一种轨距挡板及其生产方法以及轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用.pdf

本发明公开了一种轨距挡板及其生产方法以及轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，轨距挡板由玄武岩纤维合成材料制成，玄武岩纤维合成材料的组分和组分的重量份配比包括：玄武岩纤维20～60份；聚氨酯20～40份；环氧树脂15～40份；稀释剂5～20份。轨距挡板的生产方法包括配料、玄武岩纤维织布、浇注、固化成型和毛坯切割等步骤。本发明首次将玄武岩纤维的抗拉和绝缘特性利用于钢轨扣件之中，在确保轨枕与钢轨之间连接牢靠的同时，实现了钢轨和轨枕之间的电气绝缘，能够将两条钢轨之间的道床电阻提高至2Ω·km及以上，极大改善了ZPW-2000系列无绝缘轨道电路的工作环境。

1.  一种轨距挡板，其特征在于：所述轨距挡板由玄武岩纤维合成材料制成，所述玄武岩纤维合成材料的组分和组分的重量份配比包括：
玄武岩纤维20～60份；
聚氨酯20～40份；
环氧树脂15～40份；
稀释剂5～20份。

2.  一种如权利要求1所述轨距挡板的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)配料：将按比例称取的聚氨酯、环氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在20～25℃范围内；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。

3.  一种如权利要求1所述轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，所述钢轨扣件系统包括钢轨(1)、轨枕(2)、轨距挡板(3)、挡板座(4)、弹条(5)、螺旋道钉(6)和螺母(7)，其特征在于：在钢轨(1)的下方设置轨枕(2)，该 轨枕(2)与钢轨(1)之间设有橡胶垫板(8)，在所述橡胶垫板(8)的左右两侧对称设置挡板座(4)，挡板座(4)由绝缘材料制成，每个挡板座(4)的上方均设有轨距挡板(3)，轨距挡板(3)的绝缘阻值不小于10⁸Ω，且轨距挡板(3)由螺母(7)锁紧在螺旋道钉(6)上，螺旋道钉(6)的下端伸入并固定于轨枕(2)中，所述轨距挡板(3)的外端压迫在挡板座(4)上，轨距挡板(3)的内端压迫在钢轨(1)上。

4.  根据权利要求3所述的轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，其特征在于：所述橡胶垫板(8)和挡板座(4)均位于轨枕(2)顶部开设的沉槽中，该沉槽的槽底壁与槽侧壁之间具有115-125°的夹角，所述挡板座(4)与轨枕(2)顶部沉槽的槽底壁及槽侧壁紧贴。

5.  根据权利要求3或4所述的轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，其特征在于：所述挡板座(4)由玄武岩纤维合成材料制成。

6.  根据权利要求3所述的轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，其特征在于：所述轨距挡板(3)外低内高倾斜设置，该轨距挡板(3)的外端向下凹陷，形成一条沿前后方向延伸的凸棱(3a)，该凸棱(3a)嵌入挡板座(4)上对应设置的适配槽中，所述凸棱(3a)的背面形成一条定位槽，所述弹条(5)的外端向下弯折后嵌入该定位槽中；所述轨距挡板(3)的内端搭接在钢轨(1)上，在轨距挡板(3)内端的底部一体形成有凸条(3b)，所述凸条(3b)向内由钢轨(1)底部的端面限位。

7.  根据权利要求3或6所述的轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，其特征在于：所述弹条(5)为“ε”形。

8.  根据权利要求3所述的轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，其特征在于： 在所述弹条(5)与螺母(7)之间设有平垫圈(9)，该平垫圈(9)套装于螺旋道钉(6)上。

9.  根据权利要求3或8所述的轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用，其特征在于：所述轨枕(2)上供螺旋道钉(6)安装的孔为上小下大的锥孔，该锥孔的孔壁与螺旋道钉(6)之间填充有硫磺锚固剂。

