JP6430231B2 - Crossing structure - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道線路の分岐器で使用されるクロッシングレールに関し、特に、クロッシングレールの構造に関する。 The present invention relates to a crossing rail used in a railroad track branching device, and more particularly to a structure of a crossing rail.
鉄道線路の分岐器における基準線と分岐線との交差部分に使用されるクロッシングレール（特許文献１参照）には、安価で且つ耐久性に優れている点から、０．５〜１．０重量％の炭素等を含有するレール鋼を使用したレール鋼製クロッシングが多用されている。
このレール鋼製クロッシングは、図７に示すように、踏面を硬化熱処理したノーズレール１００と右ウイングレール１０１と左ウイングレール１０２を、間隔材１０３や接着材１０４を介して締結ボルト１０５とワッシャー１０６とナット１０７で締結することで構成されている。
右ウイングレール１０１と左ウイングレール１０２は、通常のレールを横曲げしてノーズレール１００の側面形状に合う様に曲げ加工した後、ノーズレール１００と相対する底部端を約３０ｍｍ切削し、右ウイングレール１０１と左ウイングレール１０２とノーズレール１００の頭部間隔を車輪が通過するのに最適な寸法である約４２ｍｍにしている。
The crossing rail (see Patent Document 1) used at the intersection between the reference line and the branch line in the branching device of the railway track is 0.5 to 1.0 weight because it is inexpensive and has excellent durability. A rail steel crossing using rail steel containing carbon or the like is often used.
As shown in FIG. 7, the rail steel crossing includes a nose rail 100, a right wing rail 101, and a left wing rail 102 that are hardened and heat-treated on a tread surface, a fastening bolt 105 and a washer 106 via a spacing member 103 and an adhesive 104. And a nut 107 for fastening.
The right wing rail 101 and the left wing rail 102 are formed by bending a normal rail to bend to fit the side shape of the nose rail 100, and then cutting the bottom end facing the nose rail 100 by about 30 mm to form the right wing. The distance between the heads of the rail 101, the left wing rail 102, and the nose rail 100 is about 42 mm, which is the optimum dimension for the wheel to pass.
ノーズレール１００は、前ノーズレール１０８と後ノーズレール１０９で構成されている。前ノーズレール１０８は、頭部及び底部が三角形で、その側面は通常のレールと同じ断面をしており、ガス圧接の接合面１１３となる頭部幅は約８０ｍｍである。
後ノーズレール１０９は、右後ノーズレール１１０と左後ノーズレール１１１が斜めに重なり合った箇所を機械切削し、その切削面同士を突き合わせた後、従来技術であるアーク溶接等で接合面１１２を接合して一体化したものである。なお、後ノーズレール１０９におけるガス圧接の接合面１１３の形状寸法は、前ノーズレール１０８と同じである。その後、ガス圧接で前ノーズレール１０８と後ノーズレール１０９を接合面１１３の位置で接合し、ノーズレール１００としている。
The nose rail 100 includes a front nose rail 108 and a rear nose rail 109. The front nose rail 108 has a triangular shape at the head and bottom, and its side has the same cross section as a normal rail, and the head width that forms the joining surface 113 for gas pressure welding is about 80 mm.
The rear nose rail 109 is mechanically cut at a position where the right rear nose rail 110 and the left rear nose rail 111 overlap each other, and after joining the cut surfaces, the joint surface 112 is joined by arc welding or the like which is a conventional technique. And integrated. It should be noted that the shape dimension of the gas pressure welded joint surface 113 of the rear nose rail 109 is the same as that of the front nose rail 108. Thereafter, the front nose rail 108 and the rear nose rail 109 are joined at the position of the joining surface 113 by gas pressure welding to form the nose rail 100.
ノーズレール１００の製作時に、前ノーズレール１０８と後ノーズレール１０９とを接合面１１３でガス圧接する場合、使用するレール鋼の炭素含有量０．５〜１．０重量％のレールでは約３０ｍｍの加熱圧縮が行われる。
その後、レール頭部を約１０００℃まで加熱して圧縮空気で冷却する硬化熱処理を行い、レール鋼の金属組織であるパーライト組織を微細化して、車輪との接触面である踏面をショア硬さで５０〜５６ＨＳに硬化させるが、磨耗に対する耐久性を向上するために、踏面のショア硬さを５７〜６０ＨＳにすることが望まれていた。
When the nose rail 100 is manufactured, when the front nose rail 108 and the rear nose rail 109 are gas-welded at the joint surface 113, the rail steel having a carbon content of 0.5 to 1.0% by weight is approximately 30 mm. Heat compression is performed.
After that, the rail head is heated to about 1000 ° C and cooled with compressed air, and the pearlite structure, which is the metal structure of rail steel, is refined, and the tread, which is the contact surface with the wheels, is shore hardened. Although it hardens to 50-56HS, in order to improve the durability with respect to abrasion, it was desired that the shore hardness of a tread should be 57-60HS.
