一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉的製作方法

2023-06-02 16:57:06

一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，由標準鋼軌翼軌和叉心拼裝構成，以錳鋼叉心為核心，與標準鋼軌翼軌及標準鋼軌叉跟軌用高強度螺栓副拼裝，叉心心軌底面形狀設計嵌合設置在標準鋼軌翼軌鋼軌軌底上表面上，心軌所受垂向力直接傳遞在標準鋼軌翼軌軌底。本發明的有益效果是，轍叉有害空間區域及心軌尖端區域採用錳鋼材質叉心心軌、翼軌、間隔鐵連鑄與鋼軌拼接相結合，減少連接零件，避免翼軌及叉跟軌與叉心非同時受力時靠單獨間隔鐵傳力和限位引起的相互垂向移動，提高轍叉的整體性。錳鋼叉心改善了整鑄固定型高錳鋼轍叉大框架結構型式而易於實現深度硬化，從而通過提高轍叉初始硬度繼而提高轍叉的耐磨性，減少維修工作量。同時可發揮高錳鋼材質可在線焊補修理的優勢，降低使用成本，提高轍叉的使用壽命。
【專利說明】一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鐵路線路道岔的錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，屬於鐵路路軌的改進【技術領域】。
【背景技術】
[0002]道岔是使機車車輛實現由一條線路進入或越過另一條線路的連接與交叉設備。轍叉是鐵路線路實現列車交叉運行的關鍵設備，是使車輪由一股鋼軌越過另一股鋼軌的設備。由於車輪走行的要求，使銳角轍叉形成兩側為翼軌，中間為叉心(心軌)的特殊結構形式。現有道岔設計中轍叉按構造形式可分為固定型轍叉和活動型轍叉；按結構分為組合式和整體鑄造式。高錳鋼材質整體鑄造式和合金鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉在我國120km/h以下車速的鐵路運營線路中為常用的類型。
[0003]高錳鋼具有良好的韌性和加工硬化性能，在強衝擊載荷的作用下具有耐磨和裂紋敏感性低(裂紋延展慢)的優點，因此安全係數高。且高錳鋼根據鐵路技規可實施在線焊補維修，由此可大幅度降低運輸成本。但高錳鋼因完全奧氏體組織故初始硬度較低，在加工硬化性能未顯現之前，耐磨性差初始磨耗量大，如未實施深度硬化處理，上道初期會給鐵路工務的維修造成較大的修磨工作量。
[0004]貝氏體系列合金鋼叉心鋼軌拼裝轍叉，叉心部分承受衝擊載荷的部分採用貝氏體組織合金元素製造，具有較高的硬度和較高的綜合力學性能，克服了高錳鋼初始硬度低的弊病。但貝氏體合金鋼叉心在線一旦發生裂紋未及時發現則呈脆性斷裂，對行車安全構成極大的威脅，且無論是裂紋還是剝落掉塊缺陷，貝氏體合金鋼均不可進行在線焊補維修。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於充分發揮高錳鋼材質裂紋敏感性低，安全係數高的特性，同時保證了強烈衝擊部位可進行深度硬化及磨耗後修復的可能，開發高錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，以增加轍叉的使用壽命。
[0006]本發明解決上述問題所採用的技術方案是:這種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，由翼軌和錳鋼叉心拼裝構成，以錳鋼叉心為核心與標準鋼軌翼軌及標準鋼軌叉跟軌用高強度螺栓副拼裝，叉心心軌底面形狀設計嵌合設置在標準鋼軌翼軌鋼軌軌底上表面上，心軌所受垂向力直接傳遞在標準鋼軌翼軌軌底。
[0007]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，叉心主要受衝擊段LI為錳鋼連鑄翼軌，即翼軌採用錳鋼與心軌及間隔鐵連鑄成一體結構，連鑄部分底面側面與標準鋼軌翼軌軌腰及軌底上表面嵌合。
[0008]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述的連鑄一體結構的起點是轍叉咽喉前方IOOmm處，終點是心軌50_斷面對應位置，前後設有過渡段。
[0009]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，叉心主要受衝擊段LI的錳鋼連鑄翼軌側面形狀與標準鋼軌翼軌軌腰側面嵌合。[0010]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述叉心主要受衝擊段LI，轍叉叉心軌牆下部形狀設計直接與標準鋼軌翼軌軌底上面嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標準鋼軌翼軌軌底。
