外层依次排列。
[0037]此外，纤维毡可以具有筒状之外的形状。例如，如图4A所示，可以具有4块平面状纤维租61、62、63、64，纤维租61、62、63、64分别分布在矩形筒状的基础型材I的4个平面状的壁中。这4块纤维毡包绕基础型材I的腔体，从而使得基础型材I在其4壁的各个位置处以及各个角落处都具有所需的力学性质。
[0038]再例如，如图4B所示，可以具有2块纤维毡65、66。其中，纤维毡65被折成的倒置的槽形(其横截面如“U”形，如图4B所示)，覆盖矩形筒状的基础型材I的一整个壁以及与该整个壁相邻的两个壁的约半个壁；而纤维毡66也被折成的槽形(其横截面如“U”形，如图4B所示)，覆盖矩形筒状的基础型材I的一整个壁以及与该整个壁相邻的两个壁的约半个壁；两块“U”形纤维毡65、66相互“扣合”，覆盖基础型材I的四壁，也即，包绕腔体，这使得基础型材I在其4壁的各个位置处以及各个角落处都具有所需的力学性质。
[0039]又例如，如图4C所示，可以具有4块平面状纤维毡67、68、69、70和两块“U”形纤维毡71、72 ;其中，平面状纤维毡67、68、69、70位于“U”形纤维毡71、72的内侧，分别分布在矩形筒状的基础型材I的4个平面状的壁中；而“『’形纤维毡71、72位于平面状纤维毡67、68、69、70的外侧，分别覆盖矩形筒状的基础型材I的一整个壁以及与该整个壁相邻的两个壁的约半个壁；两块“U”形纤维毡71、72相互“扣合”，覆盖基础型材I的四壁，也即，包绕所述腔体，这使得基础型材I在其4壁的各个位置处以及各个角落处都具有所需的力学性质。在图4C中，平面状纤维毡67、68、69、70被示出为位于“U”形纤维毡71、72的内侧，前者也可位于后者的外侧。
[0040]如图4D示出了纤维毡结构的又一示例。如图所示，可以具有I块平面状纤维毡73和一块“U”形纤维毡74 ;其中，平面状纤维毡73分布在矩形筒状的基础型材I的I个平面状的壁中；而“『’形纤维毡74分布在矩形筒状的基础型材I的3个平面状的壁中。该平面状纤维毡73和该“U”形纤维毡74包绕所述腔体，这使得基础型材I在其4壁的各个位置处以及各个角落处都具有所需的力学性质。
[0041]上述图3、4A、4B、4C和4D中描述了“一层”(图4A和图4B)或“两层”(图3和图4C)纤维毡结构。每个这种结构构成一个“单元”，多个这样的“单元”可以从基础型材I的内层向外层依次排列，如图3所示的两块筒状纤维毡一样。通常，一个轨枕可具有1-4个单元，每个单元包括铺设成包绕腔体的1-3层纤维毡，这样共有约1-10层纤维毡。这些单元可以是同一种单元反复排列，也可以是不同种类的单元依次从内向外排列。
[0042]如上所述，在图3、4A、4B、4C和4D描述的纤维毡的“单元”具有多块纤维毡。根据具体应用的需要，这些多块纤维毡可以是相同种类的纤维毡，也可以是不同种类的纤维毡。例如，在如图4D所图示的纤维毡“单元”中，平面状纤维毡73可以是玻璃纤维编织毡，而“U”形纤维毡74可以是碳纤维毡。此外，即使该“单元”中的所有纤维毡都采用同一种类的纤维毡(例如玻璃纤维编织毡)，也可以根据需要选用不同型号的具有不同强度和织法的纤维毡。例如，图4A所示的纤维毡61、62、63、64均可以在总克重在752g/ m2?1242g/ m2范围内的纤维毡中选用，其中，纤维毡61和63可选择约943g/ m2的三轴向玻璃纤维编织毡，而纤维毡62和64可选择934g/ m2的三轴向玻璃纤维编织毡。
[0043]纤维增强材料中的纤维纱7可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、涤纶纤维或者其混合物。作为示例，纤维纱7可以是玻璃纤维，其线密度可在2400tex?9600tex范围内选用。其拉伸强度可以是10MPa?300MPa，拉伸弹性模量可以是7000MPa?8000MPa、断裂时的伸长率可以是1.5%?4%。
[0044]上述树脂5(参见图3)可以是不饱和聚酯树脂(例如，乙烯基酯树脂)、酚醛树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂等。
[0045]以下为树脂和纤维增强材料的成分和配比的示例。
[0046]树脂5是不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂或酚醛树脂时，纤维增强材料为纤维纱和纤维毡，按重量比纤维增强材料为60% -70%，不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂为30% -40%。树脂5是聚氨酯树脂复合时，纤维增强材料为纤维纱或者纤维纱和纤维毡，按重量比纤维增强材料为65% _85%，聚氨酯树脂为15% -35%。树脂5是环氧树脂时，纤维增强材料为纤维纱或者纤维纱和纤维毡，按重量比纤维增强材料为65% -85%，环氧树脂为 15% -35%。