しかしながら、炭素含有量０．５〜１．０重量％のレールを圧縮空気で冷却しても、レール鋼の微細パーライト組織の限界硬さはショア硬さで５６ＨＳ程度までで、これ以上の硬さを得ようとすると微細パーライト組織の中に小さなマルテンサイト組織が発生して靱性を損なうため、５６ＨＳ以上の硬さを得ることができなかった。 However, even if a rail with a carbon content of 0.5 to 1.0% by weight is cooled with compressed air, the limit hardness of the fine pearlite structure of the rail steel is up to about 56HS in shore hardness, which is more than this. However, since a small martensite structure is generated in the fine pearlite structure and the toughness is impaired, a hardness of 56 HS or more cannot be obtained.
この対応策として、同じ熱処理でより高い硬さが得られる０．０５〜１．０重量％クロムなどが添加されたレールを使用すればよいが、レールにクロムを０．０５％以上添加するとガス圧接性が低下し、良好なガス圧接部を得るためには３０ｍｍ以上の加熱圧縮が必要となってしまう。その結果、ガス圧接時の作業時間が長くなると共に、圧縮量のロスを補うために前ノーズレール１０８又は後ノーズレール１０９をより長く準備する必要があり経済的な面で課題が存在した。 As a countermeasure, a rail to which 0.05 to 1.0% by weight chromium or the like, which can obtain higher hardness by the same heat treatment, may be used. In order to obtain a good gas pressure contact portion due to a decrease in pressure contact properties, a heat compression of 30 mm or more is required. As a result, the working time during gas pressure welding becomes longer, and it is necessary to prepare the front nose rail 108 or the rear nose rail 109 longer in order to compensate for the loss of the compression amount.
また、ノーズレール１００における頭部幅３０ｍｍ以下の先端部付近では、列車車輪がウイングレール１０１またはウイングレール１０２からノーズレール１００に乗り移る際に強い衝撃荷重が繰り返し負荷される。従来のレール鋼製クロッシングの構造では、ノーズレール１００と、左右のウイングレール１０１，１０２は、間隔材１０３や接着材１０４を介して締結ボルト１０５とワッシャー１０６とナット１０７で締結されており、溶接で一体化されていない。
そのため、強い衝撃荷重が繰り返し負荷される頭部幅３０ｍｍ以下の先端部付近では、列車通過時の衝撃に起因してボルトの緩みが発生する場合があり、定期的なメンテナンスが必要となり作業負担がかかるという課題が存在した。
Further, in the vicinity of the tip of the nose rail 100 having a head width of 30 mm or less, a strong impact load is repeatedly applied when the train wheel changes from the wing rail 101 or the wing rail 102 to the nose rail 100. In the conventional rail steel crossing structure, the nose rail 100 and the left and right wing rails 101 and 102 are fastened by a fastening bolt 105, a washer 106 and a nut 107 via a spacing member 103 and an adhesive 104, and welded. It is not integrated with.
Therefore, in the vicinity of the tip with a head width of 30 mm or less that is repeatedly subjected to a strong impact load, the bolts may be loosened due to the impact at the time of passing through the train, and periodic maintenance is required and the work burden is increased. There was a problem of this.
本考案は上記実情に鑑みて提案されたもので、クロッシングを構成するレール同士の接合部をフラッシュバット溶接により接合することで、安価で強靭なクロッシング構造及びノーズレール、更にはクロッシング構造に使用するノーズレールの製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been proposed in view of the above circumstances, and is used for a crossing structure and a nose rail which are inexpensive and strong by joining the joints of the rails constituting the crossing by flash butt welding. It aims at providing the manufacturing method of a nose rail.
上記の目的を達成するため本発明（請求項１）は、前ノーズレール（１２）と、これに連結する右後ノーズレール（１３）及び左後ノーズレール（１４）と、左右のウイングレール（３１，４１）を備えたクロッシング構造であって、
右後ノーズレール（１３）と左後ノーズレール（１４）の前ノーズレール側の側面同士をアーク溶接で所定の長さのアーク溶接面を形成するように接続して後ノーズレール（１５）とし、
前記前ノーズレール（１２）と前記後ノーズレール（１５）とをフラッシュバット溶接で所定の長さのフラッシュバット接合面を形成するように接合してノーズレール（１１）とし、
前記ノーズレール（１１）で頭部幅３０ｍｍ以下となる範囲のレール底部の左右端にノーズレール側接合部（２０）をそれぞれ形成し、該ノーズレール側接合部（２０）に相対する右ウイングレール（３１）及び左ウイングレール（４１）のレール底部端にウイングレール側接合部（３０，４０）をそれぞれ形成し、前記ノーズレール側接合部（２０）と前記ウイングレール側接合部（３０，４０）とをそれぞれフラッシュバット溶接で接合し、
前記アーク溶接面（１８）の長さをフラッシュバット接合面（１６）の長さよりも長く設定すると共に、
前記ノーズレール側接合部（２０）とウイングレール側接合部（３０）との合計幅を、フラッシュバット溶接時の圧縮幅と余肉の逃げ場となる部分の余肉幅とから構成する
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention (Claim 1) includes a front nose rail (12), a right rear nose rail (13) and a left rear nose rail (14) connected thereto, and left and right wing rails ( 31, 41) having a crossing structure,
The front nose rail side surfaces of the right rear nose rail (13) and the left rear nose rail (14) are connected to form an arc welding surface of a predetermined length by arc welding to form a rear nose rail (15). ,
The front nose rail (12) and the rear nose rail (15) are joined to form a flash butt joint surface of a predetermined length by flash butt welding to form a nose rail (11).
