CN114000381B - 一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，包括稳固系统、第一偏转部、第二偏转部和交汇部，第一偏转部和第二偏转部设置于交汇部两端，第一偏转部、第二偏转部和交汇部共轴线，第一偏转部的十字中心线、第二偏转部的十字中心线相对交汇部沿径向偏转，交汇部为向中心交汇的轨道结构，稳固系统将第一偏转部、第二偏转部和交汇部固定于地面；第一偏转部和第二偏转部偏转方向均向辙叉轴线方向偏转。本发明提供的辙叉几何保持能力强，平稳性高，使用寿命长。

Description

一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉

技术领域

本发明涉及铁路轨道领域，特别是涉及一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉。

背景技术

目前我国国有铁路铺设60kg/m钢轨9号道岔约2.2万组，铺设量巨大，主要产品图号为CZ577，设计年代为2002年，适用于时速≤120km/h的铁路线路，侧向通过速度为35km/h。基于现场的使用反馈统计，目前60kg/m钢轨9号道岔主要用于客货共线I级铁路正线、到发线道岔，重载铁路到发线道岔及其他站线道岔，使用过程中暴露出的问题较为突出，主要表现在以下几个方面：(1)道岔几何尺寸保持能力差；(2)辙叉区钢轨件易发生磨耗、掉块等伤损，使用寿命短；(3)使用预埋套管式扣件系统，在使用过程中套管损坏频繁且更换困难，造成了巨大的养护维修工作量。

提高60kg/m钢轨9号道岔使用性能、提升其服役寿命成为了铁路工务部门的迫切需求。

故此，现需一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉解决上述问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中道岔几何尺寸保持能力差；辙叉区钢轨件易发生磨耗、掉块等伤损，使用寿命短；使用预埋套管式扣件系统，在使用过程中套管损坏频繁且更换困难，造成了巨大的养护维修工作量的问题，提供了一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，采用扭转过渡结构配合平稳性轨顶，解决了上述问题。

本发明提供了一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，包括稳固系统、第一偏转部、第二偏转部和交汇部，第一偏转部和第二偏转部设置于交汇部两端，第一偏转部、第二偏转部和交汇部共轴线，第一偏转部的十字中心线、第二偏转部的十字中心线相对交汇部沿径向偏转，交汇部为向中心交汇的轨道结构，稳固系统将第一偏转部、第二偏转部和交汇部固定于地面；第一偏转部和第二偏转部偏转方向均向辙叉轴线方向偏转。

通过第一偏转部和第二偏转部实现与导曲线区偏转、道岔后区间线路偏转平顺连接，同时此偏转的方式提供整体性，保障了几何保持能力。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，交汇部包括偏转衔接部、偏转稳定部、水平轨部、交叉换向部、轨顶补充部和过渡部，偏转衔接部、偏转稳定部、水平轨部、交叉换向部和过渡部均为一对相对设置的钢轨，偏转衔接部两端分别连接第一偏转部和水平轨部，水平轨部的十字中心线为正向十字中心线，偏转衔接部平滑过渡第一偏转部的十字中心线位置到水平轨部十字中心线的位置，轨顶补充部设置于水平轨部内侧面，轨顶补充部顶面与水平轨部顶面衔接，轨顶补充部厚度由中心向两端平滑减小，轨顶补充部内侧边线为直线，水平轨部的相对的钢轨间距由与第一偏转部连接位置以中心线为基准向外增大，交叉换向部设置于水平轨部内，交叉换向部的两钢轨与水平轨部与轨顶补充部组成的两内侧面平行，交叉换向部两钢轨在水平轨部内部交汇为角状结构，交叉换向部自由端连接过渡部，过渡部自由端连接偏转稳定部，偏转稳定部的轨肩圆弧半径大于过渡部的轨肩圆弧半径。

