一种轨枕
阅读说明：本技术 一种轨枕 (Sleeper ) 是由 冯青松 廖春明 周豪 张凌 于 2020-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种轨枕,其包括支撑板、螺杆固定板、轨枕本体、导向装置和螺纹调高装置,螺杆固定板设置在轨枕本体与支撑板之间,导向装置和螺纹调高装置分别设置在轨枕本体对应内轨轨面中心正下方和对应外轨轨面中心正下方；所述导向装置包括导向圆柱和支撑块,所述导向圆柱和支撑块固定连接或者一体形成；所述支撑块设置在螺杆固定板上,所述导向圆柱上设置有通孔,螺栓穿过所述通孔与所述轨枕本体固定连接。采用这样的方案,通过驱动装置动作即可实现螺杆将轨枕本体向上顶起,并且轨枕本体会围绕所述导向圆柱的轴心发生转动结构简单,安装方便,实现了方便快捷调高,并且解决了轨枕本体抬升过程中水平方向轻微偏移导致的对螺杆的干涉或损坏。(The invention relates to a sleeper, which comprises a supporting plate, a screw fixing plate, a sleeper body, a guiding device and a thread heightening device, wherein the screw fixing plate is arranged between the sleeper body and the supporting plate, and the guiding device and the thread heightening device are respectively arranged under the center of the inner rail surface corresponding to the sleeper body and under the center of the outer rail surface corresponding to the sleeper body; the guide device comprises a guide cylinder and a supporting block, and the guide cylinder and the supporting block are fixedly connected or integrally formed; the supporting block is arranged on the screw fixing plate, a through hole is formed in the guide cylinder, and a bolt penetrates through the through hole and is fixedly connected with the sleeper body. By adopting the scheme, the screw rod can jack the sleeper body upwards through the action of the driving device, the sleeper body can rotate around the axis of the guide cylinder, the structure is simple, the installation is convenient, the convenient and fast height adjustment is realized, and the interference or damage to the screw rod caused by the slight deviation of the horizontal direction in the lifting process of the sleeper body is solved.)
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及一种适应小半径曲线路段的螺旋撑杆式的轨枕。
背景技术
随着我国铁路的快速发展，线路总历程逐年增加，线路不断增多，并且未来铁路的发展会是不断提速，然而，在修建铁路时会不可避免的出现曲线段，这些曲线的曲线半径大小在制约着未来列车的提速，且不同类型列车经过曲线路段的速度各不相同，经过曲线段时因为外轨超高不恰当，出现欠超高或过超高时，严重影响旅客乘车舒适度和行车稳定性，限值行车速度，甚至出现线路破坏的危险。为了满足未来高铁列车的提速和人们追求美好生活的要求，如何提高小半径曲线段列车通行速度，已成为当前铁路快速发展的瓶颈之一。
