一种一次成型轨枕制造技术

本申请公开了一种一次成型轨枕，所述成型轨枕由平行于轨枕的第一区域和第二区域组成，所述第一区域用于固定道钉；所述第一区域的高度小于或等于所述轨枕的高度，所述第一区域的密度是所述第二区域密度的1.1倍至5倍；所述第一区域和所述第二区域包含纤维和树脂；所述纤维的排布方向与所述轨枕的长度方向平行。本申请公开的一种新型合成轨枕及其制备方法。具有整体平均密度低、节省材料，局部强度高，道钉锁定能力强的优点。定能力强的优点。定能力强的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种一次成型轨枕


[0001]本文涉及但不限于轨道交通以及复合材料技术及制品，尤其涉及但不限于一次成型合成轨枕及其制备方法。

技术介绍

[0002]合成轨枕是以天然有机物或人工合成高分子材料为基体，以短纤维或连续纤维增强的一类轨枕的统称，常见的包括玻璃纤维增强聚氨酯发泡材料轨枕、聚乙烯或聚丙烯基热塑性轨枕、橡胶基热固性轨枕、竹木等天然纤维合成轨枕等等。合成轨枕具有木枕相当的密度、强度和加工性能，便于工程设计、现场施工及应用维护，同时具有材料不吸水(或吸水率极低)、耐老化腐蚀强等诸多优点，成为理想的木枕替代材料，在轨道交通领域得到了越来越多的应用。
[0003]在铁路系统，轨枕是传递载荷、稳固的轨道的重要部件之一。道钉系统固定在轨枕上，锁紧扣件系统，并进而通过扣件系统控制钢轨几何形位。通常，合成轨枕使用与木枕类似的标准螺纹道钉。初次安装时，先对枕木本体进行预钻孔(该孔径略小于道钉直径)，然后直接将螺纹道钉旋转拧入到设计深度，即可达到固定扣件的目的。
[0004]合成轨枕所用材料密度、压缩强度等特性与木材类似，但远小于混凝土或金属材料，且脆性较大；而且由于制造工艺所限，不可避免地也会存在一些局部孔洞、疏松、浸渍不均等缺陷，这些都会导致合成轨枕本体“不够坚实”。金属道钉等锚固件需承受较大的轮轨载荷，其通过螺纹紧固在相对“疏松”的枕木基体中。在使用过程中，道钉长期承受列车运行带来的循环荷载，合成轨枕与道钉结合部位局部的应力集中，易造成结合面枕木材料的局部“压溃”或“塌陷”，造成对道钉的握裹力不足，道钉逐渐松动，失去锁定作用，若不及时处理，将造成较大安全隐患。特别是大铁明桥面一般为货运或客货混线，该线路具有列车轴重大、年运输量大的特殊性，因此对轨枕道钉锚固力等性能要求高，但由于桥梁承重条件的限制，桥梁设计时尽可能的降低自身重量以增加承载能力，所以大铁明桥面上的轨枕须具备轻质、高强的特点。

