專利名稱：軌道固定栓的制作方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及鐵路的一種軌道固定栓，用于直接對安放在軌枕上或水泥路基鐵路的軌道的下部凸緣部施壓，使其緊緊地固定在軌枕上或軌道支承物上，從而防止鐵路的軌道脫出，尤其涉及一種鐵路的軌道固定栓，該固定栓由于處于兩個以上分開的支承點支承的狀態(tài)中，因此大大延長了使用期限。
圖1是顯示通常鐵路上所用軌道固定栓的透視圖，圖2是由軌道固定栓固定著的鐵軌的鐵路立體透視圖，圖3A和3B顯示的是鐵路常用的軌道固定栓的正視圖和側(cè)視圖，而圖4是沿圖2的IV-IV線所截的縱剖面圖。
如圖1所示，通常所用的軌道固定栓是通過把一根圓桿形材料彎成e形做成的，并在其端部有一個直線型的鉸鏈部1a，在鉸鏈部1a的另一頭平行地安排上一個力偶部1b，并且有一個壓條1c從力偶部1b伸出，繞過鉸鏈部1a然后平行于鉸鏈1a安排，處于與力偶部1b相對的部位。
如圖2所示，在鐵路通常所用的軌道固定栓1中，鉸鏈1a被插入嵌在軌枕2中固定栓底座3(后文稱為底座)的固定孔3a中，并且用之把它固定在底座3上的方式是壓條1c被安裝在軌道5的凸緣部分5a上，并且在底座3上形成與之相對的力偶部1b。
在鐵路通常所用的固定栓1上，底座3抵消了基于反作用力R1和反作用力R2產(chǎn)生的力偶，從而保持了力和力矩的平衡狀態(tài)，以使軌道5被固定在軌枕2或者固定在軌道支承物上，所述反作用力R1是對于固定孔3a上部作用于鉸鏈部1a頂部的垂直方向的力，所述反作用力R2是通過圖2中壓在軌道5的凸緣部分5a上的壓條1c作用于力偶部1b底部的向上的力，所述軌道5的凸緣部分5a由于兩個軌枕2之間的火車在垂直方向的載荷而承受著一個力偶的作用。換言之，由于運(yùn)行在兩個軌枕(或軌道支承物)間在軌道被分開的方向上運(yùn)行的火車的垂直載荷而在軌枕上產(chǎn)生的這個力偶，垂直向上作用于壓栓1的壓條部分1c的下部，同時產(chǎn)生了如圖3a所示的相對于壓條部分1c和力偶部1b之間連接部位(圖1中的部位A)的力矩MF1和如圖3b所示相對于鉸鏈部1a的力矩MF2。如圖3a和3b所示，通常所用的軌道固定栓1有一個來自底座3沿垂直方向的反作用力R1作用在鉸鏈部1a上方的部位；而軌枕2有一個垂直向上的反作用力R2通過底座3作用在力偶部1b上。相對于力偶部1b和壓條1c之間的連接部位A，基于反作用力R1作用著一個阻力矩MR1，相對于力偶部1b和壓條1c之間的連接部位A作用著一個阻力矩MR2，以及一個相對于鉸鏈部1a作用著一個阻力矩MR3，從而保持了力與力矩間的一種平衡狀態(tài)，以致于軌道5不會被分離。作用在固定栓的每個部位上的力實際上是以分布的載荷施加的。在上述分析中，假定各種力都是作用于每個部分的中心的集中載荷。
在常規(guī)的軌道固定栓和軌道凸緣之間，力和力矩的平衡狀態(tài)，可以表達(dá)如下F＝R1+R2MF1＝MR1+MR2MF2＝MR3然而，在常規(guī)的軌道固定栓中，由于在壓條部分1c和力偶部1b之間的聯(lián)結(jié)部位A中有扭應(yīng)力集中，由于受到從力偶作用點起算的軸向或水平方向的力偶的作用，在這個部位上作用著最大的軸向力矩MF1和最大的水平方向力矩MF2，因而使連結(jié)部位A的使用壽命變短。