为了改善列车在小半径曲线的通行条件，提高列车运行速度，我国目前广泛采用的方法主要有两种。一种是工程改造，即小半径曲线路段改造为大半径曲线路段。从超高设置原理h＝11.8v2/R上分析，在相同的超高值h的设置下，加大曲线路段的半径值R，是一种有效提升列车通行速度的方式。然而我国小半径曲线路段数量之多，分布广泛，这种方法首先耗费时间较长，会影响正常铁路线路的运营，其次需要耗费许多的人力、财力、物力。另一种方法是采用摆式列车，即通过车身的自动倾摆来降低离心力的影响，从而提升列车的通行速度和乘客的舒适度。这种方法能够在一定程度上提高列车的通行速度，但在摆式列车悬挂系统上增设倾摆装置，会加重列车组车身自重，增加列车所需牵引力，大大增加了能源的消耗，且也加大了钢轨的磨耗，经济成本较高。
发明内容
针对上述铁路小半径曲线段列车提速的问题及现有解决方法的不足，本发明设计了一种适应小半径曲线路段的螺旋撑杆式超高轨枕。通过在既有线路小半径曲线段铺设这种超高轨枕，可以借助外部的测速系统、反馈系统协助其内部装置，根据列车在曲线段的实际运行速度，实时调节小半径曲线段外轨超高值。本发明有效避免了离心力带来过超高与欠超高的现象，从而降低小半径曲线段的轮轨磨耗速率，提高列车通行速度。本发明在铺设过程中，可以直接替换既有小半径曲线路段的轨枕，施工简单，耗费时间少，更换零件方便。并且不存在对原列车车体的改变，使列车的能耗更多的用于载客与载货，装置本身能耗小，有效地提高了能源的利用效率，还可在一定程度上提高列车运行的平稳性和旅客舒适度。
具体而言，本发明提供一种轨枕，其特征在于：包括支撑板、螺杆固定板、轨枕本体、导向装置和螺纹调高装置，其中，螺杆固定板设置在轨枕本体与支撑板之间，导向装置和螺纹调高装置分别设置在轨枕本体对应内轨轨面中心正下方和对应外轨轨面中心正下方；
其中，所述导向装置包括导向圆柱和支撑块，所述导向圆柱和支撑块固定连接或者一体形成；所述支撑块设置在螺杆固定板上，所述导向圆柱上设置有通孔，螺栓穿过所述通孔与所述轨枕本体固定连接
进一步地，其特征在于：所述轨枕本体上设置有导向槽，用于与所述导向圆柱配合。
进一步地，其特征在于：所述螺纹调高装置包括螺杆驱动装置、螺杆、承力金属螺母，其中所述驱动装置设置在支撑板的凹槽中。所述承力金属螺母设置在所述螺杆固定板和所述轨枕本体之间。所述螺杆与所述承力金属螺母螺纹配合，并且顶在所述轨枕本体的下表面，在所述螺杆驱动装置的驱动下，所述螺杆可以进行升降转动，进而可以带动轨枕本体的升降。
进一步地，其特征在于：所述支撑块为四棱锥台结构，所述导向圆柱设置在四棱锥台的顶面。
进一步地，其特征在于：所述螺杆顶端设置有螺杆帽，所述螺杆帽的顶端为弧形结构。
进一步地，其特征在于：所述轨枕本体与所述螺杆帽对应位置设置有支撑凹槽。
进一步地，其特征在于：所述螺杆固定板上设置有定位槽，所述承力金属螺母设置在所述定位槽中。
进一步地，其特征在于：所述驱动装置包括动力源、传力杆和螺杆升降装置，其中，所述动力源提供的动力通过传力杆的传递到达螺杆升降装置，使得螺杆升降装置发生转动，进而带动螺杆发生旋转升降。
进一步地，其特征在于：所述螺杆和承力金属螺母之间的螺纹为自锁螺纹。
本发明的优点：采用这样的方案，当需要轨道拐弯处外轨升高时，通过驱动装置动作即可实现螺杆将轨枕本体向上顶起，并且轨枕本体回围绕所述导向圆柱的轴心发生转动。并且这样方案结构简单，安装方便，实现了方便快捷调高，并且解决了轨枕本体抬升过程中水平方向轻微偏移导致的对螺杆的干涉或损坏。
附图说明
图1是本申请轨枕主视图；
图2是本申请轨枕俯视图；
图3是图1中A-A剖面图；
图4是图1中B-B剖面图；
图5是撑杆螺帽结构图；
图6是导向圆柱和固定板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-6所示，本发明的轨枕包括支撑板1、螺杆固定板2、轨枕本体3、导向装置4和螺纹调高装置5，其中，螺杆固定板2设置在轨枕本体3余支撑板1之间，导向装置4和螺纹调高装置5分别设置在轨枕本体对应内轨轨面中心正下方和对应外轨轨面中心正下方。
其中，所述导向装置包括导向圆柱41和支撑块42，所述导向圆柱41和支撑块42固定连接或者一体形成；所述支撑块42设置在螺杆固定板2上，或者与螺杆固定板2一体形成；所述导向圆柱41上设置有通孔，螺栓43穿过所述通孔与所述轨枕本体3固定连接。