The right wing rail which forms the nose rail side junction part (20) in the right-and-left end of the rail bottom part of the range used as the head width 30mm or less by the said nose rail (11), respectively, and opposes this nose rail side junction part (20) (31) and a wing rail side joint (30, 40) are formed at the rail bottom end of the left wing rail (41), respectively, and the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30, 40) are formed. ) And each by flash butt welding ,
While setting the length of the arc welding surface (18) longer than the length of the flash butt joint surface (16),
The total width of the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30) is composed of a compression width at the time of flash butt welding and a surplus width of a portion serving as a escape place of surplus <br / > It is characterized by that.
請求項２は、請求項１のクロッシング構造において、
前記ノーズレール側接合部（２０）と前記ウイングレール側接合部（３０，４０）との接合領域は、前記ノーズレールの頭部幅３０ｍｍの位置からノーズレール先端側における１００〜６００ｍｍの範囲であることを特徴としている。
Claim 2 is the crossing structure of claim 1,
The joint region between the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30, 40) is in the range of 100 to 600 mm on the nose rail tip side from the position of the head width of the nose rail of 30 mm. It is characterized by that.
請求項３は、請求項１または請求項２のクロッシング構造において、
前記ノーズレール側接合部（２０）とウイングレール側接合部（３０）の幅は、いずれも２５ｍｍであることを特徴としている。
Claim 3 is the crossing structure of claim 1 or claim 2,
The widths of the nose rail side joint (20) and the wing rail side joint (30) are both 25 mm .
本発明の請求項１のクロッシング構造によれば、前ノーズレール（１２）と後ノーズレール（１５）をフラッシュバット溶接で接合するとともに、前ノーズレールと左右のウイングレールをレール底部端においてフラッシュバット溶接で接合して溶接一体構造のクロッシングとすることで、クロッシング構造を強靭化し、耐久性を向上させることができる。 According to the crossing structure of the first aspect of the present invention, the front nose rail (12) and the rear nose rail (15) are joined by flash butt welding, and the front nose rail and the left and right wing rails are flash butt at the rail bottom end. By joining by welding to form a crossing having a welded structure, the crossing structure can be strengthened and durability can be improved.
請求項２のクロッシング構造によれば、ノーズレール（１１）で頭部幅３０ｍｍから先端側までのレール底部において、ノーズレールと左右のウイングレールの底部端とがフラッシュバット溶接で一体化して強化されるので、列車の車輪が乗り移る際に生じる強い衝撃荷重に耐える構造を得ることができる。 According to the crossing structure of claim 2, the nose rail and the bottom end of the left and right wing rails are integrated and strengthened by flash butt welding at the rail bottom from the head width of 30 mm to the front end side of the nose rail (11). Therefore, it is possible to obtain a structure that can withstand a strong impact load generated when a train wheel changes.
請求項３のクロッシング構造によれば、フラッシュバット溶接により５０ｍｍの接合領域が３０ｍｍに圧縮された場合に、２０ｍｍを余肉幅とすることができる。 According to the crossing structure of the third aspect, when the joining area of 50 mm is compressed to 30 mm by flash butt welding, the extra width can be set to 20 mm.
本発明のノーズレールの実施形態の一例について、図１を参照して説明する。
ノーズレール１１は、前ノーズレール１２と、右後ノーズレール１３，左後ノーズレール１４のレール鋼の重なり合う面を長手方向に切削してからアーク溶接で接合した後ノーズレール１５から構成されている。前ノーズレール１２は、レール鋼又はその鋼片から成り、レール底面に平行な平面方向において、一端に尖頭部を有し、他端に６５〜１００ｍｍの頭部幅を有する三角レール形状で形成されている。
具体的には、前ノーズレール１２は、鋼片もしくは大形のクレーンレールなどから切削して作られ、その片端は、後ノーズレール１５のフラッシュバット接合面１６と同じ断面形状になるように加工されている。また、フラッシュバット溶接時の底部幅や形状は、先端からフラッシュバット接合面１６まで全長同じである。また、全長はフラッシュバット溶接による圧縮減少量を見越して３０ｍｍ以上長いものが用いられる。
An example of an embodiment of the nose rail of the present invention will be described with reference to FIG.
