CN108914722B - 一种改进型槽型轨异型接头及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进型槽型轨异型接头及其加工方法，涉及轨道领域，包括槽型轨道段、过渡段和工字轨连接段，三者的轨唇厚度相等，所述槽型轨道段的轨头的形状和高度与槽型轨相同，所述工字轨连接段的轨槽槽宽大于所述槽型轨道段，所述过渡段的轨槽平滑过渡连接所述工字轨连接段的轨槽和所述槽型轨道段的轨槽，所述工字轨连接段与工字轨焊接相连。本发明能引导车轮顺利进入并沿着槽型轨工作边游动，提高了轮轨过渡时车辆运行的平稳性及安全性，同时保持了轨唇的保护作用。

Description

一种改进型槽型轨异型接头及其加工方法

技术领域

本发明涉及轨道领域，具体涉及一种改进型槽型轨异型接头及其加工方法。

背景技术

优先发展公共交通是我国重要的交通发展战略，现代有轨电车作为中间层次公共交通系统以其人性化、大容量、环保、节能、现代的特征成为公共交通发展的必然趋势。

在现代有轨电车的轨道系统中，其正线主要采用槽型钢轨。在现代有轨电车采用绿化铺装、硬化铺装等不同铺装形式的条件下，槽型轨可有效起到铺装与轮轨的隔离作用保护铺装结构同时其轨唇可起到护轨作用从而提高有轨电车运营可靠性。考虑到经济性和技术性要求，现代有轨电车在车场线主要采用50kg/m钢轨，是一种工字轨。在一些线路节点，需将槽型钢轨与上述的工字轨进行连接。现有的不同钢轨轨型的连接方法主要有两种，异形鱼尾夹板连接法和不同钢轨轨型焊接法。

1.异形鱼尾夹板连接法

对于异形鱼尾夹板连接法，由于现代有轨电车不同轨型的高度断面不同，连接点产生的应力集中，而制造工艺复杂，其强度不如普通鱼尾板，常出现断裂状况，严重危及行车安全。

2.不同钢轨轨型焊接法

对于不同钢轨轨型焊接法，其需要采用异形焊点，将具有一定高度差的两种不同型号的钢轨焊接在一起。由于目前这种异形焊接工艺尚不成熟，焊接接头韧性差，力学性能与钢轨母材相差大，应力集中效应明显，在碎石道床等差异沉降较大的结构处易发生裂纹，甚至断裂的情况，严重危及行车安全。对于该种方法连接的地段往往需要采用整体道床等造价高昂的结构方案，经济性差，且要求对车辆通过速度进行限制，影响现代有轨电车运营效率。

如申请号201520006789.1的发明专利公开了一种用于现代有轨电车不同轨型间连接的过渡轨，通过两端采用槽形轨轨头和一工字轨轨头以便于分别焊接连接所述槽型轨和工字轨，在中间过渡段采用斜面过渡连接，该结构虽令焊接连接的强度和可靠性得到了一定提高，但是仍具有下列缺点。

火车车轮在钢轨上是“蛇形”游动，在普通钢轨即工字轨上时，车轮处于无防护的自由状态，而进入到槽型轨区域，槽型轨的轨唇会限制车轮的自由游动，能够起到一定的防护作用。考虑到实际使用中车轮因磨耗会让车轮轮缘在轨道上下移，由于异型接头是处于普通钢轨与槽型轨的过渡区域，在接头位置，会发生轮轨过渡，当轮缘下移后，槽型轨的轨唇部分可能与车轮轮缘发送碰撞，因此在连接部分列车运行的稳定性和安全性会大幅下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进型槽型轨异型接头及其加工方法，克服现有技术中在异型轨道彼此连接部分槽形轨的轨唇可能与车轮发生碰撞，大幅降低了列车运行的稳定性和安全性的缺陷。

所述的改进型槽型轨异型接头，包括槽型轨道段、过渡段和工字轨连接段，三者的轨唇厚度相等，所述槽型轨道段的轨头的形状和高度与槽型轨相同，所述工字轨连接段的轨槽槽宽大于所述槽型轨道段，所述过渡段的轨槽平滑过渡连接所述工字轨连接段的轨槽和所述槽型轨道段的轨槽，所述工字轨连接段与工字轨焊接相连。

