JP6723857B2 - レール補修部矯正方法、レール矯正方法及びレール補修部矯正装置 - Google Patents
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Description
更には、レール頭頂面に凹みが生じた場合に、レール緊張器を必要としないでレール頭部を矯正するレール矯正方法を提供することを目的としている。
前記レール頭部の押し抜きせん断後に、レール矯正装置の支持部が前記溶接補修部の直下位置を下側から支持した状態で、前記溶接補修部を挟んだ両側位置のレール頭部を前記レール矯正装置に設けた支え軸への加圧により、前記一対の支え軸の先端を支点とし作用点である前記支持部を引き上げてレール全体を縦矯正することで、高温の前記溶接補修部及び常温のレール底部を変形処理する
ことを特徴としている。
前記縦矯正に引き続き、高温の溶接補修部に圧縮空気を噴射することにより冷却し、前記溶接補修部の硬さを増大させることを特徴としている。
前記加圧は、1mスパン当たりで200kN以上の圧力で縦矯正を行うことで、レールに軸力がある場合でも十分な矯正ができることを特徴としている。
前記高温は、「レール鋼の変態点」〜「1100℃」の温度であることを特徴としている。
前記縦矯正による縦矯正量は、前記溶接補修部を中心として1mスパン当たり9〜18mmとし、前記冷却の後に1mスパン当たり1〜10mmの縦矯正量を残すよう加圧を行うことを特徴としている。
レール頭頂面に生じた凹みを含んだレール頭部をオーステナイト金属組織域まで加熱して加熱部とし、
レール矯正装置の支持部が前記加熱部の直下位置を下側から支持した状態で、前記加熱部を挟んだ両側位置のレール頭部を前記レール矯正装置に設けた一対の支え軸への加圧により、前記一対の支え軸の先端を支点とし作用点である前記支持部を引き上げてレール全体を縦矯正することで、高温の前記加熱部及び常温のレール底部を変形処理することを特徴としている。
レール上方に載置してレールの矯正を行うレール矯正装置において、
前記レールの長手方向に長く形成された本体部と、
前記本体部の長手方向両側に設けた一対の油圧シリンダー部と、
前記各油圧シリンダー部から伸長し、レール頭部に当接可能に動作するシリンダー軸と、
前記本体部の側面に上部が固定され下方に延長される一対のアーム部と、
前記アーム部の下端でアーム間に架設されレール底面を支持可能とする支持軸と、
を備えたことを特徴としている。
レール上方に載置してレールの矯正を行うレール矯正装置において、
前記レールの長手方向に長く形成された本体部と、
前記本体部の長手方向両側に設けた一対の油圧シリンダー部と、
前記各油圧シリンダー部から伸長し、レール頭部に当接可能に動作するシリンダー軸と、
前記本体部の側面に上部が固定され下方に延長される一対のアーム部と、
前記各アーム部の下端にレール側に折曲し、レール顎部を下方から支持するレール顎支持部と、
を備えたことを特徴としている。
長手方向における前記本体部の中央底面側に、レール頭部の溶接補修部に対して圧縮空気を噴射可能とする圧縮空気噴射部を備えたことを特徴としている。
本発明のレール補修部矯正装置は、軸力のあるレールで損傷が生じたレール部位だけを除去して溶接を行って補修する方法において、補修部のレール矯正を行うために使用する装置である。
鋳込み後、約1300℃になると溶接部が凝固するので、熱間押し抜きせん断により、溶接補修部9の余肉を除去してレール頭部とほぼ等しい形状にしたのち、本発明に係るレール補修部矯正装置10を使用したレール矯正が行われる。
圧縮空気噴射部20は、ブロワー22から圧縮空気が供給され、下面23(図6)に設けられた多数の細孔24から、溶接補修部9に対して圧縮空気を噴射可能としている。また、圧縮空気噴射部20は、本体部11とは固定されていない独立した部材なので、中央方形開口部11aに圧縮空気噴射部20を挿入配置した後に、後述する縦矯正により溶接補修部9が持ち上がった場合においても、常にスペーサー21の高さ分(約10mm)だけ、噴射面となる下面23と溶接補修部9との間隔を保持することができる。