因此，在使用常規(guī)的軌道固定栓的情況下，由于受到火車的沖擊載荷的反復(fù)作用，軌道固定栓聯(lián)結(jié)部位的疲勞應(yīng)力逐漸積累，從而使這個聯(lián)結(jié)部位受到損壞，導(dǎo)致維護(hù)費(fèi)用增加。此外，火車的各種部分也會受到切割和飛出的固定栓的碎粒的損害，以致使工人和乘客都可能受到固定栓碎粒的傷害。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種鐵路用軌道固定栓，使鐵路的軌道固定在鐵路的軌道支承物上，這種軌道固定栓包括一個插入部分，該插入部分包括一個直線桿材制成的力偶部分，和一個從力偶一端延伸出的鉸鏈部分，被安置在力偶部分之上且與力偶部相平行；軌道固定栓還包括一個支承部分，該支承部分有一個協(xié)同工作部分和一個壓條部分，協(xié)同工作部分從鉸鏈部分延伸出來，并且以一定的水平距離平行于鉸鏈部分，而壓條部分是從這個協(xié)同工作部分延伸出來，與它平行地安放在協(xié)同工作部分下方用于壓住鐵路路軌凸緣的上表面。
還要把一個安裝部分安裝在細(xì)長孔中，其方式是，讓一部分鉸鏈沿力偶部分和鉸鏈部分的方向嵌入。
支承部分和插入部分對稱。
支承部分和插入部分沿豎直方向上布設(shè)。
支承部分和插入部分沿相反的方向上有一定的交角。
支承部分和插入部分的交角為45°。
力偶部分和鉸鏈部分的長度大于壓條部分和協(xié)同工作部分的長度。
為了達(dá)到上述目的，提供了一種鐵路用軌道固定栓，使鐵路的軌道固定在鐵路的軌道支承物上，這種軌道固定栓包括一個插入部分，其中有一個直線桿形的鉸鏈部分和一個從鉸鏈部分一端延伸出來位于其上方并平行于鉸鏈部分的力偶部分，并把它插入鐵路軌道支承物的固定器具的一個細(xì)長孔中，軌道固定栓還包括一個支承部分，該支承部分包括一個從力偶部分的另一端延伸出來的第二協(xié)同工作部分，位于力偶部分上方并與它平行；有一個從第二個協(xié)同工作部分延伸出來的第一協(xié)同工作部分，與第二協(xié)同工作部分在水平方向有一定距離并與第二協(xié)同工作部分平行；還有一個壓條部分，從第二協(xié)同工作部分延伸出來，在其下方并與該協(xié)同工作部分平行，用于壓住鐵路路軌的凸緣部分的上表面。
為了達(dá)到上述目的，提供了一種鐵路用軌道固定栓，用于使鐵路的軌道固定在鐵路的軌道支承物上，這種軌道固定栓包括一個插入部分，其中有一個直線桿形的鉸鏈部分，和一個從鉸鏈部分一端延伸出來位于該鉸鏈部分上方平行于該鉸鏈部分的力偶部分，并把它插入鐵路軌道支承物固定工具的一個細(xì)長孔中，軌道固定栓還包括一個支承部分，其中有一個協(xié)同工作部分，從力偶部分的另一端延伸出來，位于該力偶部分的上方并與該力偶部分平行；有一個壓條部分，從該協(xié)同工作部分延伸出來，在該協(xié)同工作部分的下方并且與插入部分平行且在水平方向有一定距離，用于壓住鐵路路軌的凸緣部分的上表面。
最佳實施方案的詳細(xì)敘述下面參照


本發(fā)明的實施方案。
圖5是按照本發(fā)明的第一實施方案設(shè)計的鐵路軌道固定栓的透視圖，圖6顯示使用狀態(tài)下的軌道固定栓，圖7A和圖7B是軌道固定栓的側(cè)視圖，而圖8是沿著圖6中VIII--VIII線剖開的剖面圖。
