专利名称：一种变刚度轨下垫的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种轨道扣件领域技术，特别是一种变刚度轨下垫。
背景技术：
目前我国轨道扣件用的轨下垫均采用均一刚度结构，这种轨下垫内外侧刚度一 致，但在实际使用中，由于轨道对扣件外侧和内侧施加了不同大小和方向的力，因此导致轨 道扣件内外侧下沉量不一致，轨道外翻，列车运行中存在不安全因素。 中国专利99220026. 1公布一种复合轨下垫板，它由带槽橡胶板和埋设其中的金 属制平隔板或碟簧构成，槽型由V型和抛物线，橡胶板中央两面带圆槽，碟簧下面垫有绝缘 磨耗板。它大大提高了轨道弹性、减振性和寿命减少了钢轨、车轮、车辆和混凝土枕的损伤， 减少线路工作量。 中国专利200620035733. X公布了铁路轨道扣件用改性橡塑微孔轨下垫板，垫板 内分布由微孔，产品具有弹性高、耐天候及耐臭氧老化，产品的使用寿命长，压縮永久变形 性能优良，复原性好等特殊性能。 中国专利200620035734. 4公布了铁路轨道扣件用改性橡塑复合微孔轨下垫板， 包括改性橡塑微孔层、粘合剂层、不锈钢层，并通过粘合剂连接成整体。 中国专利200820148969. 3公布一种新型结构的热塑性聚酯弹性体轨下垫，该专 利采用热塑性聚酯弹性体材料注塑成型，轨下垫表面成均匀分布的"窝窝头"形状。该实用 新型充分利用热塑性聚酯弹性体的优异的抗弯曲挠特性，大幅提高轨下垫的使用寿命。 以上专利的轨下垫都采用均一刚度，在实际列车高速运行中(特别是弯道运行)， 给轨道施加了一个侧向力，因此轨下垫的实际受力情况是外侧受力大，内侧受力小，从而导 致轨道扣件内外侧下沉量不一致，钢轨出现外翻，引起轨距扩张，影响列车运行安全。
发明内容 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种变刚度轨下垫，解决列车在运行过程
中(特别是弯道运行)引起的轨道外翻，从而保证列车运行的安全性。 为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案 本实用新型的一种变刚度轨下垫，特征在于轨下垫总体厚度为7-12mm，根据承
载形式从外到内设计为四个刚度区间，第一个刚度区间采用平板结构形式，宽度为25
35mm ;第二个刚度区间采用半圆槽结构形式，宽度为30 40mm，圆槽半径范围1 3mm，圆
槽间距为7 13mm滞三个刚度采用矩形槽结构形式，宽度为35 40mm，槽深3-4mm ;第四
个刚度区间采用半圆槽结构形式，宽度为50 65mm，圆槽半径为1. 5 3mm，圆槽间距为
7 llmm。轨下垫的结构是根据轨下垫的受力形式和大小，划分特定的刚度区间，实现轨下
垫各区域下沉量相对均匀，依据是根据列车在实际行驶中，轨道内外侧受力不同，外侧受力
大，内侧受力小，为了实现均匀下沉，需要设计轨下垫的刚度为外侧大、内侧相对小，同时兼
顾中间区域，通过调整刚度分布区间范围以及各个区间的刚度，使整个轨下垫能够均匀下沉。本结构在设计中，采用仿真软件patran/nastran建立轨道有限元模型，并根据实际情 况在模拟体施加横向和纵向载荷，以轨下垫的刚度为变量，以均匀下沉为优化的最终目标， 通过仿真计算，并考虑产品的生产实施的情况，最终确定划分四个刚度区间，并确定每个区 间的结构形式。 本实用新型的一种变刚度轨下垫，采用橡胶或橡塑共混等高分子材料一次成型。 本实用新型的一种变刚度轨下垫，其根据轨下垫的受力形式和大小，划分特定的 刚度区间，目的是为了实现轨下垫各区域下沉量相对均匀，实现扣件的均匀下沉。 通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果 采用本实用新型的一种变刚度轨下垫，可以替代现有均一刚度的轨下垫，解决使 用现有轨下垫造成的轨道外翻，使列车在运行过程中，轨道扣件均匀下沉，减小轨道外翻现 象，保证列车的高速、平稳、安全运行。