一种轨距挡板及其生产方法以及轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用
技术领域
本发明涉及铁路轨道，特别涉及一种轨距挡板及其生产方法以及轨距挡板在钢轨扣件系统中的应用。
背景技术
随着我国铁路的高速发展，作为信号系统检查列车占用/空闲状态及发送行车指令的重要设备，ZPW-2000系列无绝缘轨道电路已经成为中国列车控制系统(CTCS)的重要组成部分之一，其工作的稳定性直接影响列车的安全运行。由于ZPW-2000系列无绝缘轨道电路是把铁路钢轨作为系统电路构成的一部分，导致系统与外部环境全方位的接触，从而，外部环境的任何变化都有可能引起轨道电路的电气特性发生变化，尤其我国地域开阔，南方北方气候条件差异较大，四季温度、湿度不同，给轨道电路的正常工作带来极大的影响。钢轨和轨枕的连接是靠钢轨扣件系统实现，当前，我国有碴轨道的扣件系统在整体性能方面主要考虑了强度和耐用性等机械性能，没有专门要求钢轨扣件系统的电气绝缘特性。因此，钢轨扣件系统在复杂环境中可能成了钢轨和轨枕之间的连接导体，很容易将低阻值的道床特性传递至钢轨上，直接影响ZPW-2000系列无绝缘轨道电路的正常工作(目前我国有碴轨道要求道床电阻不小于2.0Ω·km，而在南方的夏季，许多线路的道床电阻都无法达到该要求，有时道床电阻甚至低于0.6Ω·km)。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种具有绝缘效果的轨距挡板，其技术方案如下：一种轨距挡板，所述轨距挡板由玄武岩纤维合成材料制成，所述玄武岩纤维合成材料的组分和组分的重量份配比包括：
玄武岩纤维20～60份；
聚氨酯20～40份；
环氧树脂15～40份；
稀释剂5～20份。
采用以上组分制成的轨距挡板，具有高耐候、高绝缘、阻燃等特性，并且绝缘性能受湿度影响小，在具备绝缘效果的同时，结构强度好，不易发生变形或损坏。
本发明的目的之二在于提供一种轨距挡板的生产方法，其技术方案如下：一种轨距挡板的生产方法，包括以下步骤：
1)配料：将按比例称取的聚氨酯、环氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在20～25℃范围内；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化 成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。
以上轨距挡板的生产方法工序少、工艺简单，生产操作简便，并且生产效率高。通过修改或更换模具，通过生产出不同造型的轨距挡板，能够满足各种实际需要。
本发明的目的之三在于提供一种绝缘型钢轨扣件系统，其技术方案如下：一种钢轨扣件系统中，所述钢轨扣件系统包括钢轨(1)、轨枕(2)、轨距挡板(3)、挡板座(4)、弹条(5)、螺旋道钉(6)和螺母(7)，其特征在于：在钢轨(1)的下方设置轨枕(2)，该轨枕(2)与钢轨(1)之间设有橡胶垫板(8)，在所述橡胶垫板(8)的左右两侧对称设置挡板座(4)，挡板座(4)由绝缘材料制成，每个挡板座(4)的上方均设有轨距挡板(3)，轨距挡板(3)的绝缘阻值不小于10⁸Ω，且轨距挡板(3)由螺母(7)锁紧在螺旋道钉(6)上，螺旋道钉(6)的下端伸入并固定于轨枕(2)中，所述轨距挡板(3)的外端压迫在挡板座(4)上，轨距挡板(3)的内端压迫在钢轨(1)上。