优选的，所述工字轨连接段的轨底深度与所述工字轨轨底相同但小于所述槽型轨道段，所述过渡段的轨底是连接所述槽型轨道段到所述工字轨连接段的倾斜轨底。

优选的，所述异型接头通过一段槽型轨道锻压而成，所述过渡段中轨腰高度小于槽形轨道段的部分轨腰厚度较大。

优选的，所述过渡段的轨底宽度大于相连的工字轨轨底，所述工字轨连接段的连接端的轨底宽度与所述工字轨轨底相等，所述工字轨连接段的连接端一侧具有倒角。

优选的，所述工字轨连接段的连接端的轨腰侧面焊接有补强板，所述补强板端面与相连的工字轨轨腰端面焊接相连。

本发明还提供了上述改进型槽型轨异型接头的加工方法，包括如下步骤：

第一步、将槽型轨切割一段，并通过模具进行锻压，将所述过渡段和所述工字轨连接段的轨腰锻压成型；

第二步、将所述工字轨连接段的端部轨底在轨唇一侧切割下一块三角板形成倒角，切割后工字轨连接段的连接端的轨底宽度与所述工字轨相等；

第三步、将轨槽槽底从所述工字轨连接段开始沿改进型槽型轨异型接头的长度方向切割到所述槽型轨道段；

第四步、将切割后的外侧轨唇部分向外侧折弯，形成的折弯段分为位于所述工字轨连接段的开口段和位于所述过渡段的缓冲段；

第五步、将事先加工好的填充块料焊接在轨槽底部以填充折弯所述外侧轨唇部分形成的轨槽底部空槽，再将焊接后的槽底打磨平顺；

第六步、在所述工字轨连接段的轨腰远离轨唇一侧焊接补强板，所述补强板外侧与所述轨腰的焊接区域焊接后打磨至平顺过渡。

优选的，所述第三步采用铣削加工方式进行切割。

优选的，所述第三步采用火焰切割方式进行切割。

优选的，所述填充块料为Q345钢材切割而成。

本发明的优点在于：本发明在异型接头的工字轨连接端的端部将轨槽槽宽扩大，同时轨唇的厚度不变。槽宽扩大后，即使是受到比较严重磨耗的车轮，轮缘部分在通过连接部分时也不会与槽型轨的轨头端部的轨唇发生碰撞，之后车轮的游动范围和方向在轨唇的引导下沿槽型轨轨槽运动，在异型接头槽型轨的初始位置，引导车轮顺利进入并沿着槽型轨工作边游动，提高了轮轨过渡时车辆运行的平稳性及安全性。

槽型轨的轨唇会限制车轮的自由游动，能够起到一定的防护作用。轨唇如果受到过度铣削，会导致车轮在过槽型轨的端头时轨唇强度不足起不到作用，而本方案保持了轨唇的厚度不变，因此保持了轨唇的保护作用，增强了车辆运行的平稳性。

附图说明

图1为本发明一种改进型槽型轨异型接头与工字轨连接后的结构示意图；

图2为图1所示结构的俯视图；

图3为本发明一种改进型槽型轨异型接头的侧面视图。

在上述附图中：1、工字轨轨头，2、槽型轨轨头，3、轨唇，4、轨槽，5、槽型轨轨腰，6、工字轨轨腰，7、填充块料，8、补强板一，9、补强板二，10、工字轨轨底，11、槽型轨轨底，12、倒角，13、工字轨连接段，14、过渡段，15、槽型轨道段。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-图3所示，本发明提供了一种改进型槽型轨异型接头，包括连接为一体的槽型轨道段15、过渡段14和工字轨连接段13。槽型轨道段15的端面形状与需连接的槽型轨端面相同，因此槽型轨道段15的端部能比较容易地焊接在槽型轨端部，而且具有较好的连接强度，不会产生应力集中。该异型接头有槽型轨切割加工而成，整体与槽型轨结构相近，具有槽型轨轨头2、槽型轨轨腰5、槽型轨轨底11、轨槽4和轨唇3。

槽型轨道段15、过渡段14和工字轨连接段13三者的轨唇3厚度相等，所述工字轨连接段13的轨槽4槽宽大于所述槽型轨道段15，所述过渡段14的轨槽4平滑过渡连接所述工字轨连接段13的轨槽4和所述槽型轨道段15的轨槽4，所述工字轨连接段13与工字轨焊接相连。所述轨槽4宽度相比加工前槽型轨坯料加宽部分是通过将轨唇3外侧切割后向外折弯，再通过填充块料7焊接填充形成加宽的轨槽4底部，实现轨槽4的加宽。