技术实现思路

[0005]以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制本申请的保护范围。
[0006]本申请提供了一种一次成型合成轨枕及其制作方法，拟采用局部加强的方式来保证道钉锁紧效果，同时不增加，甚至降低合成轨枕(单位长度横截面)的密度，从而在提供较大道钉锚固强度的同时不增加或降低枕木的重量，以及成本。采用的方法是：控制道钉锚固区域的纤维含量、分布(和纤维种类)，使合成轨枕在该区域密度、强度等达到较高水平；同时，控制轨枕其他区域的纤维含量等，从而控制截面的平均密度和玻璃纤维含量等在相对较低的水平。
[0007]本申请涉及轨道交通领域，以及复合材料技术及制品领域。具体为一种局部加强，
提高道钉稳固性并防止松动，同时可以有效降低制品重量和成本的一次成型合成轨枕及其制备方法。
[0008]为了克服目前普通低密度合成轨枕道钉易松动，高密度合成轨枕重量大、部分区域性能过剩，公开了一种新型合成轨枕及其制备方法。具有整体平均密度低、节省材料，局部强度高，道钉锁定能力强的优点。
[0009]本申请提供了一种轨枕，由第一区域和第二区域组成，所述第一区域用于固定道钉；所述第一区域的高度小于或等于所述轨枕的高度，所述第一区域的密度是所述第二区域密度的1.1倍至5倍；所述第一区域和所述第二区域包含纤维和树脂；所述第一区域和第二区域可以为多个。所述第一区域和第二区域为贯穿轨枕长度方向的柱体，所述第一区域和所述第二区域可以与所述轨枕长度方向平行，所述柱体可以为圆柱体或多棱柱体。
[0010]在本申请提供的一种实施方式中，所述纤维的排布方向与所述轨枕的长度方向平行。
[0011]在本申请提供的一种实施方式中，所述纤维的长度与所述轨枕的长度相同；
[0012]所述第一区域可以被第二区域包裹在内部，也可以第一区域和第二区域的表面平齐，使得第一区域和第二区域并排组成所述轨枕。
[0013]所述第一区域用于固定道钉，为道钉与轨枕的固定连接提供主要作用力。
[0014]在本申请提供的一种实施方式中，所述第一区域的密度为0.7g/cm3至2.2g/cm3；
[0015]在本申请提供的一种实施方式中，所述第一区域的高度为80mm至160mm。
[0016]在本申请提供的一种实施方式中，所述第一区域的横截面积大于所述道钉嵌入所述轨枕中的最大处的横截面积。
[0017]在本申请提供的一种实施方式中，所述第一区域中纤维和树脂的重量比为(1:1)至(7:3)；所述第二区域中纤维和树脂的重量比为(1:1)至(3:7)。
[0018]在本申请提供的一种实施方式中，所述纤维为连续纤维；
[0019]在本申请提供的一种实施方式中，所述树脂选自不饱和树脂、环氧树脂、酚醛树脂和聚氨酯树脂中的任一种或更多种。
[0020]在本申请提供的一种实施方式中，所述连续纤维选自玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和硼纤维中的任意一种或更多种。
[0021]在本申请提供的一种实施方式中，还使用增强纤维对轨枕进行增强，所述增强纤维方向随机；所述增强纤维选自长切纤维、短切纤维和纤维织物的任一种或更多种；
[0022]在本申请提供的一种实施方式中，所述增强纤维的用量为所述连续纤维的5wt.％至10wt.％。
[0023]又一方面，本申请提供了上述轨枕的制备方法，包括以下步骤：
[0024]1)分别按照第一区域和第二区域的尺寸和密度比，对所述纤维进行排布，所述纤维排布均匀；
[0025]2)所述第一区域和第二区域的所述纤维排布完成后按比例分别浇筑树脂使得所述纤维和所述树脂混合均匀；
[0026]3)步骤2)得到的混合物成型后即得到局部加强的合成轨枕，实现总纱数不变甚至降低，目标区域纱数增加，从而使单位重量和成本不变或降低的目标。可选地，所述轨枕的制备过程由以上步骤组成。
[0027]又一方面，上述轨枕的制备方法，包括以下步骤：
[0028]a)均匀排布所述纤维，所述树脂浇筑所述纤维，使得所述纤维表面覆盖有所述树脂；
[0029]b)所述纤维穿过纤维限位装置，使得所述纤维的排布尺寸与所述轨枕的设计尺寸相同；
[0030]c)将所述纤维浸渍在树脂中，使得所述纤维与所述树脂混合均匀，将混合物成型后即得所述轨枕；实现总纱数不变甚至降低，目标区域纱数增加，从而使单位重量和成本不变或降低的目标。可选地，所述轨枕的制备过程由以上步骤组成。
[0031]在本申请提供的一种实施方式中，所述纤维限位装置被配置成能够将所述第一区域和第二区域的纤维按照所述轨枕的设计数量和设计尺寸进行排布。
[0032]本申请通过控制道钉拧紧区域的纤维含量、分布(和纤维种类)，使合成轨枕在该区域密度、强度等达到较高水平；同时，控制轨枕其他区域的纤维含量等，从而控制截面的平均密度和玻璃纤维含量等在相对较低的水平，即通过局部加强的方式保证了道钉锁紧效果，同时不增加甚至降低合成轨枕单位长度重量。
[0033]纤维限位装置可以是一种孔板结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一次成型轨枕，其特征在于，由第一区域和第二区域组成，所述第一区域用于固定道钉；所述第一区域和第二区域为贯穿轨枕长度方向的柱体，所述第一区域的高度小于或等于所述轨枕的高度，所述第一区域的密度是所述第二区域密度的1.1倍至5倍。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：瞿连辉，刘振，候学杰，刘家宏，贺科伟，郑东洋，
申请(专利权)人：洛阳科博思新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：