复合式铁路轨枕制造技术

一种铁路轨枕包括一由混合物制成的外壳，该混合物是５０％（按体积计）的高密度回用聚乙烯和５０％（按体积计）的来自于回用轮胎的粒状生胶。外壳包括一上部和一下部，它们相互配合形成一可将一根或多根梁安装在其内的空腔。每一梁包括一位于所述轨枕的钢轨支承区下方的孔，一由与外壳相同的复合材料制成的嵌件安装在所述钢轨支承区下方的梁内部。一可流动的混凝土混合物将形成在所述外壳内部的空腔填满，所述空腔包括形成在各梁内部的空腔。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁路轨枕及其制造方法。自铁路问世以来，铁路轨枕几乎全都是由木头制成的。木制轨枕由道碴石保持在位，而钢轨则利用垫板和大方钉而相连接。这是一种使用方便且广为采用的系统。木制轨枕可接受和保持道钉，从而可以将钢轨和垫板系固系统固定于轨枕上。木制轨枕在载荷作用下会发生弯曲。这种弯曲的有利性仅在于它有助于提供一种较柔和的行驶性。但是，弯曲也会增大支承用道碴弹出和离开轨枕的移动量或振动量。这样就会增加维护成本。这种弯曲还会使道钉向上振动或运动从而会使道钉松动，由此也增加了维护成本。木制轨枕损坏，因此必须定期予以更换，这样也进一步增加了维护成本。后来有人提出采用木头之外的其它材料来制成铁路轨枕。例如，授予Murray的美国专利No.5,238,734揭示了一种由回用轮胎碎段和一种环氧混合物相混合而成的混合物制成的铁路轨枕。其它揭示了利用复合材料来制造铁路轨枕的专利包括美国专利No.4,150,790(Potter)和美国专利No.4,083,491(Hill)。虽然由复合材料制成的轨枕的使用寿命明显长于传统木制轨枕，但是，它不能提供足够耐用以承受干线铁路轨道的重复不断的沉重载荷的复合轨枕。木制轨枕和复合轨枕往往会使道碴石振动离开钢轨，因此需要频繁地进行道碴整补。在已有技术中还已知用各种材料来增强强度的混凝土轨枕，诸如在美国专利No.1,566,550(McWilliam)中所揭示的轨枕。但是，传统的混凝土轨枕太硬且易碎，从而不能采用传统和标准的系固系统(垫板和大方钉)。混凝土轨枕采用了在轨枕制造过程的混凝土固化阶段中予以附连的预制系固件。而且，每一轨枕必须被单独加载因此阻碍了模制。由于混凝土轨枕较刚硬并且是非柔性的，因此初看上去它们好象是较有利的，并且可以提供一种较刚硬的轨道组件，可提高侧向稳定性和便于轨距的控制，延长钢轨寿命，并且可以大大节省机车燃料。但是，由于不存在道碴石振动现象而好象显著降低的维护成本实际上已变成了另一种维护成本。混凝土轨枕如此坚硬以致于可将其下方的道碴石研碎，这样就产生了一种类似沙地或较柔软的支承系统。本专利技术的铁路轨枕结合了木制轨枕和混凝土的最佳特征。本专利技术具有混凝土轨枕的所有优点，同时还由复合外壳增加了“减震”和“抗冲击”的特性。这有助于消除道碴石的粉碎。事实上，道碴石本身会埋入这种复合材料内，从而有助于将它保持在位。因此，本专利技术提供了一种外壳，它最好由50/50的高密度聚乙烯(诸如来自于回用家用容器)的混合物制成，其中，增强梁已被安装在所述外壳内部的腔室内。这种新型系统还采用了传统的系固系统。嵌件放置在梁内，由与所述外壳相同的复合材料制成，所述梁的上表面形成有孔，这样就可以将道钉钉入得穿过所述外壳、所述孔，然后钉入各嵌件中。橡胶和塑料的混合物能够充分地塑性变形，从而能以一种与将道钉钉入传统木制轨枕相同的方式将道钉钉入穿过所述外壳然后钉入各嵌件。橡胶可以赋予复合材料一“握紧特性”，该特性已被证实与木头相比，橡胶可以更好地保持住道钉。然后用混凝土填满所述腔室，包括位于梁内部的那部分腔室以及各嵌件之间的腔室。最好由钢制成的梁可以使轨枕变得刚硬，从而可以防止混凝土粉碎。如果需要与较大的轴重相适应，则可以采用由具有更重型的钢来制造管形梁，它可以使所述梁变得刚硬，从而可以提供较大的正弯曲力矩。弯曲力矩越大，轨道模量就越佳。因此，根据本专利技术制造的轨枕具有一可以被控制以最佳地满足产品使用者需要的弯曲力矩同时还具有一为7″×9″的标准横截面尺寸；任何一种满足铁路要求的混凝土轨枕其横截面都必须是8″×10″。