[0011]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述轍叉叉心軌牆單側厚度d提高到60_。
[0012]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述心軌的厚度8從下面增加到45mm以上。
[0013]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，在錳鋼叉心跟端與標準鋼軌翼軌及標準鋼軌叉跟軌連接部位，叉心軌牆下部形狀設計與標準鋼軌叉跟軌軌底上面嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標準鋼軌叉跟軌軌底。
[0014]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述錳鋼連鑄間隔鐵分段鑄造在連鑄翼軌外側，連鑄間隔鐵側面形狀直接與標準鋼軌翼軌的軌腰嵌合。
[0015]本發明的有益效果是，轍叉有害空間區域及心軌尖端區域採用錳鋼叉心即心軌、翼軌、間隔鐵連鑄與標準鋼軌鋼軌拼接相結合，減少了連接零件，避免翼軌及叉跟軌與叉心非同時受力時靠單獨間隔鐵傳力和限位引起的相互垂向移動，提高了轍叉的整體性。連鑄部分底面側面與標準鋼軌翼軌軌腰及軌底上表面嵌合，實現了心軌所受垂向力直接傳遞在翼軌軌底。對提高產品在線使用的穩定性即提高使用壽命減少維修量具有顯著效果，錳鋼叉心的使用也保證了磨耗後在線焊補修復的可能。
[0016]高錳鋼製作的叉心採用了增大實體技術，使轍叉擔負承載作用的頂面及支撐作用的側面實體面積增加即橫斷面面積增加。提高橫向及垂向抗彎模量，使敏感部位的實際應力值得到降低；心軌加厚可有效保證軌頂工作面的鑄造質量，特別是工作面的密實程度的提高，利於深度硬化的實現，提高安全保證程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是錳鋼叉心鋼軌拼裝式固定型轍叉示意圖
[0018]圖2是圖1中的錳鋼連鑄叉心部分示意圖
[0019]圖3是圖1轍叉受衝擊部位A-A視圖
[0020]圖4是錳鋼叉心跟端與翼軌及叉跟軌連接部位B-B視圖
[0021]圖5是現有技術貝氏體合金鋼軌拼裝轍叉對應本發明A-A部位視圖
[0022]圖6是現有技術貝氏體合金鋼軌拼裝轍叉對應本發明B-B部位視圖
[0023]圖7是現有固定型整鑄式高錳鋼轍叉受衝擊部位對應本發明A-A部位視圖
[0024]圖中:
[0025]1、標準鋼軌翼軌；1-1、軌底上面；，
[0026]2、錳鋼叉心；2_1、連鑄翼軌；2_2、心軌；
[0027]2-3、連鑄間隔鐵(叉心上所有側面凸起部分)；
[0028]2-4、叉心軌牆；2_5、心軌寬度50mm斷面；
[0029]2_6、;1_1、軌頭際尖立而；2_7、叉;1_1、跟立而；
[0030]3、標準鋼軌叉跟軌；3-1、標準鋼軌叉跟軌之軌底上面；
[0031]4、鑄鋼間隔鐵；5、聞強度螺栓副；6、轍叉咽喉；
[0032]7、連鑄翼軌起點(距咽喉100mm) ;8、鋼軌墊圈；
[0033]L1、連鑄翼軌部分:該部分主體起自咽喉前IOOmm至心軌50mm斷面對應位置，前後設有過渡段；
[0034]L2、心軌總長；5、心軌厚度；d、軌牆厚度。
【具體實施方式】
[0035]下面結合附圖對本發明進一步說明，本發明的基本創新點是以錳鋼(ZG100Mnl3)叉心2為核心與標準鋼軌翼軌I及標準鋼軌叉跟軌3用高強度螺栓副5拼裝，如圖1所示。叉心心軌底面形狀設計嵌合設置在標準鋼軌翼軌I鋼軌軌底上表面1-1上，心軌所受垂向力直接傳遞在標準鋼軌翼軌軌底。高錳鋼製作的叉心基體具有良好的裂紋延遲性，可避免脆斷現象發生；還可以利用成熟的在線焊補技術對受損輪軌作用面進行修復，大幅度提高轍叉使用壽命，使設備的安全性得到高度保證。
[0036]本發明錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉的主要創新點如圖2、圖3、圖4所示，叉心主要受衝擊段LI為錳鋼連鑄翼軌2-1，即翼軌採用錳鋼與心軌2-2及間隔鐵2-3連鑄成一體結構，連鑄一體結構的起點7是轍叉咽喉6前方IOOmm處，終點是心軌50mm斷面2-6對應位置，前後設有過渡段。連鑄部分底面側面與標準鋼軌翼軌軌腰及軌底上表面嵌合。具體技術方案包括:
[0037]1、連鑄翼軌2-1側面形狀與標準鋼軌翼軌軌頭側面嵌合，如圖3所示；