The nose rail 11 is composed of a front nose rail 12 and a nose rail 15 after cutting the overlapping surfaces of the rail steel of the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 in the longitudinal direction and then joining them by arc welding. . The front nose rail 12 is made of rail steel or a steel piece thereof, and is formed in a triangular rail shape having a pointed head at one end and a head width of 65 to 100 mm at the other end in a plane direction parallel to the rail bottom surface. Has been.
Specifically, the front nose rail 12 is cut from a steel piece or a large crane rail, and one end thereof is processed to have the same cross-sectional shape as the flash butt joint surface 16 of the rear nose rail 15. Has been. The bottom width and shape at the time of flash butt welding are the same as the entire length from the tip to the flash butt joint surface 16. Further, the total length is 30 mm or more in anticipation of the amount of compression reduction due to flash butt welding.
後ノーズレール１５は、右後ノーズレール１３と左後ノーズレール１４の切削面をアーク溶接で接合することで、前ノーズレール１２と同様の断面を一端に有するとともに、右後ノーズレール１３及び左後ノーズレール１４の先端部分の側辺を延長した交点で形成される三角形の頂角が前ノーズレール１２と同じ三角形の角度を有するように形成されている。
すなわち、右後ノーズレール１３，左後ノーズレール１４は、１ｍ当たりの単重量５０ｋｇ、６０ｋｇ、７０ｋｇ、１００ｋｇなどのＪＩＳ規格で規定されたレールを台形状になるように配置して、図１に示す長手方向に重なった個所１７を機械加工により切削除去し、図２のアーク溶接面１８同士をアーク溶接により接合する。
The rear nose rail 15 has a cross section similar to that of the front nose rail 12 at one end by joining the cutting surfaces of the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 by arc welding, and the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 13. The apex angle of the triangle formed by the intersection extending from the side of the front end portion of the rear nose rail 14 is formed to have the same triangular angle as that of the front nose rail 12.
That is, the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 are arranged so that rails defined by JIS standards such as single weights of 50 kg, 60 kg, 70 kg, and 100 kg per meter are arranged in a trapezoidal shape as shown in FIG. The portion 17 overlapped in the longitudinal direction shown is cut and removed by machining, and the arc welding surfaces 18 in FIG. 2 are joined by arc welding.
そして、前ノーズレール１２と後ノーズレール１５とを、頭部幅が６５〜１００ｍｍのフラッシュバット接合面１６の位置でフラッシュバット溶接により接合することで、頭部形状を三角形としたノーズレール１１が構成される。
ノーズレール１１における三角形状となるクロッシング角θは、表１に示すように、使用用途によりＪＩＳ規定のクロッシング番数（４番〜２０番）で決められ、クロッシング角θに応じて前ノーズレール１２と後ノーズレール１５とのフラッシュバット接合面１６となる「フラッシュバット接合面の頭部幅」、及び、右後ノーズレール１３，左後ノーズレール１４のアーク溶接面１８となる「アーク溶接部の長さ」がそれぞれ決められている。
The nose rail 11 having a triangular head shape is formed by joining the front nose rail 12 and the rear nose rail 15 by flash butt welding at the position of the flash butt joint surface 16 having a head width of 65 to 100 mm. Composed.
As shown in Table 1, the crossing angle θ that is triangular in the nose rail 11 is determined by the JIS-specified crossing number (Nos. 4 to 20) according to the usage, and the front nose rail 12 according to the crossing angle θ. “The width of the head of the flash butt joint surface” that becomes the flash butt joint surface 16 between the rear rear nose rail 15 and “the arc weld surface of the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14”. Each “length” is determined.
一般にアーク溶接面１８の靱性は、フラッシュバット溶接面１６よりも低いためフラッシュバット溶接面１６よりも長くする必要があり、クロッシング角の一番大きいクロッシング番数４番の場合、アーク溶接面１８の長さを１００ｍｍ以上の１１０ｍｍとしている。
また、右後ノーズレール１３及び左後ノーズレール１４に使用するレールの頭部幅は約６５ｍｍであり、腹部厚は約１６〜１７ｍｍとしている。頭部幅が６５ｍｍよりも小さいと腹部厚が１ｍ当たりの単重量５０ｋｇまたは６０ｋｇレールの素材レールよりも薄くなる場合があり、レールよりも縦剛性が低下して強度上問題となる。このため、最少の頭部幅を６５ｍｍ以上としている。
このように、右後ノーズレール１３及び左後ノーズレール１４同士の長手方向のアーク溶接面１８の長さをフラッシュバット溶接面１６よりも長くすること、また、腹部の厚みを素材レールよりも厚くすることを目的として、前ノーズレール１２（後ノーズレール１５の溶接面１６側）の頭部幅を６５〜１００ｍｍとすることが好適である。
Generally, since the toughness of the arc welding surface 18 is lower than that of the flash butt welding surface 16, it is necessary to make it longer than the flash butt welding surface 16. In the case of the crossing number 4 having the largest crossing angle, the arc welding surface 18 The length is 110 mm which is 100 mm or more.