[0047]芯部2的材料可以选自以下材料组成的组:酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、再生塑料、再生塑料与木肩混合物。
[0048]<制造复合材料轨枕的方法>
[0049]图5示出了根据本发明的制造复合材料轨枕的所使用的流水线的一个示例的示意图。参照图5说明根据本发明的制造上述复合材料轨枕的方法一个实施例。该方法包括以下步骤:
[0050](I)提供适当数量的纤维增强材料和树脂，所述纤维增强材料包括纤维纱21、纤维毡22，通过导向装置23将所述纤维增强材料按预定图案排列成层状结构，并以预定速度引导至盛装有树脂的浸渍设备24 ;
[0051](2)浸渍:将按预定图案排列的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度通过所述盛装有树脂的浸渍设备24 ;
[0052](3)预成型:使得浸渍过树脂的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度牵引进入预成型设备26的型腔中，使浸渍了树脂的纤维增强材料除去多余的树脂，排除气泡，并使其形状接近于成型模具的进口形状；
[0053](4)成型固化:将浸渍过树脂的纤维增强材料经过预成型设备26的型腔以预定的速度牵引进入成型模具27，通过成型模具27模内固化得到轨枕所需的结构，并通过成型模具对所述纤维增强材料加热；
[0054](5)切割:将所述结构切割成具有所需长度的轨枕。
[0055]图6示出了根据本发明的制造复合材料轨枕的所使用的流水线的另一个示例的示意图。参照图6说明根据本发明的制造上述复合材料轨枕的方法另一个实施例。该方法与上述实施例中所述的方法类似，但是，所述纤维增强材料被分为两组，第一组纤维增强材料铺设在基础型材(I)的内层，第二组纤维增强材料铺设在基础型材I的外层。在该方法中，将第一组纤维增强材料经过第一组导向装置23导向到第一组浸渍设备24，经浸渍树脂后通过第一组预成型设备26初步成型；同时第二组纤维增强材料经过第二组导向装置23导向到第二组浸渍设备24，经浸渍树脂后与第一组浸渍过的纤维增强材料一齐经过第二组预成型设备进入成型模具型腔内固化。这样，纤维毡在基础型材I内绕腔体铺设成从所述基础型材I的内层向外层依次排列的两个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括铺设成包绕所述腔体的多块纤维毡。
[0056]在上述实施例中，将纤维增强材料分为两组，分别对其浸渍树脂和实施预成型，以便将纤维增强材料形成为两层。实际上，可以根据需要将纤维增强材料分为三组、四组或更多组，分别对其浸渍树脂和实施预成型，以形成将纤维增强材料形成为三个、四个或更多个从内向外依次排列的单元。
[0057]在上述实施例中，所述成型模具27的长度为900-1200mm。成型模具27可以设置有两个不同的加热区，一区温度为60-75°C，二区温度为80-120°C。
[0058]以上方法所制造的复合材料轨枕没有芯部。通过以下两种方法在基础型材I中加入芯部2从而获得填充有芯部的复合材料轨枕:1):经过模内固化得到基础型材I与芯部材料一起复合而成的轨枕；2)先单独生产出基础型材I的矩形筒然后再对基础型材I的矩形筒的腔体填充芯部2材料。
[0059]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种复合材料轨枕，所述轨枕包括沿着纵向方向延伸的基础型材(I)，所述基础型材(I)具有沿着所述纵向方向贯通的腔体， 其特征在于:所述基础型材(I)是纤维增强树脂基复合材料，所述纤维增强树脂基复合材料包括树脂(5)和纤维增强材料，所述纤维增强材料包括纤维毡(6)和纤维纱(7)，并且所述纤维毡在所述基础型材中绕所述腔体铺层，所述纤维纱包括多根，沿着所述纵向方向分布在所述纤维毡附近， 并且，所述纤维毡在所述基础型材(I)中铺设成一个单元的纤维毡或从所述基础型材(I)的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括多块纤维毡，所述多块纤维毡铺设成包绕所述腔体。
2.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)是矩形筒形，所述矩形筒形的四个壁的相对的两个壁的厚度(X)是8-25_，所述矩形筒形的四个壁的另两个壁的厚度(y)是8-25mm0
3.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)中铺设有1-4个单元的纤维毡。
4.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，至少一个单元的纤维毡的多块纤维毡中，至少有一块纤维毡的强度和织法不同于其它的纤维毡。
5.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)是矩形筒形，所述一个或多个单元的纤维毡中的至少一个单元包括4块平面状纤维毡(61、62、63、64)，所述4块平面状纤维毡(61、62、63、64)分别分布在矩形筒形的基础型材(I)的4个平面状的壁中。