如圖5所示，鐵路的軌道固定栓10是一根彎曲的鋼材，它包含一個彼此平行的U形插入部分和支承部分11和12，插入部分11有一個直線的桿形力偶部分11a和一個鉸鏈部分11b，后者從力偶部分11a延伸出來，位于力偶部分11a上方，并與力偶部分11a平行；支承部分12有一個協(xié)同工作部分12a，它從鉸鏈部分11b延伸出來，位于鉸鏈部分11b的另一側(cè)并與鉸鏈部分11b平行，還有一個壓條部分12b，它從協(xié)同工作部分12a延伸出來，位于協(xié)同工作部分12a下方，并與協(xié)同工作部分12a平行。
如圖6-圖8所示，按照本發(fā)明第一實施方案的鐵路的軌道固定栓10中，在水泥路基的鐵路上安放一個緩沖底座9，并且把支承部分12的壓條部分12b插入軌道支承物7的固定器具8的細(xì)長孔8a中，插入的狀態(tài)是，支承部分12的壓條部分12b被置于軌道的凸緣部分5a上，而軌道支承物7由一個嵌入的螺栓固定住。
在按照本發(fā)明的第一實施方案的軌道固定栓中，由于在兩個軌道支承物8之間火車的垂直載荷以及一個如圖7A和圖7B所示的豎直向下的推斥力Rv，軌道支承部分的軌道5承受一個力偶，從而固定器件8的細(xì)長孔8a的上表面通過與凸緣部分5a有關(guān)的壓條部分12b施加壓力到鉸鏈部分11b上；同時如圖7所示，由于有與鉸鏈部分11a的內(nèi)側(cè)和力偶部分11b的外側(cè)有關(guān)的水平推斥力RH1和RH2存在，形成了阻力矩MH1和MH2，因而在力和力矩之間維持了一種平衡狀態(tài)，從而使軌道5與軌道支承物7緊緊地嚙合在一起。
如圖7A和7B所示，運(yùn)行于軌道支承物8之間的火車的垂直載荷引起的力偶作用在軌道的凸緣部分5a(圖6)上時，該力偶被傳遞到軌道固定栓10的壓條部分12b上，并且產(chǎn)生一個垂直向上的力F，從而向上抬升固定栓10，并且基于壓條部分12b和插入部分11之間有一定水平距離，該力F會產(chǎn)生一個力矩MW，還會對在鉸鏈部分11b和協(xié)同工作部分12a之間的連接部分13產(chǎn)生一個力矩ML。按照本發(fā)明的第一實施方案的固定栓10在彈性限度之內(nèi)呈現(xiàn)彈性形變，積累著彈性能量，并且承受著力F和力矩MW和ML的部分作用，力和力矩的其它部分由Rv，MV，MH1和MH2所抵消，從而維持了力的平衡狀態(tài)，其中Rv是帶有固定栓10的固定器具8對鉸鏈11b的上部施加的推斥力，MV是由推斥力Rv以及固定器具8對力偶部分11a的內(nèi)側(cè)和外側(cè)作用的推斥力RH1和RH2產(chǎn)生的阻力矩，MH1和MH2是由推斥力RH1和RH2產(chǎn)生的阻力矩。因此，可以防止因火車載荷而受到力F的力矩作用的軌道5與軌道支承物7(或軌枕)分離。在鐵路上，當(dāng)火車沿軌道運(yùn)行時，由于火車載荷和一種扭力載荷的存在，軌道5會承受一個力偶F。在本發(fā)明中由于扭力載荷很弱，無需假定它的效應(yīng)存在。
按照本發(fā)明的第一實施方案，軌道固定栓10儲存軌道5的凸緣部分5a發(fā)出的作為彈性形變能的提升力F從而消耗這個能量，固定器件8抵消作用在軌道固定栓10上的推斥力Rv，RH1和RH2，從而支承軌道5。特別是，由于從壓條部分12b的末端到鉸鏈11b起始點的長度長，并且彈性限度大，以彈性形變能形式儲存和消耗的力度也大，由軌道的提升力F產(chǎn)生的力矩MV，MH1和MH2至少分布在固定器件8的三個點上，也就是說，在鉸鏈部分11b的上部，力偶部分11a的內(nèi)側(cè)表面以及鉸鏈11b的外側(cè)表面上，可以防止由于力矩作用而產(chǎn)生的扭曲應(yīng)力在某一部位集中。