采用以上技术方案，轨枕与钢轨之间设置橡胶垫板，钢轨与弹条之间以及弹条与轨枕之间由玄武岩纤维制成的轨距挡板隔开，这样有效实现了钢轨和轨枕之间的电气绝缘，轨距挡板的绝缘阻值不小于10⁸Ω，能够将两条钢轨之间的道床电阻提高至2Ω·km及以上，极大改善了ZPW-2000系列无绝缘轨道电路的工作环境。同时，轨距挡板的强度：硬度不小于105HRR，压缩残余变形量不得大于0.4mm；耐用性：经6次冲击试验应不破裂；剪切性能≥4.5kN，剪切角为90°，偏差为±1°等机械性能指标满足使用要求，能够确保轨枕与钢轨之间连接 既牢固又可靠，不会影响整个钢轨扣件系统的使用寿命。
所述橡胶垫板(8)和挡板座(4)均位于轨枕(2)顶部开设的沉槽中，该沉槽的槽底壁与槽侧壁之间具有115-125°的夹角，所述挡板座(4)与轨枕(2)顶部沉槽的槽底壁及槽侧壁紧贴。以上方案一方面结构紧凑，能够有效降低高度尺寸；另一方面，挡板座与轨枕结合紧密，挡板座不会发生位移，能进一步提高轨距挡板安装的稳固性。
所述挡板座(4)由玄武岩纤维合成材料制成制成，不仅便于加工，能确保结构强度，而且具有电气绝缘特征，提高了扣件的电气绝缘性能。
所述轨距挡板(3)外低内高倾斜设置，该轨距挡板(3)的外端向下凹陷，形成一条沿前后方向延伸的凸棱(3a)，该凸棱(3a)嵌入挡板座(4)上对应设置的适配槽中，所述凸棱(3a)的背面形成一条定位槽，所述弹条(5)的外端向下弯折后嵌入该定位槽中；所述轨距挡板(3)的内端搭接在钢轨(1)上，在轨距挡板(3)内端的底部一体形成有凸条(3b)，所述凸条(3b)向内由钢轨(1)底部的端面限位。以上结构轨距挡板的内外两端定位可靠，能有效防止发生侧向位移，这样通过弹条压迫锁紧轨距挡板的可靠性更好，使轨距挡板安装更稳固。
所述弹条(5)为“ε”形。以上结构弹条造型简单，易于加工制作，并且弹条的内外两端具有足够的弹力，能够将轨距挡板压迫更紧，使钢轨在轨枕上安装更牢靠。
作为优选，在所述弹条(5)与螺母(7)之间设有平垫圈(9)，该平垫圈(9)套装于螺旋道钉(6)上。
所述轨枕(2)上供螺旋道钉(6)安装的孔为上小下大的锥孔，该锥孔的 孔壁与螺旋道钉(6)之间填充有硫磺锚固剂。以上结构能够使螺旋道钉安装更牢靠，并且螺旋道钉与轨枕之间绝缘，也能够避免将低阻值的道床特性传递至钢轨上。
有益效果：本发明首次将玄武岩纤维的抗拉和绝缘特性利用于轨距挡板之中，使轨距挡板绝缘性及结构强度好，并且生产工艺简单，生产效率高；本发明在确保轨枕与钢轨之间连接牢靠的同时，实现了钢轨和轨枕之间的电气绝缘，拆装操作既方便又快捷，在确保轨枕与钢轨之间连接牢靠的同时，实现了钢轨和轨枕之间的电气绝缘，能够将两条钢轨之间的道床电阻提高至2Ω·km及以上，极大改善了ZPW-2000系列无绝缘轨道电路的工作环境。
附图说明
图1为钢轨扣件系统的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1、图2所示，钢轨扣件系统由钢轨1、轨枕2、轨距挡板3、挡板座4、弹条5、螺旋道钉6、螺母7、橡胶垫板8和平垫圈9等构成。其中，在钢轨1的下方设置轨枕2，该轨枕2的顶部开设有沉槽，沉槽内的中间位置设置橡胶垫板8，橡胶垫板8位于钢轨1的正下方，钢轨1通过橡胶垫板8支撑于轨枕2上；沉槽的槽底壁与槽侧壁之间具有115-125°的夹角，沉槽内的左右两边对称设置挡板座4，挡板座4由绝缘材料制成，并优选由玄武岩纤维合成材料制成，挡板座4与轨枕2顶部沉槽的槽底壁及槽侧壁紧贴。在挡板座4与橡胶垫板8之间设有螺旋道钉6，螺旋道钉6沿竖直方向布置，螺旋道钉6的下端伸入并固定于 轨枕2中。轨枕2上供螺旋道钉6安装的孔为上小下大的锥孔，该锥孔的孔壁与螺旋道钉6之间填充有硫磺锚固剂。
如图1、图2所示，在每个挡板座4的上方均设有轨距挡板3，该轨距挡板3为矩形，轨距挡板3的材料与挡板座4相同，即也由玄武岩纤维合成材料制成，轨距挡板3的绝缘阻值不小于10⁸Ω。轨距挡板3穿套于螺旋道钉6上，轨距挡板3外低内高倾斜设置，左边一块轨距挡板3的左端为外端，右端为内端；右边一块轨距挡板3的右端为外端，左端为内端。轨距挡板3的外端向下凹陷，形成一条沿前后方向延伸的凸棱3a，该凸棱3a嵌入挡板座4上对应设置的适配槽中，在凸棱3a的背面(轨距挡板3外端的上表面)形成一条定位槽。轨距挡板3的内端搭接在钢轨1上，在轨距挡板3内端的底部一体形成有凸条3b，凸条3b向内由钢轨1底部的端面限位。