6.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)是矩形筒形，所述一个或多个单元的纤维毡中的至少一个单元包括2块“U”形纤维毡(65、66)，其中，一块“U”形纤维毡￠5)覆盖矩形筒形的基础型材(I)的一整个壁以及与该整个壁相邻的两个壁的约半个壁，而另一块“U”纤维毡￠6)覆盖矩形筒状的基础型材I的一整个壁以及与该整个壁相邻的两个壁的约半个壁，两块“U”形纤维毡(65、66)相互“扣合”。
7.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)是矩形筒形，所述一个或多个单元的纤维毡中的至少一个单元包括4块平面状纤维毡(67、68、69、70)和两块“U”形纤维毡(71、72)，其中，所述平面状纤维毡(67、68、69、70)位于所述“U”形纤维毡(71、72)的内侧或外侧，分别分布在所述矩形筒形的基础型材(I)的4个平面状的壁中；而所述“U”形纤维毡(71、72)位于所述平面状纤维毡出7、68、69、70)的外侧或内侧，分别覆盖矩形筒状的基础型材(I)的一整个壁以及与该整个壁相邻的两个壁的约半个壁，所述两块“U”形纤维毡(71,72)相互“扣合”。
8.根据权利要求1所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)是矩形筒形，所述一个或多个单元的纤维毡中的至少一个单元包括I块平面状纤维毡(73)和一块“U”形纤维毡(74)，其中，所述平面状纤维毡(73)分布在所述矩形筒状的基础型材(I)的I个平面状的壁中，而“U”形纤维毡(74)分布在所述矩形筒状的基础型材(I)的其它3个平面状的壁中。
9.根据权利要求1-8之一所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述树脂是不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂或者聚氨酯树脂。
10.根据权利要求1-8之一所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述纤维毡是玻璃纤维毡、玻璃纤维编织毡、玻璃纤维网格布、碳纤维毡、芳纶布、涤纶布或其混合物。
11.根据权利要求1-8之一所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述纤维纱是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、涤纶纤维或者其混合物。
12.根据权利要求1-8之一所述的复合材料轨枕，其特征在于，所述基础型材(I)由60% -85%重量比的纤维增强材料和15% -40%的树脂制成。
13.根据权利要求1-8之一所述的复合材料轨枕，其特征在于:所述腔体中填充有芯部(2)，所述芯部(2)的材料选自以下材料组成的组:酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、再生塑料、再生塑料与木肩混合物。
14.一种制造根据权利要求1-12之一所述的复合材料轨枕的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)提供适当数量的纤维增强材料和树脂，所述纤维增强材料包括纤维纱(21)、纤维毡(22)，通过导向装置(23)将所述纤维增强材料按预定图案排列成层状结构，并以预定速度引导至盛装有树脂的浸渍设备(24); (2)浸渍:将按预定图案排列的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度通过所述盛装有树脂的浸渍设备(24); (3)预成型:使得浸渍过树脂的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度牵引进入预成型设备(26)的型腔中，使浸渍了树脂的纤维增强材料除去多余的树脂，排除气泡，并使其形状接近于成型模具的进口形状； (4)成型固化:将浸渍过树脂的纤维增强材料经过预成型设备(26)的型腔以预定的速度牵引进入成型模具(27)，通过成型模具模内固化得到轨枕所需的基础型材(I)的结构，并通过成型模具对所述纤维增强材料加热； (5)切割:将所述基础型材⑴的结构切割成具有所需长度的基础型材⑴。