由于按照本發(fā)明第一實施方案的鐵路的軌道固定栓具有高許可強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，在所用的材料量相同的情況下，這種軌道固定栓相對于以往常用的軌道固定栓來說，具有極好耐用性。此外，由于結(jié)構(gòu)對稱，按照本發(fā)明的第一實施方案的軌道固定栓很好地適用于軌道左右兩側(cè)，通過直接插入支承部分12就可固定在固定器件8上，因而裝配作業(yè)也非常好作，同時鐵路建設(shè)和維護(hù)的工作效率會大大提高。
如圖9所示的第一例，按照本發(fā)明第一實施方案的鐵路軌道固定栓10包含有安裝部分110和120，它們在鉸鏈部分11b和協(xié)同工作部分12a的豎直向下方向有一個臺階“t”，當(dāng)插入軌道支承物7的固定器件8的細(xì)長孔8a時，安裝部分110和120安放在細(xì)長孔8a中，從而穩(wěn)固地固定到固定器件8上。圖10顯示的是按照本發(fā)明第一實施方案設(shè)計的鐵路軌道固定栓的第二個例子，軌道固定栓20的插入部分21和支承部分22向相反方向斜置，確定傾斜角的原則是，要使完成裝配操作以及調(diào)節(jié)凸緣部分5a和固定器件8之間距離更便捷。插入部分21與支承部分22之間的交角在0°-90°之間，最好是45°。
圖12是按照本發(fā)明第二實施方案設(shè)計的軌道固定栓，它包括一個插入部分31，該插入部分31包括一個直線桿形的鉸鏈部分31b以及一個力偶部分31a，所述力偶部分31a從鉸鏈部分31b的一端延伸出來，安排在鉸鏈部分31b之上并與鉸鏈部分31b平行；該軌道固定栓還包括一個支承部分32，該支承部分31包括一個第二協(xié)同工作部分32a從鉸鏈部分31b延伸出來，繞過力偶部分31a并安放在力偶部分31a上方并與力偶部分31a平行，還有一個第一協(xié)同工作部分32b，與第二協(xié)同工作部分在水平方向上有一定距離并與該第二協(xié)同工作部分平行；以及一個壓條部分32c，它從第二個協(xié)同工作部分32b延伸出來，在第二協(xié)同工作部分32b下方并與第二協(xié)同工作部分32b平行。
圖13和14所示的是按照本發(fā)明第二實施方案設(shè)計的鐵路軌道固定栓30，一個有一個鉸鏈部分31b和一個力偶部分31a的插入部分31，被插入軌道支承物7的固定器件8的細(xì)長孔8a中，并且壓住軌道5的凸緣部分5a，在軌道支承物8之間的火車的垂直載荷在垂直向上的方向上形成一個力偶作用到凸緣部分5a上。也就是說，基于圖7A和7B中存在的推斥力Rv以及圖7A存在的水平推斥力RH1和RH2產(chǎn)生圖7A中的阻力矩MH1和MH2，從而固定元件8的細(xì)長孔8a的上表面沿豎直向下方向作用到力偶部分31a上，并且作用在對力偶部分31b的外側(cè)及鉸鏈部分31a的內(nèi)側(cè)施加的，圖7A所示水平的排斥力RH1和RH2上，從而保持力與力矩之間的平衡狀態(tài)，這樣把軌道5緊密地固定在軌道支承物7上。
在鐵路的軌道固定栓30中，在直接壓住凸緣部分5a的壓條部分32c和鉸鏈部分31b之間的第一和第二協(xié)同工作部分32b和32a彈性地形變，從軌道上大比例地吸收了力偶，并且消耗為彈性形變能。因此大大減少了鉸鏈部分31b上應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而增加了許可強(qiáng)度。
