槽型轨钢轨伸缩调节器的制作方法

本实用新型涉及一种钢轨伸缩调节器，即一种槽型轨钢轨伸缩调节器，尤其是一种适用于有轨电车的槽型轨钢轨伸缩调节器。

背景技术：

铁路钢轨伸缩调节器(Expansion Joints)是重要的轨道部件之一，其功能是：不仅允许列车轮对可以安全、平顺地高速通过，而且用来协调长大桥梁因梁体温差引起的梁端伸缩位移和长钢轨的伸缩位移，以使桥上无缝线路在运营过程中在此自动放散温度力，从而减小轨道及墩身所承受的无缝线路纵向力。

目前，铁路钢轨伸缩调节器主要采用如图1所示的结构。其中，基本轨10采用与区间线路钢轨相同型号的钢轨加工而成，例如CHN60、CHN75、UIC54(60)和Bs90等。尖轨11采用较同号基本轨高度低的矮型特种断面钢轨(简称AT轨)加工而成。但是，这种类型尖轨需配合较高的台板使用，如图2和图3所示，且尖轨跟端断面111需锻造成普通钢轨断面101，以便与普通钢轨连接。例如AT轨之一的60AT1轨，其高度比60kg/m标准断面钢轨低24mm，使用时需下设24mm台板。

现有技术，AT尖轨跟端不仅锻造工艺复杂，锻造成型段机械性能和平顺度要求很高，AT尖轨的调节器铺设在两端是槽型轨的线路上时，AT尖轨没有轮缘槽，且与两端待焊槽型轨断面形状不同，将严重影响焊接接头的机械性能和平顺度。

综上所述，针对槽型轨，现有技术中存在以下问题：AT轨做尖轨时跟端锻造工艺复杂、锻造成型段机械性能和平顺段要求高、由于模具所限成型段长度有限(一般0.8m以下)，且成型段无轮缘槽，与两端待焊槽型轨断面形状不同，将严重影响焊接接头的机械性能和平顺度。

技术实现要素：

本实用新型提供一种槽型轨钢轨伸缩调节器，以解决现有的钢轨伸缩调节器的采用AT轨时导致尖轨跟端加工复杂，以及没有槽型轨轮缘槽等问题。

为此，本实用新型提出一种槽型轨钢轨伸缩调节器，所述槽型轨钢轨伸缩调节器包括：尖轨、基本轨、扣件和轨枕；所述尖轨和基本轨相互密贴在一起，所述扣件将所述尖轨和基本轨通过弹性铁垫板和螺栓副固定在并排设置的多个所述轨枕上；所述尖轨包括：尖轨轨底、连接所述尖轨轨底并向上延伸的尖轨轨腰、连接在所述尖轨轨腰上部并向第一侧向上延伸的尖轨轨头、连接在所述尖轨轨腰上部并向第二侧向上延伸的轮缘槽；所述尖轨轨底与所述尖轨轨腰形成第一“L”形；所述第一“L”形的下部短肢的侧面为尖轨轨底的跟部；所述第一“L”形的下部长肢位于所述尖轨轨腰的第二侧；

所述基本轨包括：基本轨轨底、连接所述基本轨轨底并向上延伸的基本轨轨腰、连接在所述基本轨轨腰上部并向所述第一侧延伸的基本轨轨头；所述基本轨轨底与所述基本轨轨腰形成第二“L”形；所述第二“L”形的下部短肢的侧面为基本轨轨底的跟部；所述第二“L”形的下部长肢位于所述基本轨轨腰的第一侧；所述第一侧与所述第二侧的方向相反；