Moreover, the head width of the rail used for the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 is about 65 mm, and the abdomen thickness is about 16 to 17 mm. If the head width is smaller than 65 mm, the abdominal thickness may be thinner than a material rail of a single weight 50 kg or 60 kg rail per meter, and the longitudinal rigidity is lower than that of the rail, causing a problem in strength. For this reason, the minimum head width is set to 65 mm or more.
Thus, the length of the arc welding surface 18 in the longitudinal direction between the right rear nose rail 13 and the left rear nose rail 14 is made longer than that of the flash butt welding surface 16, and the abdomen is thicker than the material rail. For this purpose, it is preferable that the head width of the front nose rail 12 (the welding surface 16 side of the rear nose rail 15) is 65 to 100 mm.
なお、溶接個所の外側の側面形状は、使用したレールの形状のままである。
また、フラッシュバット溶接面１６は接合後に全周を研磨するが、その表面には多少の凹凸が生じ、ここに間隔材や接着材を当てると不密着部が生じて密着強度が低下する。このため、実際にフラッシュバット溶接により接合する具体的な頭部幅は、間隔材を当てる位置がフラッシュバット溶接面１６と重ならないように、クロッシング番数に応じて６５〜１００ｍｍの間で決められている。
In addition, the side shape of the outer side of a welding location is the shape of the used rail.
Further, the entire surface of the flash butt welding surface 16 is polished after joining, but some unevenness is generated on the surface, and when a spacing material or an adhesive is applied to the surface, a non-contact portion is formed and the adhesion strength is lowered. For this reason, the specific head width to be actually joined by flash butt welding is determined between 65 and 100 mm according to the number of crossings so that the position where the spacing material is applied does not overlap the flash butt weld surface 16. ing.
次に、フラッシュバット溶接の手順について、図３を参照しながら説明する。
フラッシュバット溶接の際は、先ず、前ノーズレール１２と後ノーズレール１５の接合断面をグラインダー等により研磨して金属面を出したのち、フラッシュバット溶接機１の左右可動式クランプ２，２により各レールをセットして接合面１６同士を突き当てる。
Next, the flash butt welding procedure will be described with reference to FIG.
At the time of flash butt welding, first, the cross section of the front nose rail 12 and the rear nose rail 15 is polished by a grinder or the like to form a metal surface, and then each of them is moved by the left and right movable clamps 2 and 2 of the flash butt welder 1. A rail is set and the joining surfaces 16 are abutted against each other.
フラッシュバット溶接機１の電源３から各レールに接触配置された電極４を介して端面間に通電し、通電時に生じる抵抗熱で端面を３００℃以上に予熱する。フラッシュバット溶接に使用する電流電圧は、普通レールの溶接条件と同様で、普通レール断面積を基準とし、レール断面積の増加割合に比例した値としている。
予熱後、端面同士を離したり密着させたりするフラッシュ間隔は０．１から３ｍｍ／ｓとし、ここで、両端面合計で１５ｍｍの溶融を行い、その後に一気に１５ｍｍ圧縮して接合は終了する。合計の圧縮量は３０ｍｍとなる。
このように、フラッシュバット溶接では、接合面１６を１５ｍｍ溶融させた後、更に１５ｍｍの圧縮を一気に行うため、接合面１６の溶融を伴わない固相溶接であるガス圧接に較べてレールに添加されている合金元素の影響を受けずに接合することができる。
Electricity is passed between the end faces from the power source 3 of the flash butt welder 1 through the electrodes 4 arranged in contact with the rails, and the end faces are preheated to 300 ° C. or more by resistance heat generated during energization. The current voltage used for the flash butt welding is the same as the welding condition of the normal rail, and is a value proportional to the increasing rate of the rail cross-sectional area, based on the normal rail cross-sectional area.
After preheating, the flash interval at which the end faces are separated or brought into close contact with each other is 0.1 to 3 mm / s. Here, the total of both end faces is melted by 15 mm, and after that, compression is performed 15 mm at a stretch and the joining is completed. The total compression amount is 30 mm.
In this way, in flash butt welding, after the joining surface 16 is melted by 15 mm, further compression of 15 mm is performed at once, so that it is added to the rail as compared with gas pressure welding which is solid phase welding without melting the joining surface 16. It is possible to join without being affected by the alloying elements.
フラッシュバット溶接終了後、接合面１６の周囲にできた余肉を機械除去し、次に、頭部が所定のクロッシング角になるように切削する。
その後、０．０５〜１重量％クロムなどが添加されたレールを使用している場合は、頭部を加熱し、圧縮空気で冷却する硬化熱処理が行なわれ、踏面のショア硬さを５７〜６０ＨＳにする。
また、クロムが添加されていないレールを使用している場合は、頭部を加熱し、圧縮空気で冷却する硬化熱処理が行なわれ、踏面のショア硬さを５０〜５６ＨＳにする。
After the flash butt welding is completed, the surplus material formed around the joint surface 16 is mechanically removed, and then the head is cut so as to have a predetermined crossing angle.