轨头是与槽型轨相同的槽型轨轨头2，且工作边与相连的槽型轨、工字轨的工作边方向一致，这样工作边无需通过斜面过渡，车辆在其上运行的稳定性较高，同时本异型接头的槽型轨轨头2与工字轨轨头1的焊接也更方便。工字轨连接段13的端部与工字轨端部焊接，所述工字轨连接段13的槽型轨轨底11深度与需连接的工字轨轨底10相同但小于所述槽型轨道段15，所述过渡段14的槽型轨轨底11是连接所述槽型轨道段15到所述工字轨连接段13的倾斜轨底。这样保证了工字轨与本异型接头连接处的轨底深度相同。所述过渡段14的槽型轨轨底11宽度大于相连的工字轨轨底10，因此对槽型轨轨底11加工使本异型接头与工字轨连接端的轨底宽度与所述工字轨轨底10相等，加工方式在所述工字轨连接段13的连接端斜切形成倒角12，倒角12位于设有轨唇3一侧。这样异型接头在与工字轨连接的端面部分与工字轨端面除轨腰外形状基本相同，焊接时不会因为两者异形而导致连接强度下降，影响使用寿命。

所述异型接头通过一段槽型轨道锻压而成，所述过渡段14中轨腰高度小于槽形轨道段的部分轨腰厚度较大。这样加工时无须从头进行整体熔铸，无论设备、加工材料还是加工时间都比现有技术大大减少，因此成本较低，制造方便，适合大规模生产。

所述工字轨的连接端在工字轨轨腰6侧面焊接有补强板一8，所述异型接头与工字轨的连接端在槽型轨轨腰5侧面焊接有补强板二9，补强板一8对应于槽型轨轨腰5，补强板二9对应于工字轨轨腰6。所述补强板二9的端面与相连的工字轨轨腰6端面焊接相连，所述补强板一8的端面与相连的异型接头的槽型轨轨腰5焊接相连。所述补强板二9的长度等于所述过渡段14和所述工字轨连接段13的长度之和，同时其形状与过渡段14和所述工字轨连接段13的轨腰侧面形状相适应。所述补强板二9的上下两边贴合焊接到所述异型接头的轨头底面和轨底顶面。原本异型接头的轨腰与工字轨的轨腰不共面，难以直接焊接，通过补强板不仅增加了连接端的厚度，而且能与工字轨和异型接头的轨腰端面进行焊接，使得本异型接头能够与工字轨焊接牢固。此外补强板的长度较长能提高连接部分的强度，补强板外侧与所述轨腰的焊接区域焊接后打磨至平顺过渡，这样能大大减少使用者连接部分的应力集中提高使用寿命。

所述过渡段14的长度不小于170mm，所述工字轨连接段13的长度范围在90-120mm。这样能保证异型接头的连接强度，在连接部分的轨底压力为130MPa，疲劳荷载174KN情况下也能承受300万次的震动冲击，抗金属疲劳性好。

本发明在异型接头槽型轨与工字轨连接过渡的初始位置轨槽4较宽，很难与车轮发生碰撞，轨唇3引导车轮顺利进入轨槽4并沿着槽型轨工作边游动，提高了轮轨过渡时车辆运行的平稳性及安全性。

上述的改进型槽型轨异型接头的加工方法，包括如下步骤：

第一步、将槽型轨切割一段，并通过模具进行锻压，将所述过渡段14和所述工字轨连接段13的轨腰锻压成型。

第二步、将所述工字轨连接段13的端部轨底在轨唇3一侧切割下一块三角板形成倒角12，切割后工字轨连接段13的连接端的轨底宽度与所述工字轨相等。

第三步、将轨槽4槽底从所述工字轨连接段13开始沿改进型槽型轨异型接头的长度方向切割到所述槽型轨道段15，此时可以采用铣削加工方式进行切割，也可以采用火焰切割方式进行切割。

第四步、将切割后的外侧轨唇3部分向外侧折弯，形成的折弯段分为位于所述工字轨连接段13的开口段和位于所述过渡段14的缓冲段。

第五步、将事先加工好的填充块料7焊接在轨槽4底部以填充折弯所述外侧轨唇3部分形成的轨槽4底部空槽，再将焊接后的槽底打磨平顺。填充块料7为Q345钢材切割而成，焊接性能好，便于加工焊接。

第六步、在所述工字轨连接段13的轨腰远离轨唇3一侧焊接补强板，所述补强板外侧与所述轨腰的焊接区域焊接后打磨至平顺过渡。最后再进行焊接探伤检测，保证加工成品的质量。