图1为本实用新型的一种变刚度轨下垫前视图 图2为本实用新型的一种变刚度轨下垫俯视图 图3为本实用新型的一种变刚度轨下垫3D示意图 图中l-第一刚度区间；2-第二刚度区间；3-第三刚度区间；4_第四刚度区间。
具体实施方式
如图l所示，本实用新型的一种变刚度轨下垫，本结构在设计中，采用仿真软件 patran/nastran建立轨道有限元模型，并根据实际情况在模拟体施加横向和纵向载荷，以 轨下垫的刚度为变量，以均匀下沉为优化的最终目标，通过仿真计算和试验修正，划分为1、 2、3、4四个刚度区间。 实施例1 轨下垫采用橡胶材料制备，总体厚度为12mm，结构如图1所示，厚度为共有四个刚 度区间，第一个刚度区间为平板结构，宽度为35mm;第二个刚度区间为半圆沟槽结构，宽度 为30mm，半径为2mm，间距为12mm ;第三个刚度区间为宽槽结构，宽度为35mm，槽深4mm ;第 四个刚度区间为半圆沟槽结构，宽度为60mm，半径为3mm，间距为llmm。 实施例2 轨下垫采用橡胶材料，总体厚度为8mm，结构如图1所示，共有四个刚度区间，第一 个刚度区间为平板结构，宽度为30mm ;第二个刚度区间为半圆沟槽结构，宽度为30mm，半径 为1.5mm，间距为10mm;第三个刚度区间为宽槽结构，宽度为35mm，槽深4mm ;第四个刚度区 间为半圆沟槽结构，宽度为65mm，半径为2mm，间距为9mm。 实施例3 轨下垫采用橡胶材料，总体厚度为7mm，结构如图1所示，共有四个刚度区间，第一 个刚度区间为平板结构，宽度为25mm ;第二个刚度区间为半圆沟槽结构，宽度为45mm，半径 为3mm，间距为7mm ;第三个刚度区间为宽槽结构，宽度为40mm，槽深3mm ;第四个刚度区间 为半圆沟槽结构，宽度为50mm，半径为1. 5mm，间距为7mm。
权利要求一种变刚度轨下垫，其特征在于轨下垫总厚度为7-12mm，从外到内设计为四个刚度区间，第一个刚度区间采用平板结构形式，宽度为25～35mm；第二个刚度区间采用半圆槽结构形式，宽度为30～40mm，圆槽半径范围1～3mm，圆槽间距为7～13mm；第三个刚度采用矩形槽结构形式，宽度为35～40mm，槽深3-4mm；第四个刚度区间采用半圆槽结构形式，宽度为50～65mm，圆槽半径为1.5～3mm，圆槽间距为7～11mm。
2. 根据权利要求1所述变刚度轨下垫，其特征在于所述的轨下垫采用橡胶或橡塑共混材料一次成型。
专利摘要本实用新型介绍了一种变刚度轨下垫，总体厚度为7-12mm，设计四个刚度区间，分别为平板结构，宽度为25～35mm；半圆槽结构，宽度为30～40mm，圆槽半径范围1～3mm，圆槽间距为7～13mm；矩形槽结构式，宽度为35～40mm，槽深3-4mm；半圆槽结构，宽度为50～65mm，圆槽半径为1.5～3mm，圆槽间距为7～11mm，采用橡胶或橡塑共混材料一次成型。本实用新型可以替代现有均一刚度的轨下垫，解决使用现有轨下垫造成的轨道外翻，使列车在运行过程中，轨道扣件均匀下沉，减小轨道外翻现象，保证列车的高速、平稳、安全运行。
文档编号E01B9/68GK201502012SQ200920223930
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者吴医博, 曾向荣, 林新志, 王绪文, 郭万涛 申请人:中国船舶重工集团公司第七二五研究所