[0038]2、叉心主要受衝擊段LI，錳鋼叉心軌牆2-4下部形狀設計直接與標準鋼軌翼軌軌底上面1-1嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到翼軌軌底，避免心軌、翼軌分別與墊板接觸造成的軌底不平，易造成連接螺栓受剪切力狀況。如圖3所示；
[0039]3、在錳鋼叉心跟端與標準鋼軌翼軌I及標準鋼軌叉跟軌3連接部位，叉心軌牆2-4下部形狀設計與標準鋼軌叉跟軌軌底上面3-1嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標準鋼軌叉跟軌軌底，避免心軌、叉跟軌分別與墊板接觸造成的軌底不平，易造成連接螺栓受剪切力狀況的發生。如圖4所示。
[0040]連鑄間隔鐵是本發明的突出創新點:連鑄間隔鐵2-3分段鑄造在連鑄翼軌2-1外側，連鑄間隔鐵側面形狀設計直接與標準鋼軌翼軌I的軌腰嵌合。錳鋼連鑄隔鐵實現了叉心與翼軌的直接連接，減少既有貝氏體合金鋼拼裝轍叉的叉心外間隔鐵，減少了連接零件，提高轍叉整體性能。
[0041]本發明另一個突出創新點是轍叉採用了增大實體的技術方案:
[0042]1、轍叉叉心軌牆2-4單側厚度d由整鑄轍叉25mm左右提高到60mm左右，使橫斷面面積增加，如圖3所示；
[0043]2、心軌2-2的厚度5由整鑄轍叉的35mm左右，提高到45mm左右，如圖3所示。
[0044]轍叉實體增大提高橫向及垂向抗彎模量，使敏感部位的實際應力值得到降低；頂面加厚可有效保證工作面的鑄造質量，特別是輪軌作用面(圖2中LI和L2範圍)的密實程度的提高，利於深度硬化的實現。
【權利要求】
1.一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，由翼軌和叉心拼裝構成，其特徵包括:以錳鋼叉心(2)為核心與標準鋼軌翼軌(I)及標準鋼軌叉跟軌(3)用高強度螺栓副(5)拼裝，叉心心軌底面形狀設計嵌合設置在標準鋼軌翼軌(I)鋼軌軌底上表面(1-1)上，心軌所受垂向力直接傳遞在標準鋼軌翼軌軌底。
2.根據權利要求1所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:叉心主要受衝擊段LI為錳鋼連鑄翼軌(2-1)，即翼軌採用錳鋼與心軌(2-2)及間隔鐵(2-3)連鑄成一體結構，連鑄部分底面側面與翼軌軌腰及軌底上表面嵌合。
3.根據權利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:所述的連鑄一體結構的起點(7)是轍叉咽喉(6)前方IOOmm處，終點是心軌50mm斷面(2-6)對應位置，前後設有過渡段。
4.根據權利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:連鑄翼軌(2-1)側面形狀與標準鋼軌翼軌軌腰側面嵌合。
5.根據權利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:所述叉心主要受衝擊段LI，轍叉叉心軌牆(2-4)下部形狀直接與標準鋼軌翼軌軌底上面(1-1)嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到翼軌軌底。
6.根據權利要求5所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:所述轍叉叉心軌牆(2-4)單側厚度d提高到60mm。
7.根據權利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:所述心軌(2-2)的厚度8從下面增加到45mm以上。
8.根據權利要求1所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:在錳鋼叉心(2)跟端與標準鋼軌翼軌(I)及標準鋼軌叉跟軌(3 )連接部位，叉心軌牆(2-4)下部形狀設計與標準鋼軌叉跟軌軌底上面(3-1)嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標準鋼軌叉跟軌軌底。
9.根據權利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特徵包括:所述連鑄間隔鐵(2-3)分段鑄造在連鑄翼軌(2-1)外側，連鑄間隔鐵側面形狀直接與標準鋼軌翼軌的軌腰嵌合。
【文檔編號】E01B7/10GK103669119SQ201310737516
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】鹿廣清, 劉輝, 謝祖飛, 魏建明, 湯鐵兵, 劉春城 申請人:中鐵山橋集團有限公司