15.一种制造根据权利要求1-12之一所述的复合材料轨枕的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)提供适当数量的纤维增强材料和树脂，所述纤维增强材料包括纤维纱(21)、纤维毡(22)，将所述增强材料分为多组； (2)导向:通过导向装置(23)将所述纤维增强材料的一组按预定图案排列成层状结构，并以预定速度引导至盛装有树脂的浸渍设备(24); (3)浸渍:将按预定图案排列的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度通过所述盛装有树脂的浸渍设备(24); (4)预成型:使得浸渍过树脂的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度牵引进入预成型设备(26)的型腔中，使浸渍了树脂的纤维增强材料除去多余的树脂，排除气泡，并使其形状接近于成型模具的进口形状； (5)对所述多组纤维增强材料的其它组重复上述步骤(2)-(4)，使得所述多组纤维毡在所述基础型材(I)中铺设成从所述基础型材(I)的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括铺设成包绕所述腔体的多块纤维毡； (6)成型固化:将浸渍过树脂的纤维增强材料经过预成型设备(26)的型腔以预定的速度牵引进入成型模具(27)，通过成型模具模内固化得到轨枕所需的基础型材(I)的结构，并通过成型模具对所述纤维增强材料加热； (7)切割:将所述基础型材⑴的结构切割成具有所需长度的基础型材⑴。
16.一种制造根据权利要求13所述的复合材料轨枕的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)提供适当数量的纤维增强材料和树脂，所述纤维增强材料包括纤维纱(21)、纤维毡(22)，将所述增强材料分为多组； (2)导向:通过导向装置(23)将所述纤维增强材料的一组按预定图案排列成层状结构，并以预定速度引导至盛装有树脂的浸渍设备(24); (3)浸渍:将按预定图案排列的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度通过所述盛装有树脂的浸渍设备(24); (4)预成型:使得浸渍过树脂的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度牵引进入预成型设备(26)的型腔中，使浸渍了树脂的纤维增强材料除去多余的树脂，排除气泡，并使其形状接近于成型模具的进口形状； (5)对所述纤维增强材料的其它组重复上述步骤(2)-(4)，使得所述多组纤维毡在所述基础型材(I)中铺设成从所述基础型材(I)的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括铺设成包绕所述腔体的多块纤维毡； (6)成型固化:将浸渍过树脂的纤维增强材料经过预成型设备(26)的型腔以预定的速度牵引进入成型模具(27)，通过成型模具模内固化得到轨枕所需的基础型材(I)的结构，并通过成型模具对所述纤维增强材料加热； (7)切割:将所述基础型材⑴的结构切割成具有所需长度的基础型材⑴。 (8)填充:对所述基础型材(I)的腔体填充芯部(2)材料。
17.—种制造根据权利要求13所述的复合材料轨枕的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)提供适当数量的纤维增强材料和树脂，所述纤维增强材料包括纤维纱(21)、纤维毡(22)，将所述增强材料分为多组； (2)导向:通过导向装置(23)将所述纤维增强材料的一组按预定图案排列成层状结构，并以预定速度引导至盛装有树脂的浸渍设备(24); (3)浸渍:将按预定图案排列的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度通过所述盛装有树脂的浸渍设备(24); (4)预成型:使得浸渍过树脂的纤维增强材料的所述层状结构以预定的速度牵引进入预成型设备(26)的型腔中，使浸渍了树脂的纤维增强材料除去多余的树脂，排除气泡，并使其形状接近于成型模具的进口形状； (5)对所述纤维增强材料的其它组重复上述步骤(2)-(4)，使得所述多组纤维毡在所述基础型材(I)中铺设成从所述基础型材(I)的内层向外层依次排列的多个单元的纤维毡，每个单元的纤维毡包括铺设成包绕所述腔体的多块纤维毡； (6)成型固化:将浸渍过树脂的纤维增强材料经过预成型设备(26)的型腔以预定的速度牵引进入成型模具(27)，通过成型模具模内固化得到轨枕所需的基础型材(I)的结构，并通过成型模具对所述纤维增强材料加热，与此同时，芯部(2)材料与基础型材(I)的结构一起复合而成； (7)切割:将与芯部(2) —起复合而成的所述基础型材(I)的结构切割成具有所需长度的轨枕。
18.根据权利要求14-17之一所述的方法，其特征在于，所述成型模具的长度为900-1200_，所述成型模具设置有两个个不同的加热区，一区温度为60-75°C，二区温度为80-120°C。
【文档编号】E01B3/46GK104452485SQ201410799847
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月19日 优先权日:2014年12月19日
【发明者】赵沭通, 张跃进 申请人:中格复合材料（南通）有限公司