采用上述方法，无需对轨唇3进一步铣削，保证了轨唇3的厚度也就保证了轨唇3对车轮的保护效果，同时适用性广，只要设计好填充块料7的结构，能适用于任意大小、型号的槽型轨的异型接头，成本不高而效果很好。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种改进型槽型轨异型接头，其特征在于：包括槽型轨道段（15）、过渡段（14）和工字轨连接段（13），三者的轨唇（3）厚度相等，所述槽型轨道段（15）的轨头的形状和高度与槽型轨相同，所述工字轨连接段（13）的轨槽（4）槽宽大于所述槽型轨道段（15），所述过渡段（14）的轨槽（4）平滑过渡连接所述工字轨连接段（13）的轨槽（4）和所述槽型轨道段（15）的轨槽（4），所述工字轨连接段（13）与工字轨焊接相连；

所述轨槽（4）宽度相比加工前槽型轨坯料加宽部分是通过将轨唇（3）外侧切割后向外折弯，再通过填充块料（7）焊接填充形成加宽的轨槽（4）底部，实现轨槽（4）的加宽；

所述工字轨的连接端在工字轨轨腰（6）侧面焊接有补强板一（8），所述异型接头与工字轨的连接端在槽型轨轨腰（5）侧面焊接有补强板二（9），补强板一（8）对应于槽型轨轨腰（5），补强板二（9）对应于工字轨轨腰（6）；所述补强板二（9）的端面与相连的工字轨轨腰（6）端面焊接相连，所述补强板一（8）的端面与相连的异型接头的槽型轨轨腰（5）焊接相连；所述补强板二（9）的长度等于所述过渡段（14）和所述工字轨连接段（13）的长度之和，同时其形状与过渡段（14）和所述工字轨连接段（13）的轨腰侧面形状相适应；所述补强板二（9）的上下两边贴合焊接到所述异型接头的轨头底面和轨底顶面。

2.根据权利要求1所述的一种改进型槽型轨异型接头，其特征在于：所述工字轨连接段（13）的轨底深度与所述工字轨轨底（10）相同但小于所述槽型轨道段（15），所述过渡段（14）的轨底是连接所述槽型轨道段（15）到所述工字轨连接段（13）的倾斜轨底。

3.根据权利要求2所述的一种改进型槽型轨异型接头，其特征在于：所述异型接头通过一段槽型轨道锻压而成，所述过渡段（14）中轨腰高度小于槽形轨道段的部分轨腰厚度较大。

4.根据权利要求1所述的一种改进型槽型轨异型接头，其特征在于：所述过渡段（14）的轨底宽度大于相连的工字轨轨底（10），所述工字轨连接段（13）的连接端的轨底宽度与所述工字轨轨底（10）相等，所述工字轨连接段（13）的连接端一侧具有倒角（12）。

5.根据权利要求1-4中任一所述的一种改进型槽型轨异型接头的加工方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步、将槽型轨切割一段，并通过模具进行锻压，将所述过渡段（14）和所述工字轨连接段（13）的轨腰锻压成型；

第二步、将所述工字轨连接段（13）的端部轨底在轨唇（3）一侧切割下一块三角板形成倒角（12），切割后工字轨连接段（13）的连接端的轨底宽度与所述工字轨相等；

第三步、将轨槽（4）槽底从所述工字轨连接段（13）开始沿改进型槽型轨异型接头的长度方向切割到所述槽型轨道段（15）；

第四步、将切割后的外侧轨唇（3）部分向外侧折弯，形成的折弯段分为位于所述工字轨连接段（13）的开口段和位于所述过渡段（14）的缓冲段；

第五步、将事先加工好的填充块料（7）焊接在轨槽（4）底部以填充折弯所述外侧轨唇（3）部分形成的轨槽（4）底部空槽，再将焊接后的槽底打磨平顺；

第六步、在所述工字轨连接段（13）的轨腰远离轨唇（3）一侧焊接补强板，所述补强板外侧与所述轨腰的焊接区域焊接后打磨至平顺过渡。

6.根据权利要求5所述的一种改进型槽型轨异型接头的加工方法，其特征在于：所述第三步采用铣削加工方式进行切割。

7.根据权利要求5所述的一种改进型槽型轨异型接头的加工方法，其特征在于：所述第三步采用火焰切割方式进行切割。

8.根据权利要求5所述的一种改进型槽型轨异型接头的加工方法，其特征在于：所述填充块料（7）为Q345钢材切割而成。

9.根据权利要求5所述的一种改进型槽型轨异型接头的加工方法，其特征在于：所述第六步最后还包括焊接探伤检测。