所述基本轨轨底和尖轨轨底位于同一承轨面上；

所述尖轨轨头的内侧面(即非工作边)密贴所述基本轨轨头的内侧面；

所述基本轨轨底的跟部与所述尖轨轨底的跟部留有间隙。

进一步地，所述尖轨和基本轨采用同一种槽型轨制造，该槽型轨与两端待焊联的槽型轨完全相同，无需对尖轨跟端加工。

进一步地，所述尖轨和基本轨保留了槽型轨原有的轮缘槽，最大程度延续了槽型轨轮缘槽结构。

进一步地，所述尖轨轨头的非工作边为由两段或多段曲面构成的光滑曲面。

进一步地，所述光滑曲面为复合刨切面，所述复合刨切曲面包括相连接的第一刨切曲面及第二刨切曲面，所述第一刨切曲面具有第一半径，所述第二刨切曲面具有第二半径，所述第一半径大于第二半径，且所述第一半径与第二半径的中心均位于所述尖轨非工作边一侧，所述第一刨切曲面和第二刨切曲面光滑过渡。

进一步地，在尖轨尖端附近，所述轨枕采用密集设置，以补偿钢轨轨底切削后的强度。

进一步地，所述扣件包括：支撑所述基本轨轨底和所述尖轨轨底的弹性铁垫板、将所述基本轨的轨腰横向顶紧及将其轨底扣压在所述弹性铁垫板上的第一轨撑、将所述尖轨的轨腰横向顶紧及将其轨底扣压在所述弹性铁垫板上的第二轨撑、以及将所述第一轨撑和第二轨撑紧固在所述弹性铁垫板上的螺栓副。

进一步地，所述弹性铁垫板与所述基本轨轨底的接触面和所述弹性铁垫板与所述尖轨轨底的接触面为同一承轨面，所述承轨面可设置设计要求的轨底坡。所述弹性铁垫板可采用铁垫板与弹性垫板分开组装结构，也可采用铁垫板与弹性垫板通过硫化工艺制作成整体结构。

进一步地，所述弹性铁垫板采用偏心块复合结构，不仅便于调整轨距和轨向，而且方便调节器在曲线地段铺设和养护维修。

本实用新型的有益效果在于：

(1)在本实用新型中，尖轨与基本轨采用同一种轨型的槽型轨加工制作，取消了尖轨跟端锻造加工环节，可方便截取所需的调节器长度，简化了制造工艺。

(2)在本实用新型中，尖轨和基本轨的轨底设置在铁垫板同一承轨面上，所述承轨面可设置设计要求的轨底坡，简化了铁垫板和扣件系统结构。

(3)在本实用新型中，尖轨和基本轨与两端待焊联钢轨为同一种槽型轨，不仅保留了原有槽型轨轮缘槽，而且调节器两端钢轨断面外形尺寸与现场两端待焊联或夹板联接的槽型轨轨端断面外形尺寸完全相同，焊联后的焊接接头具有完整的槽型轨外形，由此确保了焊接接头的强度和平顺度，延长了焊接接头使用寿命。

