CN1059947A

CN1059947A - 无缝钢轨

Info

Publication number: CN1059947A
Application number: CN 91108956
Authority: CN
Inventors: 王顺友
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-19
Filing date: 1991-09-19
Publication date: 1992-04-01

Abstract

“无缝钢轨”因钢轨头面宽为70mm，车轮踏面宽为135_-0 ⁺³mm，车轮踏面和钢轨头面的接触量，通过轨距和轨距的计算为50mm，当把钢轨头面改为小于 90°角时，当车轮行至两钢轨接缝时，车轮踏面的一部分压在第一根钢轨的同时，车轮踏面的另一部分，已经压在第二根钢轨上了，使两根钢轨同时受力，车轮平滑的通过两根钢轨接缝处，而不会产生振动。

Description

所属技术领域：铁路系统。

目的：主要解决，由于热胀冷缩，给铁路运输带来的危害，减小振动。

钢轨：现在使用的钢轨断面为工字形，由轨头、轨腰、钢轨底三部分组成。轨头宜大而厚，并且有和车轮踏面相适应的轮廓。

我国现形主要采用50公斤/米型钢轨，全长25米，头面宽70mm，轨两端有直径为33mm的三个孔，用夹板将两根钢轨连接。设计最大构造轨缝为17mm，钢轨的放置，在线路上以1∶40坡度向线路中心倾斜，轨距为1435⁺³ _-0mm。

现型钢轨接缝的安装图，为附图1，比例1∶1，它只画车轮与钢轨接触的钢轨顶面的表面图，其它省略，长度单位毫米。

轮对：轮对是由两个车轮和一根车轴组成的。以规定的压力和尺寸将车轮紧压在车轴上，使两轮同时转动，车轮的轮缘和踏面是与钢轨直接接触的部位。车轮和钢轨头部的接触面叫做踏面，踏面的外形为园锥形，靠缘处设有1∶20的锥度，宽为60mm，它是经常和钢轨顶面接触的部分，靠外侧设有1.10的锥度，宽为32mm，只在小半径曲线上与钢轨顶头接触。在踏面内侧的突出部分叫做轮缘，用它来防止车轮脱轨，踏面总宽度为135⁺³ _-0mm，车轮轮对内侧距离为1353±3。

钢轨与轮对：由于“车轮踏面的主要部分是 1/20 的园锥台面和钢轨头面接触，为了使钢轨中心受力，所以必须把钢轨适当内倾。过去钢轨向内侧倾斜 1/20 ，实践证明，线路受力后，轨道被挤开，钢轨，轨枕和扣件变形，变位，而且车轮踏面经使用一段时间后，坡度由原来的 1/20 逐渐磨成 1/40 ，因此认为钢轨向内侧斜 1/40 为适当。不管钢轨向内侧倾斜多少，其目的都使车轮踏面和钢轨头面为面接触，以减少钢轨的偏磨和车轮的磨耗，损伤。根据轨距和轮距的计算，车辆在静止时，车轮踏面和钢轨头面的接触是与钢轨垂直的50mm宽的一条直线，运动时，车轮踏面和钢轨头面有宽为50mm的一个平面相接触。也就是说，车轮踏面和钢轨头面的接触有50mm宽的与钢轨顶面垂直的一条直线相吻合。

无缝钢轨：车轮运动到两钢轨接缝处，因车轮踏面没有在顶面上运动，而是低于轨顶面，在速度和重力作用下，冲击第二根钢轨所产生的振动。怎样有效的防止振动呢？只有使车轮踏面始终在钢轨顶面上运动，钢轨无限增长，是不可能的，只有在钢轨接缝处考虑，前边提过车轮和钢轨的接触在静止时是垂直于钢轨顶面的50mm的一条直线，在运动时，大约宽为50mm的一个平面，所以取长补短的方法，把钢轨接头改为，代有斜度α＜90°附图2的形状。那么，在现有的铁路α角为多大比较适当，经过计算α角在30°左右比较适当，所以附图2α＝30°。附图2只画出钢轨两端带有斜度部分中间部分简略，两端只画出与车轮面接触的钢轨顶面部分的表面图顶面以部分省略，比例1∶2，单位毫米。

附图3：钢轨改型后的三视图。有主视、左视和俯视组成，它只画出钢轨的一端，另一端省略，它只有画出高、宽、长度省略，比例1∶4，单位毫米。

以α＝30°角为例，说明无缝钢轨，通过两钢轨接缝处，不产生振动的全部过程，如附图4所示。

通过计算，在△ABC中，AB＝17mm，BAC＝30°，所以通过三角函数的计算BC＝9.8mm，以上进为10mm。因为设计G₁T∥F₂m，所以F₁F₂＝BC＝E₁E₂＝TT₁＝10mm。当列车由甲方向乙方运行时，车轮踏面行至G点时，车轮踏面压在甲钢轨上不会产生振动。当车轮行至F点时，前面提过通过计算钢轨顶面与车轮踏面接触量为50mm，所以车轮在F点时，与钢轨甲的接触量为50-F₁F₂＝40mm，不会产生振动。因甲乙两根钢轨用夹板连接在一起，并在设计上保持在一个平面内，所以车轮平滑的由甲钢轨过渡到乙钢轨。当车轮行至E点时，E点为F点至T点之间的任意一点，车轮踏面的一部分压在甲钢轨的同时，另一部分已经压在乙钢轨上了，两根钢轨同时受力，这时车轮踏面与甲乙两钢轨的接触之和为50-10＝40mm，所以也不会产生振动。当车轮行至m点时和行至G点时是一样的过程。所以在改变钢轨形状后，车轮行驶到两根钢轨接缝，不再会产生振动，无缝钢轨就这样产生了。

无缝钢轨和现有技术相比有以下优点：

1.由于减小振动，对养路维修有省工、省力、省时。

2.由于减小振动，对机车、车辆的保养维修，减少机车、车辆紧固件的松动，减小机车车辆各个部件的磨耗。

3.由于减小振动，对货物运输，减小不必要的碰撞和磨擦，对货物运输有利。

4.由于减小振动，旅客乘坐有舒服感。

5.减小车轮对钢轨的冲击，提高机车牵引力。

最好实现方法是：把现在正在使用的钢轨改成附图2的形式。它的安装方法如附图5所示，附图5只画出钢轨顶面与车轮踏面接触部分的平面图，其余省略，把两根钢轨如附图5的方法;用现有的钢轨接头的零部件把两根钢轨连接在一起，用现有的安装工艺放置在线路中就可以了。

Claims

技术特征：是当车轮行至两根钢轨接缝时，车轮踏面的一部分压在第一根钢轨上的同时，车轮踏面的另一部分同时压在第二根钢轨上了，使两根钢轨同时受力，使车轮平滑通过两钢轨接缝处，不产生振动。

保护范围：凡是本钢轨(包括铁轨)的一切运输工具，未经专利权人的许可：

1.不得擅自将钢轨端部改为代有斜度，也就是说不得小于90°角。
2.不得擅自实施根据本专利技术特征和技术理论，制造出任何钢轨和铁轨。