除7″×9″轨枕之外的任何一种轨枕都不能用作一替换轨枕，因为每年需更换14,000,000根轨枕。调节所述弯曲力矩且保持在7″×9″横截面范围内的能力是本专利技术的一个极为有利且独特的优点。因此，本专利技术提供了一种将传统的木制轨枕和混凝土轨枕的优点相结合的铁路轨枕。这种轨枕具有混凝土轨枕所具有的耐用性和承载能力，而复合材料具有减震性和减振性，因此，在由这种轨枕支承的轨道上行驶的列车就可以平稳地行驶。道碴石可如木制轨枕那样夹在壳体材之间，这样，道碴就不能被粉碎或发生移动。由于所述轨枕的刚度可以加以控制，因此，可以优化所述轨枕以提供平稳行驶性能，但它可以对轨枕的塑性变形和移动加以限制，这样，轨枕就不会象木制轨枕那样使道碴石振动而离开所述钢轨。附图说明图1是根据本专利技术原理制造的铁路轨枕以及由轨枕支承的钢轨的立体图2是大体上沿图1中线2-2截取的横向剖视图；图3是大体上沿图2中线3-3截取的某一局部的纵向剖视图；图4是图1所示轨枕的立体分解图，它示出了在将混凝土增强材料安装在所述轨枕内部之前的所述轨枕的各内部构件；图5是与图4相类似的视图，但它示出了本专利技术另一实施例；图6是与图4和图5相类似的视图，但它示出了本专利技术的又一实施例；图7是一种用来制造由复合材料制成的本专利技术各组份的紧凑型掺合机的示意图。现请参阅附图，根据本专利技术原理制造的轨枕由编号10总的示出并且以一种对于本
中的熟练人员来说众所周知的方式支承住大体上相互平行的铁路钢轨12。轨枕10包括一由编号14总的示出的外壳，它形成有一上表面16、一下表面18和彼此相互对置的侧面20、22。如图4所示，钢轨支承区24形成在轨枕10的上表面16上，垫板26由系固件28安装在钢轨支承区24上。传统的道钉30穿过垫板26内的孔32并钉入铁路轨枕10内，这将在下文中予以描述，以将钢轨12固定于轨枕10。端盖32将轨枕12的两端封住。所述外壳14包括一上部34和一下部36，它们由一种适当的粘合剂，最好是一种可以从Mactac Corporation买到的航空用聚氨酯粘合剂沿着它们的内表面38固定在一起。所述外壳的上、下部34、36由一种将在下文中描述的复合材料制成。在装配时，所述外壳14形成一由编号40总的示出的腔室。一对狭长的、管形增强梁42、44位于所述空腔40内、分别位于侧壁20和22附近。每一管形梁42、44均包括一在装配轨枕时与所述外壳上部34相贴合的上表面46；一置于所述外壳下部36上的下表面48；一与所述外壳的相应壁20、22的内表面相贴合的侧面50；以及彼此相互面对并且相互协作从而在其间形成一由编号55总的示出的纵向容积的内表面52、54。所述管形梁42和44的表面46、48、50、52彼此相互协作从而在每一管形梁42、44内部形成一腔室56。突起58自所述外壳14的上、下部34、36突伸出来并且突伸入空腔40内，以与侧壁52的上、下部相啮合，由此将管形梁42、44定位在空腔40内部的适当位置。每一管形梁42、44均具有一对在轨枕10的钢轨支承区24下方延伸的孔(图中仅示出了每一梁的其中一个孔，以编号60标示)。一对复合嵌件(在图4中仅示出了每一梁的其中一个嵌件，以编号62标示)藉助将它们自所述梁的相应端开始向内推一直到所述嵌件62与孔60相对准为止而安装在每一梁42、44内。所述嵌件62由与外壳14相同的复合材料制成，这将在下文中予以具体描述。在梁42、44的每一侧壁52、54内、在侧壁52、54的那一在孔60之间延伸的部分内均设置有一些开口64(图3)。正如可以从图4中看到的那样，梁42、44的端部终止在与所述外壳14本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路轨枕，它包括一坚固的内芯和一钢轨支承区，所述钢轨支承区由一种能充分地塑性变形从而能将用来保持所述钢轨的系固件插入其内的材料制成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克C谢伊，
申请(专利权)人：普里米克斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]