(4)在本实用新型中，尖轨的非工作边(尖轨轨头内侧面)由两段或多段曲线组成的复合刨切曲面构成，刨切范围长，具有较强的结构稳定性和较高的垂向和水平平顺度。

(5)弹性铁垫板采用偏心块复合结构，不仅便于调整轨距和轨向，而且方便调节器在曲线地段铺设和养护维修。

附图说明

图1是现有的钢轨伸缩调节器的结构示意图；

图2是现有的钢轨伸缩调节器所用的标准钢轨结构示意图；

图3是现有的钢轨伸缩调节器所用的AT轨结构示意图；

图4是本实用新型的一种槽型轨钢轨伸缩调节器所用槽型轨的断面图；

图5是本实用新型的一种槽型轨钢轨伸缩调节器的尖轨的立体图；

图6是本实用新型的一种槽型轨钢轨伸缩调节器的尖轨的主视图；

图7是本实用新型的一种槽型轨钢轨伸缩调节器的尖轨的俯视图；

图8是本实用新型的一种槽型轨钢轨伸缩调节器的尖轨的侧视图；

图9是本实用新型的一种槽型轨钢轨伸缩调节器的铺设图；

图10是图9中A-A线处剖面图，示出了本实用新型的槽型轨钢轨伸缩调节器的组装结构；

图11是图9中基本轨的剖面结构示意图。

附图标号说明：

10 基本轨 11 尖轨

101 普通钢轨 111 AT轨

2 钢轨伸缩调节器 20 槽型轨

201 槽型轨轨头 202 轮缘槽

203 槽型轨轨腰 204 槽型轨轨底

21 基本轨 211 基本轨轨头

212 基本轨轨底的跟部 213 基本轨轨底

214 基本轨轨腰 215 基本轨轨头内侧面

22 尖轨 221 尖轨轨头

222 尖轨轨头内侧面 223 尖轨轨底的跟部

224 尖轨轨腰 225 尖轨轨底

226 轮缘槽 230 补偿间隙

240 尖轨尖端 241 尖轨跟端

242 基本轨始端

30 扣件

301 第一轨撑 302 弹性铁垫板

303 螺栓副 304 调高垫板

305 第二轨撑 40 轨枕

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚地理解，现对照附图说明本实用新型。

如图8、图9、图10和图11所示，本实用新型实施例的槽型轨钢轨伸缩调节器2包括：尖轨22、基本轨21、扣件30和轨枕40；所述尖轨22和基本轨21轨头密切在一起，所述扣件30将所述尖轨22和基本轨21通过弹性铁垫板302和螺栓副303固定在并排设置的多个所述轨枕40上；

如图6所示，所述尖轨22包括：尖轨轨底225、连接所述尖轨轨底225并向上延伸的尖轨轨腰224、连接在所述尖轨轨腰224上部并向第一侧(图8中的左侧)向上延伸的尖轨轨头221、连接在所述尖轨轨腰224上部并向第二侧(图8中的右侧)向上延伸的轮缘槽226；所述尖轨轨底225与所述尖轨轨腰224形成第一“L”形；所述第一“L”形的下部短肢的侧面为尖轨轨底的跟部223；所述第一“L”形的下部长肢位于所述尖轨轨腰224的第二侧；

如图10和图11所示，所述基本轨21包括：基本轨轨底213、连接所述基本轨轨底并向上延伸的基本轨轨腰214、连接在所述基本轨轨腰214上部并向所述第一侧(图11中的左侧)延伸的基本轨轨头211；所述基本轨轨底213与所述基本轨轨腰214连接形成第二“L”形；所述第二“L”形的下部短肢的侧面为基本轨轨底的跟部212；所述第二“L”形的下部长肢位于所述基本轨轨腰214的第一侧(图11中的左侧)；所述第一侧与所述第二侧的方向相反；

如图8、图10和图11所示，所述基本轨轨底213和尖轨轨底225位于同一承轨面上，不需要额外的垫高，简化了扣件系统。

所述尖轨轨头内侧面222密贴所述基本轨轨头内侧面215，且在基本轨21伸缩过程中一直保持密贴；所述基本轨轨底的跟部212与所述尖轨轨底的跟部223留有微小间隙，避免了由于无间隙时尖轨轨头内侧面222和基本轨轨头内侧面215无法密贴的后果。

所述尖轨轨腰224与所述基本轨轨腰214之间具有补偿间隙230。补偿间隙230为竖条形缝隙或空腔，减小了槽型轨钢轨伸缩调节器2在伸缩过程中基本轨与尖轨之间的摩擦力。

如图4、图9和图10所示，所述尖轨22和基本轨21都由同一种槽型轨20制成。所述槽型轨20具有所述槽型轨轨头201和轮缘槽202。尖轨22和基本轨21保留了槽型轨20原有的轮缘槽202，最大程度延续了槽型轨轮缘槽结构，无需对尖轨跟端241进行锻造加工，可方便截取所需的调节器长度，简化了制造工艺。调节器两端(即尖轨跟端241和基本轨始端242)的断面外形尺寸与现场两端待焊联或夹板联接的槽型轨轨端断面外形尺寸完全相同，焊联后的焊接接头具有完整的槽型轨外形，由此确保了焊接接头的强度和平顺度，延长了焊接接头使用寿命。