如图1、图2所示，在轨距挡板3的上方设置弹条5，该弹条5优选为“ε”形，轨距挡板3由螺母7锁紧在螺旋道钉6上，使轨距挡板3的外端压迫在挡板座4上，轨距挡板3的内端压迫在钢轨1上。在弹条5与螺母7之间设有平垫圈9，该平垫圈9套装于螺旋道钉6上。
以上钢轨扣件系统中的轨距挡板3是这样生产的：
实施例1
本实施例的轨距挡板所采用玄武岩纤维合成材料的重量百分比成分为：
玄武岩纤维20％，聚氨酯30％，环氧树脂30％，稀释剂20％。
生产方法为：
1)配料：按照以上比例称取聚氨酯、环氧树脂和稀释剂，并将聚氨酯、环 氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在20℃；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。
实施例2
本实施例的轨距挡板所采用玄武岩纤维合成材料的重量百分比成分为：
玄武岩纤维40％，聚氨酯25％，环氧树脂20％，稀释剂15％。
生产方法为：
1)配料：按照以上比例称取聚氨酯、环氧树脂和稀释剂，并将聚氨酯、环氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在22℃；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化 成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。
实施例3
本实施例的轨距挡板所采用玄武岩纤维合成材料的重量百分比成分为：
玄武岩纤维60％，聚氨酯20％，环氧树脂15％，稀释剂5％。
生产方法为：
1)配料：按照以上比例称取聚氨酯、环氧树脂和稀释剂，并将聚氨酯、环氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在25℃；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。
实施例4
本实施例的轨距挡板所采用玄武岩纤维合成材料的重量百分比成分为：
玄武岩纤维20％，聚氨酯35％，环氧树脂40％，稀释剂5％。
生产方法为：
1)配料：按照以上比例称取聚氨酯、环氧树脂和稀释剂，并将聚氨酯、环氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在25℃；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。
实施例5
本实施例的轨距挡板所采用玄武岩纤维合成材料的重量百分比成分为：
玄武岩纤维20％，聚氨酯40％，环氧树脂35％，稀释剂5％。
生产方法为：
1)配料：按照以上比例称取聚氨酯、环氧树脂和稀释剂，并将聚氨酯、环氧树脂和稀释剂投入搅拌釜中进行搅拌，直至搅拌充分均匀，形成树脂混合液，搅拌过程中的温度控制在25℃；
2)玄武岩纤维织布：根据设计要求将玄武岩纤维排布成网格状分布并织成布，然后将若干层布垂直摆放并排列整齐；
3)浇注：采用浇注头在玄武岩纤维布排列宽度内来回摆动，使树脂混合液均匀浇注至玄武岩纤维布层表面；
4)固化成型：浸润过树脂的玄武岩纤维布进入滚动模具内，在模具内固化成型，形成轨距挡板毛坯；
5)毛坯切割：将轨距挡板毛坯按所需尺寸进行切割。
以上实施例中，稀释剂选用不挥发且百分百固含的活性稀释剂，如丙烯基缩水甘油醚或乙二醇双缩水甘油醚等。