Thereafter, when a rail to which 0.05 to 1% by weight of chromium or the like is added is used, a heat treatment for heating the head and cooling with compressed air is performed, and the shore hardness of the tread is set to 57 to 60 HS. To.
In addition, when a rail to which chromium is not added is used, a hardening heat treatment is performed in which the head is heated and cooled with compressed air, and the shore hardness of the tread is set to 50 to 56 HS.
次に、上述の手順で製作したノーズレール１１を使用したクロッシング構造について、図４及び図５を参照して説明する。
クロッシング構造は、ノーズレール１１と、ノーズレール１１に対して両側に配置される右ウイングレール３１及び左ウイングレール４１とにより構成される。
ノーズレール１１には、そのレール底部１９の左右端にノーズレール側接合部２０がそれぞれ形成されている。右ウイングレール３１及び左ウイングレール４１には、ノーズレール側接合部２０に相対する右ウイングレール３１のレール底部端３２にウイングレール側接合部３０が、左ウイングレール４１のレール底部端４２にウイングレール側接合部４０がそれぞれ形成されている。そして、ノーズレール側接合部２０，２０とウイングレール側接合部３０，４０とは、それぞれフラッシュバット溶接で接合されている。
Next, a crossing structure using the nose rail 11 manufactured by the above-described procedure will be described with reference to FIGS.
The crossing structure includes a nose rail 11 and a right wing rail 31 and a left wing rail 41 arranged on both sides of the nose rail 11.
In the nose rail 11, nose rail side joints 20 are formed at the left and right ends of the rail bottom 19. The right wing rail 31 and the left wing rail 41 have a wing rail side joint 30 at the rail bottom end 32 of the right wing rail 31 facing the nose rail side joint 20 and a wing at the rail bottom end 42 of the left wing rail 41. Rail side joints 40 are respectively formed. And the nose rail side junction parts 20 and 20 and the wing rail side junction parts 30 and 40 are joined by flash butt welding, respectively.
続いて、上述したクロッシング構造の製作手順について、図５及び図６を参照して説明する。
ノーズレール１１における頭部幅３０ｍｍの位置２１からノーズレール先端２２までの間（ノーズレール先端側における１００〜６００ｍｍの範囲）のノーズレール左底部端及び右底部端に幅２５ｍｍずつの接合領域となるノーズレール側接合部２０，２０を加工する。
従来のクロッシング構造では、右ウイングレール３１の左底部端３３と、左ウイングレール４１の右底部端４３で、ノーズレール１１の底部端に相対する部位に対して、全長を幅約３０ｍｍ分だけ切削して、ウイングレール３１，４１とノーズレール１１との頭部間隔を車輪が通過するのに最適な寸法である約４２ｍｍにしていたが、上述の例では、ノーズレール１１の接合領域に相対する範囲だけに幅２５ｍｍずつの接合領域を残す（点線で表示した底部端から斜線で表示した底部端を残す）加工をすることでノーズレール側接合部２０を形成する。
なお、右ウイングレール３１及び左ウイングレール４１には、予め硬化熱処理したクロムが添加されたレール、又は、予め硬化熱処理したクロムが添加されていないレールが使用される。
Subsequently, a manufacturing procedure of the above-described crossing structure will be described with reference to FIGS.
Between the position 21 of the head width 30 mm in the nose rail 11 and the tip end 22 of the nose rail (in the range of 100 to 600 mm on the tip end side of the nose rail), there is a joining region of 25 mm width at the left bottom end and the right bottom end. The nose rail side joints 20 and 20 are processed.
In the conventional crossing structure, the entire length of the left bottom end 33 of the right wing rail 31 and the right bottom end 43 of the left wing rail 41 is cut by a width of about 30 mm from the portion facing the bottom end of the nose rail 11. In the above example, the head spacing between the wing rails 31 and 41 and the nose rail 11 is about 42 mm, which is an optimal dimension for the wheels to pass. The nose rail side joint portion 20 is formed by performing a process of leaving a joining region having a width of 25 mm only in the range (leaving the bottom end indicated by oblique lines from the bottom end indicated by dotted lines).
The right wing rail 31 and the left wing rail 41 are rails to which chromium that has been hardened and heat-treated in advance is added, or rails that are not pre-hardened and heat treated to be chromium.