无论是基本轨21，还是尖轨22，均未对槽型轨20的轨腰203进行加工处理，从而最大限度地保证了调节器的强度。

进一步地，如图5和图7所示，所述尖轨轨头内侧面222为由两段曲面构成的光滑曲面。所述尖轨22与基本轨21相配合的非工作边(尖轨轨头内侧面222)由两段或多段曲线组成复合刨切曲面构成，例如，可以为包括采用一个函数表达式表征的一条曲线，也可采用两条或多条圆曲线。这样，避免了尖轨轨头内侧面222为两段斜面连接造成的应力集中的问题。尖轨轨头内侧面222与所述基本轨轨头内侧面215密贴，具有较强的结构稳定性和较高的垂向和水平平顺度。

如图7所示，所述复合刨切曲面(尖轨轨头内侧面222)包括相连接的第一刨切曲面及第二刨切曲面，所述第一刨切曲面具有第一半径R1，所述第二刨切曲面具有第二半径R2，所述第一半径R1大于第二半径R2，所述第一刨切曲面和第二刨切曲面光滑过渡。第一刨切曲面靠近尖轨尖端240，且所述半径R1与半径R2的中心均位于所述尖轨非工作边一侧。

为提高所述槽型轨钢轨伸缩调节器2的垂向平顺度，优选所述尖轨22轨头高度降低的起点设置在其轨头宽度不超过50mm的断面处。例如，在一个具体实施例中，尖轨轨头高度降低的起点设置在轨头宽度为40mm的断面处，在轨头宽度为35mm断面处的轨头高度降低值为0.5mm，尖轨尖端240处轨头高度的降低值为23mm(第一刨切曲面的首端与第二刨切曲面的首端的高度差例如为23mm)。本实用新型将降低值起点提前到轨头宽度小于或等于45mm的断面处，有效地提高了调节器竖向平顺度。

进一步地，如图9所示，在尖轨尖端240附近，所述轨枕40采用密集设置(减小轨枕40之间的距离)，以补偿钢轨轨底切削后的强度。

进一步地，如图10所示，所述扣件30包括：支撑所述基本轨轨底和所述尖轨轨底的弹性铁垫板302、将所述基本轨的轨腰横向顶紧及将其轨底扣压在所述弹性铁垫板302上的第一轨撑301、将所述尖轨的轨腰横向顶紧及将其轨底扣压在所述弹性铁垫板302上的第二轨撑305、将所述第一轨撑301和第二轨撑305紧固在所述弹性铁垫板上302的螺栓副303和调高垫板304。

所述第一轨撑301扣压基本轨21，第二轨撑305扣压尖轨22，通过螺栓副303将第一轨撑301固定在弹性铁垫板302上，从而将基本轨21和尖轨22固定在弹性铁垫板302上，所述弹性铁垫板302则由螺栓副303固定在轨枕40上。所述扣件30具有支承调节器、提供垂向弹性、保持钢轨位置、调整钢轨左右和高低位置等功能，能够缓冲列车在通过时产生的强烈振动和冲击，保证列车运行的舒适性。

所述弹性铁垫板302的螺孔处采用偏心块复合结构，不仅便于调整轨距和轨向，而且方便调节器在曲线地段铺设和养护维修。

进一步地，如图10所示，所述弹性铁垫板302与所述基本轨轨底213的接触面和所述弹性铁垫板302与所述尖轨轨底225的接触面为同一承轨面。所述承轨面可根据设计要求设置任意角度的轨底坡，例如，轨底坡可设置为1:40或1:20。在本具体实施例中，由于在槽型轨20顶部已设有坡度，所以弹性铁垫板302的承轨平面不再设置轨底坡。

上面描述了可进行单向伸缩的钢轨伸缩调节器结构，当将上所述的钢轨伸缩调节器2进行镜向(以基本轨为镜面)或对称设置时，则可构成一双向钢轨伸缩调节器。该双向钢轨伸缩调节器的长度是所述钢轨伸缩调节器2的两倍，且尖轨两端均为尖轨尖端，同样能保证尖轨锁定，基本轨伸缩。

本实用新型的槽型轨钢轨伸缩调节器具有较强的结构稳定性和较高的垂向和水平平顺度，具有较小伸缩阻力、伸缩过程中保持轨道几何状态不变的特点，使用寿命长、少维护，特别适用于有轨电车轨道。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。为本实用新型的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。