水平轨部用于车轮驶入水平轨部时，钢轨偏转和廓形均已进入稳定状态，可调整车轮以较为理想的运行姿态进入交叉换向部。交叉换向部是核心部位，实现轮载过渡，并通过高度尺寸的匹配调整，减弱轮载过渡过程中的冲击作用，提升钢轨件的使用寿命。轨顶补充部轨顶补充部与水平轨部配合，采用合金钢材料，可有效提升强度和抗冲击和磨耗的性能，并方便拆卸更换，可提升翼轨的使用寿命。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，第一偏转部和第二偏转部的偏转角均为1°25′56″。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，第一偏转部长450mm，偏转衔接部长150mm，过渡部长度大于等于500m。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，水平轨部与轨顶补充部连接位置的钢轨轨头内侧面为竖向平面。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，轨顶补充部包括第一补充段和第二补充段，第一补充段廓形与第一偏转部相同，第二补充段与车轮的水平向接触面宽度大于第一补充段与车轮的水平向接触面宽度，第一补充段与第二补充段顺接，第一补充段设置于第一偏转部与偏转衔接部连接一端，第一补充段与第二补充段高度由第一补充段自由端向第二补充段自由端递增。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，稳固系统为预埋紧固系统。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉中钢轨轨形采用接触光带居中的轨形。

本发明所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，作为优选方式，轨顶补充部中顶宽≤40mm的断面，轨肩圆弧半径增至≥15mm，顶宽≥45mm的断面，轨肩圆弧半径降至≤6mm；交叉换向部中顶宽50mm断面，轨肩圆弧半径≤14mm，顶宽＞50mm断面，轨肩圆弧半径≥15mm。

本发明有益效果如下：

车辆运行过程中车轮轮载逐渐从第一偏转部过渡到轨顶补充部，然后从轨顶补充部逐渐过渡到交叉换向部上，通过轨顶补充部与交叉换向部在高度上的配合关系，可改善轮载过渡过程中的轮轨作用关系，减弱交叉换向部尖端小断面区域的冲击作用，提升心轨的使用寿命，避免因为心轨过早损坏而导致辙叉整体报废。

通过第一偏转部、轨顶补充部、交叉换向部、第二偏转部加工，确保车轮在通过辙叉过程中，钢轨工作边侧大部分区域相同钢轨廓形，有效提升车辆运行平稳性。同时交叉换向部尖端采用R8+R16+R60+R200廓形加工，在不影响行车平稳性的前提下，可有效提升心轨前端薄弱断面的强度和使用寿命。

通过第一偏转部和第二偏转部扭转1:40实现与导曲钢轨和岔后区间钢轨的衔接，确保轨件的稳定性。以上措施可显著减缓钢轨件的伤损发生发展速率。

在列车通过辙叉时，在第一偏转部咽喉区和交叉换向部尖端区域轮轨冲击最大，也是辙叉最易损坏的部位，往往因为该区域出现伤损而导致辙叉整体报废。在该区域范围内，设计合金钢轨顶补充部镶嵌于水平轨部上，合金钢交叉换向部与第二偏转部组装配合，可有效提升轮轨作用最剧烈的区域的辙叉的强度和抗冲击和磨耗的性能，并方便拆卸更换。因此可有效提升辙叉的使用寿命。

附图说明

图1为一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉示意图；

图2为一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉交汇部示意图；

图3为一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉轨顶补充部示意图。

附图标记：

1、稳固系统；2、第一偏转部；3、第二偏转部；4、交汇部；41、偏转衔接部；42、偏转稳定部；43、水平轨部；44、交叉换向部；45、轨顶补充部；451、第一补充段；452、第二补充段；46、过渡部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，包括稳固系统1、第一偏转部2、第二偏转部3和交汇部4，第一偏转部2和第二偏转部3设置于交汇部4两端，第一偏转部2、第二偏转部3和交汇部4共轴线，第一偏转部2的十字中心线、第二偏转部3的十字中心线相对交汇部4沿径向偏转，交汇部4为向中心交汇的轨道结构，稳固系统1将第一偏转部2、第二偏转部3和交汇部4固定于地面；第一偏转部2和第二偏转部3偏转方向均向辙叉轴线方向偏转。稳固系统1为预埋紧固系统。