圖15是按照本發(fā)明的第二實施方案設(shè)計的軌道固定栓40的第一個例子。在壓栓40的情況下，從按照本發(fā)明第二方案設(shè)計的圖12中的固定栓30的結(jié)構(gòu)中移走了其中的第二協(xié)同工作部分32b。插入部分41包括一個鉸鏈部分41b和一個力偶部分41a；支承部分42包括一個協(xié)同工作部分42a，它從力偶部分41a的另一端延伸出來，安放在力偶部分41a上方并與力偶部分41a平行，還有一個壓條部分42b，從協(xié)同工作部分42a延伸出來，安放在協(xié)同工作部分42a下方并與協(xié)同工作部分42a平行。如圖16所示，插入部分41和支承部分42的剖面呈三角形。
在按照本發(fā)明第二實施方案設(shè)計的軌道固定栓中，由于插入部分41和支承部分42有一個逆沖剖面結(jié)構(gòu)，與本發(fā)明其它實施方案設(shè)計的軌道固定栓相比，它的尺寸可以作得小并具有一定強(qiáng)度。因此可以減少材料總量的消耗，使造價降低，并且因體積小而容易攜帶和安裝。
圖17和18，是本發(fā)明第二實施方案設(shè)計的軌道固定栓的第二個例子的一些圖件。在固定栓50的情況下，從按本發(fā)明第二實施方案的圖12的軌道固定栓30的結(jié)構(gòu)中移走了其中的第一和第二協(xié)同工作部分32a和32b。也就是說，軌道固定栓50包括上下互相平行的一個力偶部分51a和一個鉸鏈部分51b，還包括一個壓條部分52，壓條部分52從鉸鏈部分51b延伸出來，與鉸鏈部分51b平行，因而形成一個n型結(jié)構(gòu)，如圖18所示。
按本發(fā)明第二實施方案設(shè)計的軌道固定栓，力偶部分51a加上壓條部分52其總長度短，因而耗材量小，造價降低，并且有由于體積小而易于攜帶和安裝的效果。
如上所述，按本發(fā)明的鐵路的軌道固定栓，有兩個以上分離的點被支承在固定于軌枕或水泥鐵路路基的固定器件上，因而扭應(yīng)力在某些部位集中的現(xiàn)象得以減少，使用壽命得以增加。
因此，在鐵路采用本發(fā)明設(shè)計的軌道固定栓的情況下，由于壽命延長，可以大大的減少鐵路的維護(hù)費(fèi)，并且防止由于火車的重復(fù)沖擊載荷作用而累積的疲勞(應(yīng)力)導(dǎo)致軌道固定栓損壞而損害軌道的情況發(fā)生。
由于本發(fā)明可以在不違背其精神和基本特色的情況下用幾種方式實現(xiàn)，因而除非特指之處，應(yīng)該理解，上述實施方案并不受限于前文敘述的那些細(xì)節(jié)，相反，它應(yīng)該在附屬的權(quán)利要求書中所劃定的精神和范圍內(nèi)廣義地構(gòu)成，因而符合及落入權(quán)利要求書的范圍的所有改動和修正或者這些范圍的等同體，都要為附屬的權(quán)利要求書所涵蓋。
權(quán)利要求
1.在一種用于將鐵路軌道相對于軌道支承物固定的軌道固定栓中，一種軌道固定栓，包含一個插入部分，其中有一個直線桿形的力偶部分，和一個從力偶部分一端延伸出的鉸鏈部分，被安置在該力偶部分之上且與該力偶部分相平行；以及一個支承部分，包括一個協(xié)同工作部分和一個壓條部分，協(xié)同工作部分從鉸鏈部分延伸出來，并且以一定的水平距離平行于鉸鏈部分，而壓條部分是從這個協(xié)同工作部分延伸出來，與它平行于該協(xié)同工作部分地安放在該協(xié)同工作部分下方用于壓住鐵路路軌凸緣的上表面。
