CN108103855A - 一种固定型合金钢组合辙叉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固定型合金钢组合辙叉，包括心轨和位于心轨两侧的翼轨，所述翼轨的主体为普通钢轨，所述翼轨易磨损部位为合金钢部，所述翼轨的合金钢部和所述心轨是一个整体锻造件，该整体锻造件的翼轨合金钢部和心轨之间具有连接部。由于心轨和安装于翼轨上的合金钢部是作为一个整体锻造而成，这样就减少和消除了传统组合辙叉存在连接间隙而导致的磨损，以及由于连接件的疲劳断裂引起的安全隐患，使辙叉的安全性与稳定性大为提高。

Description

一种固定型合金钢组合辙叉

技术领域

本发明涉及一种铁路轨道分叉处的辙叉，特别是一种固定型组合辙叉。

背景技术

辙叉是使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的轨线平面交叉设备，由心轨、翼轨和联结零件组成。辙叉作为道岔的一个关键部件，直接影响道岔的使用寿命和运营速度。

辙叉按平面形式分，有直线辙叉和曲线辙叉两类；按构造类型分，有固定辙叉和活动辙叉两类。目前我国重载铁路大秦线和客货混运时速160kg以下的铁路所使用的道岔辙叉都是固定型辙叉。重载铁路大秦线年运载量为4.5亿吨，而现在使用的辙叉所能通过的运载量仅为1.0亿—2.0亿吨，这就导致整条线路的辙叉设备更换频率高且养护维修工作量大，严重干扰了铁路运输的正常运行规律和行车安全，同时也增加了工务段工人的工作量和劳动强度。

目前，我国铁路160kg/m线路使用的固定型辙叉主要有两种类型：高锰钢整铸辙叉和合金钢组合辙叉。

1、高锰钢整铸辙叉的特点。高锰钢整铸辙叉具有整体性好、易于成形、韧性好、加工硬化、上道方便和维护简单等优点。但高锰钢整铸辙叉又存在以下缺陷：最初硬度低（170~230HB），铸造后有不可避免的缩孔疏松，以及与高碳钢钢轨焊接难度大等不足，导致了高锰钢整铸辙叉强度低，质量不易控制，使用寿命低且离散度大，维修养护工作成本大。通常情况下，高锰钢的碳含量在0.9~1.3%，锰在11~13%，同时还辅以Cr、Ni、Mo、V、Ti等元素。高锰钢辙叉的铸态组织基本上由奥氏体和残余碳化物（Fe、Mn）₃C组成。由于碳化物沿晶析出降低钢的强度和韧性，影响钢的耐磨性。因此，铸造件必须进行水韧热处理使高锰钢获得全部奥氏体组织。高锰钢水韧处理后不能再加热至350℃以上，否则将有针状碳化物析出，使钢的性能变脆。对高锰钢辙叉进行焊接修补加热时，热影响区奥氏体中的过饱和碳和合金元素具有不稳定性，易在奥氏体晶界析出导致脆化。为了避免上述情况的发生，在对高锰钢辙叉进行焊接修补时，焊接工艺极为复杂，焊接效率很低，因而高锰钢辙叉焊接性很差，难以适应列车提速以及无缝线路的应用要求。

2、合金钢组合辙叉的特点。目前我国使用的固定型合金钢组合辙叉有：A、翼轨镶崁式合金钢组合辙叉；B、焊接式合金钢组合辙叉；C、AT轨合金钢组合辙叉；D、翼轨叉心高锰钢整体铸成通过三次爆炸后组合辙叉，E、合金钢翼轨辙叉；F、胶接式合金钢辙叉。这几种合金钢组合辙叉总体有以下几个特点：（1）、心轨与翼轨的材质不同步，部分产品在使用过程中心轨没有磨耗，而翼轨已经磨耗到了极限；（2）、部分厂家所生产的合金钢材料质量不合格，心轨表面出现大面积掉块，严重者断裂；（3）、叉心尖端钢性太强，导致辙叉心尖端严重掉块；（4）、整体拼装组合结构和工艺的不合理，在使用过程出现内部结构松动，螺栓断裂，机车车辆过载的时候整体跳动。