如图2所示，交汇部4包括偏转衔接部41、偏转稳定部42、水平轨部43、交叉换向部44、轨顶补充部45和过渡部46，偏转衔接部41、偏转稳定部42、水平轨部43、交叉换向部44和过渡部46均为一对相对设置的钢轨，偏转衔接部41两端分别连接第一偏转部2和水平轨部43，水平轨部43的十字中心线为正向十字中心线，偏转衔接部41平滑过渡第一偏转部2的十字中心线位置到水平轨部43十字中心线的位置，轨顶补充部45设置于水平轨部43内侧面，轨顶补充部45顶面与水平轨部43顶面衔接，轨顶补充部45厚度由中心向两端平滑减小，轨顶补充部45内侧边线为直线，水平轨部43的相对的钢轨间距由与第一偏转部2连接位置以中心线为基准向外增大，交叉换向部44设置于水平轨部43内，交叉换向部44的两钢轨与水平轨部43与轨顶补充部45组成的两内侧面平行，交叉换向部44两钢轨在水平轨部43内部交汇为角状结构，交叉换向部44自由端连接过渡部46，过渡部46自由端连接偏转稳定部42，偏转稳定部42的轨肩圆弧半径大于过渡部46的轨肩圆弧半径。

翼轨首次使用60N钢轨制造，在翼轨趾端450mm范围扭转1:40轨底坡，后面在150mm范围扭转过渡回水平状态，在翼轨中部通过机加工实现与镶块的结构匹配

第一偏转部2和第二偏转部3的偏转角均为1°25′56″。在辙叉趾端和跟端分别设置1:40轨底坡，可适用于配置1:40轨底坡的9号单开道岔，可与辙叉前导曲线钢轨和辙叉后区间钢轨直接衔接。辙叉趾端和跟端铁垫板采用特殊设计，承轨槽设置1:40轨底坡，钢轨外侧垫板厚度增加2mm，钢轨内侧垫板厚度减小2mm，确保钢轨高度保持不变。

第一偏转部2长450mm，偏转衔接部41长150mm，过渡部46长度大于等于500m。

水平轨部43与轨顶补充部45连接位置的钢轨轨头内侧面为竖向平面。

如图3所示，轨顶补充部45包括第一补充段451和第二补充段452，第一补充段451廓形与第一偏转部2相同，第二补充段452与车轮的水平向接触面宽度大于第一补充段451与车轮的水平向接触面宽度，第一补充段451与第二补充段452顺接，第一补充段451设置于第一偏转部2与偏转衔接部41连接一端，第一补充段451与第二补充段452高度由第一补充段451自由端向第二补充段452自由端递增。

第一补充段451可能与车轮接触部分的廓形是与翼轨的廓形一致的；第二补充段452可能与车轮接触部分的廓形是基于改善心轨受力特性的原则设计，可增大镶块承担车轮轮载的面积，提升镶块高度，减弱心轨受力

镶块采用合金钢锻造，第一补充段451和第二补充段452廓形分别用于镶块轨顶加工，第一补充段451廓形基于60N钢轨廓形设计，第二补充段452廓形基于改善心轨受力特性的原则设计

轨顶补充部45中顶宽≤40mm的断面，轨肩圆弧半径增至≥15mm，为了与翼轨衔接，提升行车平稳性(因为翼轨的轨肩半径为16mm)。顶宽≥45mm的断面，轨肩圆弧半径降至≤6mm，为了增大镶块承担车轮轮载的面积，提升镶块高度，从而使车轮轮载在心轨较小断面区域一直主要作用在镶块上，直到心轨较大断面区域才转移到心轨上，从而起到减弱心轨受力的作用；交叉换向部44中顶宽50mm断面，轨肩圆弧半径≤14mm(当小于14mm时，可使心轨小断面区域的廓形类似于60轨廓形，从而提升小断面区域的粗壮度，提升强度)，主要考虑如果采用60N钢轨廓形，轨头会过于尖，可能出现强度不足的问题，顶宽＞50mm断面，轨肩圆弧半径≥15mm，为了与岔后钢轨衔接，另外，轨肩圆弧增大至15mm以上后，可降低轨肩高度至车轮接触不到的程度，进而轮轨接触光带更集中于轨顶中部，从而提升行车平稳性。