2.權(quán)利要求1所述的軌道栓，其特征在于，還包含一個安裝在細(xì)長孔中的安裝部分，其安裝方式是，讓鉸鏈的一部分沿力偶部分的方向沉入該鉸鏈部分中。
3.權(quán)利要求1所述的軌道栓，其特征在于，所述支承部分和插入部分對稱。
4.權(quán)利要求1所述的軌道栓，其特征在于，所述支承部分和插入部分沿豎直方向安排。
5.權(quán)利要求1所述的軌道栓，其特征在于，所述支承部分和插入部分在相對的方向上有一定的交角。
6.權(quán)利要求1所述的軌道栓，其特征在于，所述支承部分和插入部分的交角為45°。
7.權(quán)利要求1所述的軌道栓，其特征在于，所述力偶部分和鉸鏈部分的長度大于壓條部分和協(xié)同工作部分的長度。
8.在一種用于將鐵路軌道相對于軌道支承物固定的軌道固定栓中，一種軌道固定栓，包含一個插入部分，其中有一個直線桿形的鉸鏈部分和一個從鉸鏈部分一端延伸出來位于該鉸鏈部分上方并與該鉸鏈部分平行安排的力偶部分，并且被插入鐵路軌道支承物的固定工具的一個細(xì)長孔中；以及，一個支承部分，其中有一個第二協(xié)同工作部分從力偶部分的另一端延伸出來，位于該力偶部分上方并與該力偶部分平行；有一個第一協(xié)同工作部分從第二個協(xié)同工作部分延伸出來，與第二協(xié)同工作部分在水平方向有一定距離并與之平行；還有一個壓條部分，從第二協(xié)同工作部分延伸出來，在該第二協(xié)同工作部分下方并與該第二協(xié)同工作部分平行，用于壓住鐵路路軌的凸緣部分的上表面。
9.在一種用于將鐵路軌道相對于軌道支承物固定的軌道固定栓中，一種軌道固定栓，包含一個插入部分，其中有一個直線桿形的鉸鏈部分和一個從鉸鏈部分一端延伸出來，位于該鉸鏈部分上方平行于該鉸鏈部分的力偶部分，并且被插入鐵路軌道支承物固定工具的一個細(xì)長孔中；以及一個支承部分，該支承部分包括一個協(xié)同工作部分，從力偶部分的另一端延伸出來，位于該力偶部分上方并與該力偶部分平行；還有一個壓條部分，從該協(xié)同工作部分延伸出來，在該協(xié)同工作部分下方并且在水平方向上有一定距離地與插入部分平行，用于壓住鐵路路軌的凸緣部分的上表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵路的一種軌道固定栓，用于直接對安放在軌枕上或水泥路基鐵路的軌道的底部凸緣施壓，使其緊緊地固定在軌枕上或軌道支承物上，從而防止鐵路的軌道脫出，尤其要使其在處于有兩個以上分開的支承點支承的狀態(tài)中，具有大大延長的使用期限。這個鐵路用軌道固定栓包括一個插入部分，其中有一個線型圓材制成的力偶部分，和一個從力偶一端延伸出的鉸鏈部分，被安置在力偶部分之上且與其該力偶部分平行；軌道固定栓還包括一個支承部分，該支承部件包括一個協(xié)同工作部分和一個壓條部分，協(xié)同工作部分從鉸鏈部分延伸出來，并且以一定的水平距離平行于鉸鏈部分，而壓條部分是從這個協(xié)同工作部分延伸出來，與該協(xié)同工作部分平行地安放在該協(xié)同工作部分下方用于壓住鐵路路軌凸緣的上表面。
文檔編號E01B9/00GK1391627SQ00815835
公開日2003年1月15日 申請日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月18日
發(fā)明者張泳吉 申請人:張泳吉, 李啟琠, 鄭范采