根据我国重载铁路及客货混运时速160kg以下铁路道岔辙叉所使用现实情况，这十年来有关专家及专业院校都积极地去国外考察学习，吸收了国外的好的经验好的技术，参照国外的有关技术资料在积极地创新、研究、开发、实验、设计，都想尽早研发出使用寿命长的辙叉，为我国铁路建设的高速高效益发展献一份力。

近几年，本领域知名专家都在极尽所能想尽一切办法研究开发运载量高的固定型合金钢组合辙叉出来。例如：中国铁道科学研究院有关专家提出的“重载道岔技术创新与发展”，根据国外同类型辙叉有关技术资料着重研究了辙叉叉心心轨加宽技术；中国铁道科学研究院、中铁宝桥集团公司、北车（北京）轨道装备有限公司联合对重载铁路和客货混运时速160kg以下铁路道岔辙叉心心轨加宽技术进行了专门研究开发；中国铁道科学研究院、太原铁路局、北京中铁通电务技术开发有限公司联合对现有60kg钢轨、75kg钢轨、12号道岔、18号道岔进行了创新研究和开发；大秦铁路股份有限公司大同工务段、中铁工程设计咨询集团有限公司、桐乡市德胜铁路器材有限责任公司、北京特冶工贸有限责任公司都在联合创新研究开发重载铁路和客货混运时速160kg以下铁路道岔辙叉。因提高固定型辙叉使用寿命是当前有关专家及专业院校急需攻克的重大课题，研制使用寿命长、养护维修量小的新型辙叉已成为当务之急。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用寿命更长的固定型合金钢组合辙叉。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种固定型合金钢组合辙叉，包括心轨和位于心轨两侧的翼轨，所述翼轨的主体为普通钢轨，所述翼轨易磨损部位为合金钢部，所述翼轨的合金钢部和所述心轨是一个整体锻造件，该整体锻造件的翼轨合金钢部和心轨之间具有连接部。

优选地，所述整体锻造件的两翼轨合金钢部与连接部构成“H”形，所述心轨凸起于所述连接部上表面的中部。

进一步地，所述心轨的长度大于所述翼轨合金钢部的长度，所述心轨的断面结构为下宽上窄，所述心轨上部的最宽处达71mm，之后逐步收窄形成长条状插入至两根叉跟轨之间并通过螺栓固定。

优选地，所述翼轨合金钢部的厚度沿心轨的尖部往后部方向逐渐减少。

优选地，所述翼轨合金钢部的高度沿心轨的尖部往后部方向逐渐增加。

优选地，所述翼轨合金钢部的高度高于翼轨普通钢轨的高度。

优选地，所述翼轨合金钢部的高度高于所述心轨的高度。

优选地，所述翼轨合金钢部先于心轨的尖部形成起始段，使两翼轨合金钢部的起始段之间的连接部上表面为平面。

优选地，所述翼轨合金钢部的顶面朝心轨方向向下倾斜。

优选地，所述心轨的高度从尖部往后部逐渐增加，直至与翼轨普通钢轨的高度相等。

本发明取得的有益效果在于：由于心轨和安装于翼轨上的翼轨合金钢部是作为一个整体锻造而成，这样就减少和消除了传统组合辙叉存在连接间隙而导致的磨损，以及由于连接件的疲劳断裂引起的安全隐患，使辙叉的安全性与稳定性大为提高。因此，本发明提供的固定型合金钢组合辙叉的过载量大于4亿吨，其使用寿命数倍于传统的高锰钢整铸辙叉，且是现有技术中合金钢辙叉的2倍以上。18号以下(含18号)的固定型辙叉都可采用这种结构。