先ず、それぞれの接合領域の接合面（ノーズレール側接合部２０及びウイングレール側接合部３０，４０）を、グラインダーで研磨して金属面にする。フラッシュバット溶接機１の左右可動式クランプ２，２によりノーズレール１１とウイングレール３１，４１（図６の例では右ウイングレール３１）をセットして接合面（ノーズレール側接合部２０とウイングレール側接合部３０）同士を突き当てる。
次に、フラッシュバット溶接機１の電源３から各レールの頭部に接触配置された電極４を介して端面間に通電し、通電時に生じる抵抗熱で接合面同士に通電して３００℃以上に予熱する。
フラッシュバット溶接に使用する電流電圧は普通レールの溶接条件と同様で、普通レールの場合のレール接合面積を基準とし、レール接合面積の割合に比例した値とし、フラッシュ間隔は０．１から３ｍｍ／ｓとし、溶融長は両端面合計で１５ｍｍ、圧縮工程で１５ｍｍの圧縮としている。
これにより、ウイングレール３１，４１とノーズレール１１との頭部間隔を車輪が通過するのに最適な寸法である約４２ｍｍを確保する。
First, the joint surfaces (the nose rail side joint 20 and the wing rail side joints 30 and 40) of each joint region are polished with a grinder to form metal surfaces. The nose rail 11 and the wing rails 31 and 41 (the right wing rail 31 in the example of FIG. 6) are set by the left and right movable clamps 2 and 2 of the flash butt welder 1, and the joint surface (the nose rail side joint 20 and the wing rail). The side joints 30) are abutted against each other.
Next, electricity is applied between the end faces from the power source 3 of the flash butt welder 1 through the electrodes 4 arranged in contact with the heads of the rails, and the joining surfaces are energized to 300 ° C. or more by resistance heat generated during energization. Preheat.
The current and voltage used for flash butt welding is the same as the welding conditions for ordinary rails, and the value is proportional to the ratio of the rail joining area based on the rail joining area for ordinary rails, and the flash interval is 0.1 to 3 mm / s, and the melt length is 15 mm in total for both end faces and 15 mm in the compression process.
Thereby, about 42 mm which is an optimal dimension for a wheel to pass the head space | interval of the wing rails 31 and 41 and the nose rail 11 is ensured.
また、接合領域の幅は２５ｍｍずつなので、突き合わせると５０ｍｍの幅になるが、フラッシュバット溶接により３０ｍｍ圧縮されるので２０ｍｍの間隔が残ることになる。この間隔には接合時に発生する余肉の逃げ場となる。 Further, since the width of the joining region is 25 mm each, the width becomes 50 mm when they are brought into contact with each other. This interval provides a place for escape of excess material generated during joining.
次に、反対側の左ウイングレール４１とノーズレール１１とを同様に接合する。
底部端同士のフラッシュバット溶接終了後、接合部の周囲にできた余肉を全て機械加工で除去し、表面を滑らかに仕上げる。
最後に、従来のレール鋼製クロッシングの場合と同様に、所定の位置に間隔材や接着材を介して、締結ボルトとワッシャーとナットで締結してレール鋼製一体クロッシングとする。
Next, the opposite left wing rail 41 and nose rail 11 are joined in the same manner.
After the flash butt welding between the bottom ends, all surplus material around the joint is removed by machining to finish the surface smoothly.
Finally, as in the case of the conventional rail steel crossing, the rail steel integrated crossing is made by fastening with a fastening bolt, a washer and a nut via a spacing member and an adhesive at a predetermined position.
上述したノーズレール１１によれば、レール鋼製クロッシングの構成要素であるノーズレールに関して、前ノーズレール１２と後ノーズレール１５の接合にフラッシュバット溶接を用いてノーズレール１１を製作することで、レールの化学組成に影響なく均一な強度を持つ接合面１６を得ることができる。
また、熱処理硬度を上げるためにクロムなどの合金元素が添加されたレールを使用した場合でも同様のレール鋼製クロッシングを製作することができ、且つ、踏面ショア硬さを５６〜６０ＨＳにすることで、車輪との接触による磨耗量を減少させて耐久性を向上させることができる。
According to the nose rail 11 described above, the nose rail 11 is manufactured by using flash butt welding to join the front nose rail 12 and the rear nose rail 15 with respect to the nose rail which is a component of the rail steel crossing. The joint surface 16 having uniform strength can be obtained without affecting the chemical composition.
Moreover, even when using a rail to which an alloy element such as chromium is added in order to increase the heat treatment hardness, a similar rail steel crossing can be manufactured, and the tread shore hardness is set to 56 to 60 HS. The amount of wear due to contact with the wheel can be reduced to improve durability.
更に、上述したノーズレール１１を使用し、ノーズレール１１の頭部幅３０ｍｍの位置２１（図６）から先端の底部端（ノーズレール側接合部２０とウイングレール側接合部３０，４０）同士をウイングレール３１，４１とフラッシュバット溶接で一体化するクロッシング構造とすることで、列車車輪が乗り移る際に生じる強い衝撃荷重に十分耐えるクロッシングを安価に製作することができるとともに、レール鋼製クロッシングの信頼を高めることができる。 Further, using the above-described nose rail 11, the bottom end (the nose rail side joint 20 and the wing rail side joints 30, 40) of the tip from the position 21 (FIG. 6) of the head width 30mm of the nose rail 11 is connected. The crossing structure integrated with the wing rails 31 and 41 by flash butt welding makes it possible to produce a crossing that can sufficiently withstand the strong impact load that occurs when the train wheels are transferred, and at the same time, the reliability of the rail steel crossing. Can be increased.
