一種鐵路無縫線路鋼軌接頭的製作方法

2023-09-17 05:22:50

專利名稱：一種鐵路無縫線路鋼軌接頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵路無縫線路鋼軌接頭裝置，尤其能克服現有鐵路無縫線路鋼軌接頭焊縫的疲勞斷裂，提高鋼軌接頭焊縫的抗疲勞壽命，使列車高速運行安全性進一步提高。
現有鐵路無縫線路是將一段一段鋼軌焊接起來組成，其鋼軌端頭截面與鋼軌自身的縱向幾何中心線相垂直，即鋼軌接頭焊縫與鋼軌的縱向幾何中心線相垂直，當車輪經過接頭焊縫時所產生的應力(彎曲應力，剪切應力)是全部直接作用到焊縫上，從結構力學角度看，焊縫的這種受力狀況是極不合理的，容易造成鋼軌接頭焊縫處的疲勞斷裂。儘管人們採用了各種措施提高焊縫質量，但由於這種結構受力的不合理性，在實際使用運行中，久而久之，鋼軌接頭焊縫疲勞斷裂時有發生，到目前為止，在鐵路無縫線路中鋼軌接頭疲勞斷裂仍然是影響列車安全運行的一個薄弱環節。
本發明的目的是提供一種新的鐵路無縫線路鋼軌接頭裝置，在鋼軌接頭處使其焊縫受力狀況得到改善，增強鋼軌接頭焊縫的抗疲勞性能，使列車高速運行安全性進一步提高。
本發明的技術解決方案是鋼軌(1)，鋼軌(2)及連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)組成鐵路無縫線路鋼軌接頭，本發明的特徵在於上述的鋼軌(1)，鋼軌(2)的端頭是斜截面，該截面與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線成一銳角α，即連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線成銳角α，從而實現鋼軌接頭焊縫(3)受力狀況的改善。
採用本發明的技術解決方案後，連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)在車輪經過時只是部份受力，很大一部份應力被焊縫(3)兩側的鋼軌(1)，鋼軌(2)所承擔，這就大大改善了焊縫(3)的受力狀況，提高了鋼軌接頭焊縫處的抗疲勞壽命，使列車高速運行安全性進一步提高。
以下對本發明說明書附圖做簡要說明

圖1是現有無縫線路鋼軌接頭結構俯視圖。
圖2是本發明結構主視3是本發明圖2中A-A剖視圖。
下面結合說明書附圖詳細描述本發明實施例說明書附圖2給出了本發明鐵路無縫線路鋼軌接頭結構俯視圖，其結構是鋼軌(1)，鋼軌(2)及連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)組成鐵路無縫線路鋼軌接頭，具體說明鋼軌(1)，鋼軌(2)的端頭是斜截面，該截面與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線成一銳角α。 α角的選定原則當α角過小焊縫將加長，給焊接造成困難；當α角過大，效果將不明顯，所以只能適當兼顧，建議α角約在30°至45°為宜，或tan=0.618，具體數值可通過試驗確定。鋼軌(1)，鋼軌(2)的端頭斜截面的製造，在大批量應用中，接設計要求由鋼軌生產廠家直接提供這種端頭為斜截面的鋼軌，這並不增加多少成本。關於焊縫的焊接工藝，可採用現已較成熟的焊軌技術進行。現將本發明鋼軌接頭抗疲勞斷裂性能提高問題做進一步說明說明書附圖3，是說明書附圖2中A-A剖視圖，也正是車輪經過鋼軌接頭處時，當車輪與鋼軌工作面的交線與A-A重合時，鋼軌接頭的應力截面圖，從該截面圖上可以看出，車輪正壓力只是部份地作用到焊縫(3)上，很大一部份壓力是作用在焊縫(3)兩側的鋼軌(1)，鋼軌(2)上，從而改善了焊縫(3)的受力狀況。另外，現有鐵路無縫線路鋼軌接頭焊縫斷裂情況多發生在冬季，由於鋼軌的熱脹冷縮，在冬季，由於鋼軌(1)，鋼軌(2)自身的冷縮必然對焊縫(3)造成巨大的拉力，與車輪經過焊縫(3)時，車輪對焊縫(3)的正壓力(主要是彎曲應力)所產生的拉力相疊加，一起作用到焊縫(3)上，這就是現有鐵路無縫線路鋼軌接頭焊縫疲勞斷裂多發生在冬季的原因。本發明的技術方案洽洽增強了焊縫(3)的抗拉能力，現做簡要分析假若焊縫(3)與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線成銳角α，且tanα=0.618，根據勾股定理，可計算出此時鋼軌接頭斜焊縫長度為鋼軌接頭垂直焊縫長度的1.9倍，可以粗略地說此時鋼軌按頭焊縫(3)的抗拉強度比鋼軌接頭垂直焊縫抗拉強度提高到1.9倍，用同樣方法可以計算出當α=45°時，斜接頭焊縫抗拉強度比垂直接頭焊縫抗拉強度提高到1.41倍。綜上所述，採用本發明將大大提高鐵路無縫線路鋼軌接頭使用壽命，本發明不權適用於鐵路，也適用於城市地鐵，輕軌，有軌電車。
本發明的推廣應用將產生巨大的經濟效益社會效益，本領域技術人員在不超出本發明權利要求保護範圍可以多種方式實現這一構思。
權利要求
1.一種鐵路無縫線路鋼軌接頭裝量，是由鋼軌(1)，鋼軌(2)及連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)組成。本發明的特徵在於上述的鋼軌(1)，鋼軌(2)的端頭是斜截面，該截面與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線成一銳角α，即連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線成銳角α。
2.根據權利要求1所述的鐵路無縫線路鋼軌接頭裝置其特徵在於連接鋼軌(1)，鋼軌(2)的焊縫(3)與鋼軌(1)，鋼軌(2)的縱向幾何中心線之間的角度α為30°至45°，或tanα=0.618。
全文摘要
一種鐵路無縫線路鋼軌接頭裝置,是由鋼軌(1),鋼軌(2)及連接鋼軌(1),鋼軌(2)的焊縫(3)組成,本發明的特徵在於鋼軌(1),鋼軌(2)的端頭是斜截面,該截面與鋼軌(1),鋼軌(2)的縱向幾何中心線成一銳角α,即連接鋼軌(1),鋼軌(2)的焊縫(3)與鋼軌(1),鋼軌(2)的縱向幾何中心線成銳角α,且α角為30°至45°採用本發明可大大提高鋼軌接頭抗疲勞壽命,使列車高速運行安全性提高。
文檔編號E01B11/24GK1230616SQ9810107
公開日1999年10月6日 申請日期1998年4月1日 優先權日1998年4月1日
發明者劉忠順, 劉溪橋, 劉溪明, 王玉芬 申請人:劉忠順