附图说明

图1为本发明实施例中的辙叉整体结构示意图；

图2为图1中的A-A断面结构示意图；

图3为图1中的B-B断面结构示意图；

图4为图1中的C-C断面结构示意图；

图5为图1中的D-D断面结构示意图；

图6为图1中的E-E断面结构示意图；

图7为图1中的F-F断面结构示意图；

图8为图1中的G-G断面结构示意图；

图9为图1中翼轨的合金钢部和心轨构成的整体锻造件示意图；

附图标记为：

1——心轨　　　　　　　　　2——翼轨

21——翼轨的合金钢部　　　 3——叉跟轨。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1至9所示，本发明的优选实施例是：一种固定型合金钢组合辙叉，包括心轨1和位于心轨1两侧的翼轨2，所述翼轨2的主体为普通钢轨，所述翼轨2易磨损部位为合金钢部21，所述翼轨的合金钢部21和所述心轨1是一个整体锻造件，该整体锻造件的翼轨合金钢部和心轨之间具有连接部。

如图2至8所示，两翼轨合金钢部21与连接部构成“H”形，所述心轨1凸起于所述连接部上表面的中部。

如图1、9所示，所述心轨1的长度大于所述翼轨合金钢部21的长度，所述心轨1的断面结构为下宽上窄，所述心轨1上部的最宽处达71mm，之后逐步收窄形成长条状插入至两根叉跟轨3之间并通过螺栓固定。

如图9所示，所述翼轨合金钢部21的厚度沿心轨1的尖部往后部方向逐渐减少。

如图2至8所示，所述翼轨合金钢部21的高度沿心轨1的尖部往后部方向逐渐增加；所述翼轨合金钢部21的高度高于翼轨2普通钢轨和心轨1的高度。

如图9所示，所述翼轨合金钢部21先于心轨1的尖部形成起始段，使两翼轨合金钢部21的起始段之间的连接部上表面为平面。

如图2至8所示，所述翼轨合金钢部21的顶面朝心轨1方向向下倾斜。

如图2至8所示，所述心轨1的高度从尖部往后部逐渐增加，直至与翼轨2普通钢轨的高度相等。

本发明取得的有益效果在于：由于心轨1和安装于翼轨上的合金钢部21是作为一个整体锻造而成，这样就减少和消除了传统组合辙叉存在连接间隙而导致的磨损，以及连接件的疲劳断裂引起的安全隐患，使辙叉的安全性与稳定性大为提高。因此，本发明提供的固定型合金钢组合辙叉的过载量大于4亿吨，其使用寿命数倍于传统的高锰钢整铸辙叉，且是现有技术中合金钢辙叉的2倍以上。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (10)

1.一种固定型合金钢组合辙叉，包括心轨（1）和位于心轨（1）两侧的翼轨（2），其特征在于：所述翼轨（2）的主体为普通钢轨，所述翼轨易磨损部位为合金钢部（21），所述翼轨（2）的合金钢部（21）和所述心轨（1）是一个整体锻造件，该整体锻造件的翼轨合金钢部（21）和心轨（1）之间具有连接部。

2.根据权利要求1所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述整体锻造件的两翼轨合金钢部（21）与连接部构成“H”形，所述心轨（1）凸起于所述连接部上表面的中部。

3.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述心轨（1）的长度大于所述翼轨合金钢部（21）的长度，所述心轨（1）的断面结构为下宽上窄，所述心轨（1）上部的最宽处达71mm，之后逐步收窄形成长条状插入至两根叉跟轨（3）之间并通过螺栓固定。

4.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述翼轨合金钢部（21）的厚度沿心轨的尖部（1）往后部方向逐渐减少。

5.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述翼轨合金钢部（21）的高度沿心轨（1）的尖部往后部方向逐渐增加。

6.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述翼轨合金钢部（21）的高度高于翼轨（2）普通钢轨的高度。

7.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述翼轨合金钢部（21）的高度高于所述心轨（1）的高度。

8.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述翼轨合金钢部（21）先于心轨（1）的尖部形成起始段，使两翼轨合金钢部（21）的起始段之间的连接部上表面为平面。

9.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述翼轨合金钢部（21）的顶面朝心轨（1）方向向下倾斜。

10.根据权利要求1或2所述的固定型合金钢组合辙叉，其特征在于：所述心轨（1）的高度从尖部往后部逐渐增加，直至与翼轨（2）普通钢轨的高度相等。