１…フラッシュバット溶接機、 ２…左右可動式クランプ、 ３…電源、 ４…電極、 １０…クロッシングレール（クロッシング構造）、 １１…ノーズレール、 １２…前ノーズレール、 １３…右後ノーズレール、 １４…左後ノーズレール、 １５…後ノーズレール、 １６…フラッシュバット接合面、 １８…アーク溶接面、 １９…ノーズレール底部端、 ２０…ノーズレール側接合部、 ２１…頭部幅３０ｍｍの位置、 ２２…ノーズレール先端、 ３０…ウイングレール側接合部、 ３１…右ウイングレール、 ３２…レール底部、 ３３…右ウイングレール左底部端、 ４０…ウイングレール側接合部、 ４１…左ウイングレール、 ４２…レール底部、 ４３…左ウイングレール右底部端、 １００…ノーズレール、 １０１…右ウイングレール、 １０２…左ウイングレール、 １０３…間隔材、 １０４…接着材、 １０５…締結ボルト、 １０６…ワッシャー、 １０７…ナット、 １０８…前ノーズレール、 １０９…後ノーズレール、 １１０…右後ノーズレール、 １１１…左後ノーズレール、 １１２…アーク溶接面、 １１３…ガス圧接接合面。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flash butt welder, 2 ... Left-right movable clamp, 3 ... Power supply, 4 ... Electrode, 10 ... Crossing rail (crossing structure), 11 ... Nose rail, 12 ... Front nose rail, 13 ... Right rear nose rail, 14 The left rear nose rail 15 The rear nose rail 16 The flash butt joint surface 18 The arc welding surface 19 The nose rail bottom end 20 The nose rail side joint 21 The head width 30 mm position 22 ... Nose rail tip, 30 ... Wing rail side joint, 31 ... Right wing rail, 32 ... Rail bottom, 33 ... Right wing rail left bottom end, 40 ... Wing rail side joint, 41 ... Left wing rail, 42 ... Rail Bottom, 43 ... Left wing rail, right bottom end, 100 ... Nose rail, 101 ... Right wing Rail: 102: Left wing rail, 103: Spacing material, 104: Adhesive material, 105: Fastening bolt, 106: Washer, 107: Nut, 108: Front nose rail, 109 ... Rear nose rail, 110: Right rear nose rail, 111 ... Left rear nose rail, 112 ... Arc welding surface, 113 ... Gas pressure welding surface.
Claims (3)
右後ノーズレールと左後ノーズレールの前ノーズレール側の側面同士をアーク溶接で所定の長さのアーク溶接面を形成するように接続して後ノーズレールとし、
前記前ノーズレールと前記後ノーズレールとをフラッシュバット溶接で所定の長さのフラッシュバット接合面を形成するように接合してノーズレールとし、
前記ノーズレールで頭部幅３０ｍｍ以下となる範囲のレール底部の左右端にノーズレール側接合部をそれぞれ形成し、該ノーズレール側接合部に相対する右ウイングレール及び左ウイングレールのレール底部端にウイングレール側接合部をそれぞれ形成し、前記ノーズレール側接合部と前記ウイングレール側接合部とをそれぞれフラッシュバット溶接で接合し、
前記アーク溶接面の長さをフラッシュバット接合面の長さよりも長く設定すると共に、
前記ノーズレール側接合部とウイングレール側接合部との合計幅を、フラッシュバット溶接時の圧縮幅と余肉の逃げ場となる部分の余肉幅とから構成する
ことを特徴とするクロッシング構造。 A crossing structure including a front nose rail, a right rear nose rail and a left rear nose rail connected to the front nose rail, and left and right wing rails,
By connecting the side surfaces of the right rear nose rail and the left rear nose rail on the front nose rail side so as to form an arc welding surface of a predetermined length by arc welding, a rear nose rail is formed .
The front nose rail and the rear nose rail are joined to form a flash butt joint surface of a predetermined length by flash butt welding to form a nose rail,
Nose rail side joints are respectively formed on the left and right ends of the rail bottom within the range of the head width of 30 mm or less at the nose rail, and the right wing rail and the left wing rail at the rail bottom end opposite to the nose rail side joint. Forming a wing rail side joint, respectively, joining the nose rail side joint and the wing rail side joint by flash butt welding ,
While setting the length of the arc welding surface longer than the length of the flash butt joint surface,
The total width of the nose rail side joint and the wing rail side joint is composed of a compression width at the time of flash butt welding and a surplus width of a portion that serves as a surplus escape area. Crossing structure.
前記ノーズレールの頭部幅３０ｍｍの位置からノーズレール先端側における１００〜６００ｍｍの範囲である請求項１に記載のクロッシング構造。 The joint region between the nose rail side joint and the wing rail side joint is:
The crossing structure according to claim 1, wherein the crossing structure is in a range of 100 to 600 mm on a tip end side of the nose rail from a position having a head width of 30 mm of the nose rail.
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