所述轨枕本体3上设置有导向槽31，用于与所述导向圆柱41配合。
这样轨枕3借助导向圆柱41与支撑块42进行校核定位。并在定位完成后，通过螺栓43和导向圆柱凹槽31将导向圆柱41安装在轨枕上，且位于钢轨6的正下方，导向部分的装配完成
所述螺纹调高装置5包括螺杆驱动装置、螺杆51、承力金属螺母52，其中所述驱动装置51设置在支撑板1的凹槽中。所述承力金属螺母52设置在所述螺杆固定板2和所述轨枕本体3之间。所述螺杆51与所述承力金属螺母52螺纹配合，并且顶在所述轨枕本体3的下表面。在所述螺杆驱动装置的驱动下，所述螺杆51可以进行升降转动，进而可以带动轨枕本体3的升降。
采用这样的方案，当需要轨道拐弯处外轨升高时，通过驱动装置动作即可实现螺杆51将轨枕本体3向上顶起，并且轨枕本体3回围绕所述导向圆柱1的轴心发生转动，实现调高。并且这样的导向装置结构简单，安装方便，调整快捷。
在一个方案中，所述支撑块42为四棱锥台结构，所述导向圆柱41设置在四棱锥台的顶面。这样的承力效果更好。
在一个方案中，所述螺杆51顶端设置有螺杆帽53，所述螺杆帽的顶端为弧形结构。所述螺杆帽53通过螺纹结构与所述螺杆51的顶端可拆卸连接。
在一个方案中，所述轨枕本体3与所述螺杆帽53对应位置设置有支撑凹槽32。
在一个优选方案中，为了解决轨枕本体3抬升过程中水平方向轻微偏移导致的对螺杆51的干涉或损坏，经过研究发现所述支撑凹槽32的在轨枕块长度方向的截面曲线的满足如下关系即可，其中,k等于撑杆螺帽半径；x为外轨枕下凹槽曲线某一点与轨枕凹槽底部起始端的水平距离，y为凹槽曲线某一点距离轨枕底部的高；y',y"分别为函数y对x的一阶和二阶导数。这样的方案即能使得轨枕本体3抬升连续稳定，又避免了枕本体3抬升过程中水平方向轻微偏移导致调高装置的损坏。
在一个方案中，所述螺杆固定板2上设置有定位槽，所述承力金属螺母52设置在所述定位槽中。
在一个方案中，所述凹槽截面为梯形，优选为等腰梯形。所述承力金属螺母52的截面形状与所述凹槽相适应，例如承力金属螺母52的至少下半部分截面为梯形。采用这样的结构承力金属螺母52的承力能力更强。
在一个方案中，所述螺杆51和承力金属螺母52之间的螺纹为自锁螺纹，无论轨枕本体3向螺杆51施加多大的力，均不会使得螺杆51和承力金属螺母52之间发生相对转动。
在一个方案中，所述驱动装置包括动力源54(例如电动机)、传力杆55和螺杆升降装置56，其中，所述动力源54提供的动力通过传力杆55的传递到达螺杆升降装置56，使得螺杆升降装置56发生转动，进而带动螺杆51发生旋转升降。其中，所述螺杆升降装置56为直角传动机构，例如蜗轮蜗杆、伞齿轮对等
在一个方案中，驱动装置设置在支承板1上设置的混凝土框架11中，例如通过螺栓7将动力源固定在混凝土框架11的底面。这样可以更好保护驱动装置的正常工作。
在一个方案中，所述轨枕还设置有保护外壳12，在轨枕设置在地基中时，所述保护外壳12可以保护轨枕结构不受水分、杂质的影响。
在一个方案中，每一驱动装置带动两根所述螺杆51，例如，一根传力杆55串联两个螺杆升降装置56，每个螺杆升降装置56驱动一个所述螺杆51旋转升降，实现所述轨枕本体3的稳定抬升，避免了一个支点抬升造成的轨枕发生不需要的偏转的情况发生。
下面结合附图说明本发明方案的工作过程：
轨枕设置在指定位置后，当需要调高外轨高度到预定位置时，图中未示出的控制系统想动力源54发出动作指令，其输出动力，并带动传力杆55动作，进而将动力传递到达螺杆升降装置56，使得螺杆升降装置56发生转动，进而带动螺杆51发生旋转升降，螺杆51与承力金属螺母52发生相对转动，承力金属螺母52向螺杆51提供足够的力量支持。螺杆帽53随着螺杆51向上移动，进而推动轨枕本体3的一侧向上发生位移。
此时，轨枕本体3的另一侧以导向圆柱41的轴线为轴，轨枕本体3发生转动。使得轨枕本体3整体呈倾斜状态。
在此过程中，由于轨枕本体3是一个旋转动作，使得图中右侧轨枕本体3会向左发生轻微偏移，此时，由于支撑凹槽32曲率的存在，使得螺杆帽53与轨枕本体3的接触位置发生变化，避免了轨枕本体3对螺杆帽53产生水平作用力，也就避免了系统的干涉或损坏。
同理，当需要外轨降为水平高度时，动力源54执行与上述过程相反的动作即可。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
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