本实施例中各钢轨部件均采用60N钢轨加工，轨形为R8+R16+R60+R200。

实施例2

在实施例1的基础上进一步的，稳固系统1为预埋铁座扣件系统。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：包括稳固系统(1)、第一偏转部(2)、第二偏转部(3)和交汇部(4)，所述第一偏转部(2)和所述第二偏转部(3)设置于所述交汇部(4)两端，所述第一偏转部(2)、所述第二偏转部(3)和所述交汇部(4)共轴线，所述第一偏转部(2)的十字中心线、所述第二偏转部(3)的十字中心线相对所述交汇部(4)沿径向偏转，所述交汇部(4)为向中心交汇的轨道结构，所述稳固系统(1)将所述第一偏转部(2)、所述第二偏转部(3)和所述交汇部(4)固定于地面；所述第一偏转部(2)和所述第二偏转部(3)偏转方向均向辙叉轴线方向偏转；

所述交汇部(4)包括偏转衔接部(41)、偏转稳定部(42)、水平轨部(43)、交叉换向部(44)、轨顶补充部(45)和过渡部(46)，所述偏转衔接部(41)、所述偏转稳定部(42)、所述水平轨部(43)、所述交叉换向部(44)和所述过渡部(46)均为一对相对设置的钢轨，所述偏转衔接部(41)两端分别连接所述第一偏转部(2)和所述水平轨部(43)，所述水平轨部(43)的十字中心线为正向十字中心线，所述偏转衔接部(41)平滑过渡所述第一偏转部(2)的十字中心线位置到所述水平轨部(43)十字中心线的位置，所述轨顶补充部(45)设置于所述水平轨部(43)内侧面，所述轨顶补充部(45)顶面与所述水平轨部(43)顶面衔接，所述轨顶补充部(45)厚度由中心向两端平滑减小，所述轨顶补充部(45)内侧边线为直线，所述水平轨部(43)的相对的钢轨间距由与所述第一偏转部(2)连接位置以中心线为基准向外增大，所述交叉换向部(44)设置于所述水平轨部(43)内，所述交叉换向部(44)的两钢轨与所述水平轨部(43)与所述轨顶补充部(45)组成的两内侧面平行，所述交叉换向部(44)两钢轨在所述水平轨部(43)内部交汇为角状结构，所述交叉换向部(44)自由端连接所述过渡部(46)，所述过渡部(46)自由端连接所述偏转稳定部(42)，所述偏转稳定部(42)的轨肩圆弧半径大于所述过渡部(46)的轨肩圆弧半径。

2.根据权利要求1所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述第一偏转部(2)和所述第二偏转部(3)的偏转角均为1°25′56″。

3.根据权利要求1所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述第一偏转部(2)长450mm，所述偏转衔接部(41)长150mm，所述过渡部(46)长度大于等于500m。

4.根据权利要求1所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述水平轨部(43)与所述轨顶补充部(45)连接位置的钢轨轨头内侧面为竖向平面。

5.根据权利要求4所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述轨顶补充部(45)包括第一补充段(451)和第二补充段(452)，所述第一补充段(451)廓形与所述第一偏转部(2)相同，所述第二补充段(452)与车轮的水平向接触面宽度大于所述第一补充段(451)与车轮的水平向接触面宽度，所述第一补充段(451)与所述第二补充段(452)顺接，所述第一补充段(451)设置于所述第一偏转部(2)与所述偏转衔接部(41)连接一端，所述第一补充段(451)与所述第二补充段(452)高度由所述第一补充段(451)自由端向所述第二补充段(452)自由端递增。

6.根据权利要求1所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述稳固系统(1)为预埋紧固系统。

7.根据权利要求1所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉中钢轨轨形均采用R8+R16+R60+R200廓形钢轨加工。

8.根据权利要求4所述的一种单开道岔镶嵌翼轨式合金钢组合辙叉，其特征在于：所述轨顶补充部(45)中顶宽≤40mm的断面，轨肩圆弧半径增至≥15mm，顶宽≥45mm的断面，轨肩圆弧半径降至≤6mm；所述交叉换向部(44)中顶宽50mm断面，轨肩圆弧半径≤14mm，顶宽＞50mm断面，轨肩圆弧半径≥15mm。