[发明专利]一种高横向稳定性的轨道减振扣件及其变刚度方法

权利要求书

1.一种高横向稳定性的轨道减振扣件，包括设于钢轨（1）下端的轨道减振器（5）和位于轨道减振器（5）下方的轨枕（2），其特征在于，所述轨道减振器（5）为一体式的金属-橡胶复合结构，所述轨道减振器（5）和轨枕（2）之间设有底支座（3），通过底支座（3）容纳轨道减振器（5）且对轨道减振器（5）进行限位以提高减振扣件的横向稳定性。

2.根据权利要求1所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述底支座（3）固定于轨枕（2）上端，底支座（3）包括开口向上的容纳槽（4），轨道减振器（5）限位于容纳槽（4）内。

3.根据权利要求2所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述轨道减振器（5）包括金属顶板（6）、金属底板（7）和橡胶硫化体（9），所述橡胶硫化体（9）硫化在金属顶板（6）和金属底板（7）之间而使得轨道减振器（5）形成一体式结构；将所述一体式轨道减振器（5）设置成压剪结合结构来进一步提高减振扣件的横向稳定性。

4.根据权利要求3所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述金属顶板（6）、橡胶硫化体（9）和金属底板（7）包括从内向外相互匹配的倒锥形侧壁一（10）、倒锥形橡胶隔振周壁（12）和倒锥形侧壁二（11），倒锥形橡胶隔振周壁（12）硫化在倒锥形侧壁一（10）和倒锥形侧壁二（11）之间；通过相互配合的倒锥形侧壁一（10）、倒锥形橡胶隔振周壁（12）和倒锥形侧壁二（11）使得减振扣件在承受剪切力的同时产生压缩力来提高减振扣件的横向稳定性。

5.根据权利要求4所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述金属顶板（6）位于钢轨（1）下端，倒锥形侧壁一（10）为金属顶板（6）的外侧周壁；倒锥形橡胶隔振周壁（12）包括包覆在倒锥形侧壁一（10）外侧的内隔振周壁（13）；金属底板（7）包括容纳橡胶硫化体（9）的容纳腔（8），倒锥形侧壁二（11）为容纳腔（8）的内周壁，倒锥形橡胶隔振周壁（12）包括包覆在倒锥形侧壁二（11）内侧的外隔振周壁（14）。

6.根据权利要求5所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述橡胶硫化体（9）包括延伸并包覆在金属底板（7）外侧的耐磨橡胶薄壁（16）；减振扣件通过金属底板（7）压装于底支座（3）的容纳槽（4）内并通过耐磨橡胶薄壁（16）与槽壁紧密贴合。

7.根据权利要求6所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述容纳腔（8）为与底支座（3）连通的空腔；橡胶硫化体（9）包括包覆在金属顶板（6）底部的隔振底壁（15），所述隔振底壁（15）上设有若干向容纳腔（8）内延伸的阶梯式减振凸台。

8.根据权利要求7所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述减振凸台包括下端与金属底板（7）下端齐平的大凸台（17）和高度小于大凸台（17）的小凸台（18），所述大凸台（17）和小凸台（18）间隔均布于隔振底壁（15）上，通过小凸台（18）形成保护刚度；所述大凸台（17）、小凸台（18）的侧周壁的宽度朝向底支座（3）逐渐缩小。

9.根据权利要求8所述的高横向稳定性的轨道减振扣件，其特征在于，所述金属顶板（6）和橡胶硫化体（9）上包括相互匹配的限位孔（19），限位孔（19）内设有限位块（20）；限位块（20）、金属底板（7）和轨枕（2）上设有相互匹配的连接孔（21）；轨道减振器（5）和底支座（3）通过连接孔（21）设有双头锚固螺栓（22）以锁紧在轨枕（2）上；所述双头锚固螺栓（22）上部设有预压抵紧在限位块（20）上的限位弹簧（23）和位于限位弹簧（23）上端的限位螺母（24）。

10.一种轨道减振扣件的变刚度方法，使权利要求1-9中所述的轨道减振扣件产生非线性变刚度，其特征在于，通过大凸台（17）和小凸台（18）先后配合受载产生逐渐增大的非线性刚度并产生保护刚度，具体变刚度步骤如下：

S1：当钢轨（1）承受垂向载荷时，金属顶板（6）向下产生垂向位移；

S2：通过橡胶硫化体（9）的倒锥形橡胶隔振周壁（12）与倒锥形侧壁一（10）和倒锥形侧壁二（11）相配合产生剪切力和压缩力，通过压剪结合方式来增强横向稳定性；

S3：大凸台（17）逐渐压缩并与底支座（3）接触，同时产生逐渐增大的非线性刚度；

S4：当大凸台（17）往下的位移逐渐增大时，小凸台（18）开始接触底支座（3），并产生逐渐增大的一级保护刚度；

S5：随着金属顶板（6）的垂向位移继续增大，隔振底壁（15）开始接触底支座（3），产生二级保护刚度。