すなわち、シリンダー軸13の伸縮動作の方向(伸びる方向なのか、縮む方向なのか)を選択する油圧ハンドル31の操作により、油圧ポンプ30から4本の油圧ホース32を介して、各油圧シリンダー部12の各油圧室に連結された油圧供給・排出口33へ流体の供給及び排出が行われることで、各油圧シリンダー部12の各油圧室において加圧と除圧が行われ、シリンダー軸13の伸縮動作が行われる。
また、シリンダー軸13の下端には、円盤状の支点14が装着され、シリンダー軸13の伸縮動作に応じてレール頭部に押し当て可能に構成されている。
すなわち、3点曲げ中央集中負荷方式のレール補修部矯正装置10と溶接補修部9の中心が合致するように、左右の油圧シリンダー部12の支点14がレール1の頭頂面に位置し、レール底面に対して作用点となる支持軸18(レール底面負荷用の加圧軸)が溶接補修部9の直下に位置するように配置する。
溶接補修部9の押し抜きせん断後に配置された支持軸18の位置は、レールの底面に少しの隙間を開けて配置されている。
この空冷により溶接補修部9は放冷した場合よりも冷却速度が速くなり、レール頭頂面の硬度が増大するとともに、耐磨耗性を放冷した場合よりも上げることができる。
1m当たりの重量が60kgの60kgレール200mの中間で、レールの両端を729kNの力で引張って729kNの軸力を与え、通常のレール溶接の場合と同様に、枕木の締結装置を補修部の左右3ケずつ計4.2m解除して溶接補修した場合で、レール補修部矯正装置10の支点14同士の間隔を1000mmとし、油圧シリンダー部12の加圧力を変化させた場合の縦矯正量と残留縦矯正量の関係を表1に示す。
なお、729kNは、60kgレールで、レールを設置した時(約30℃)に対して、温度差40℃(−10℃)の時に生じるレール軸力である。
また、縦矯正量は、損傷部の周辺の落ち込み量や凹みを勘案して残留縦矯正量を1〜10mmとし、冷却後はグラインダー研磨により0〜1mm/mになるように仕上げられる。
また、軸力が729kNよりも大きい場合は、所定の残留縦矯正量を得るためにシリンダーの合計加圧力を大きく、729kNより低い場合は、シリンダーの合計加圧力を小さくすれば良い。
表1の結果より、レール補修部矯正装置10による縦矯正量は、溶接補修部9を中心として1mスパン当たり9〜18mmとすることで、冷却後に1mスパン当たり1〜10mmの縦矯正量を残すことができる。
剛性の高いレールの場合、前述の1mm以上の残留縦矯正量を得るためには、損傷部を80mm以上吊り上げなければならないが、この際、レールを締結していたまくら木が一緒に吊り上がらないようにするために、損傷部前後のレール締結を各6m以上ずつ解除する必要があり、多くの時間と作業員が必要となる。
また、損傷部を「へ」の字にするためには、損傷部に引張り応力が作用して破断する可能性がある。この対策として、溶接補修後で溶接部が熱い時期にこう上する方法も存在するが、前述と同様に溶接部前後のレール締結を各6m以上ずつ解除する必要があり、多くの時間と作業員が必要となる。
なお、損傷部をガス切断で除去した後に吊り上げると、レール側のガス切断面表層には深さ約2mmの硬化層がある。この硬化層を「へ」の字にするため、そこに引張り応力が作用して破断する可能性がある。
したがって上述したように、こう上方法には、多くの難点がある。
すなわち、アーム部(引き上げ棒)50は、下方にフックした形状で構成され、フック状の先端のレール顎支持部(加圧子)51がレール顎下を加圧して支持するようになっている。レール顎支持部50を使用してレール矯正を行った場合、高温のレール頭部及びその近傍の常温のレール頭部に対してだけ反作用による押圧力が作用するので、レール頭部に対してのみ縦矯正を行うことができる。この場合も、表1と同じ縦矯正量で同様の残留縦矯正量を得ることができる。
Claims (9)
- レール頭部に生じた損傷をガス切断により除去し、除去箇所をテルミット溶接で補完して溶接補修部とし、引き続き行われる熱間押し抜きせん断により、前記溶接補修部をレール頭部とほぼ同じ形状にする方法において、
前記レール頭部の押し抜きせん断後に、レール矯正装置の支持部が前記溶接補修部の直下位置を下側から支持した状態で、前記溶接補修部を挟んだ両側位置のレール頭部を前記レール矯正装置に設けた一対の支え軸への加圧により、前記一対の支え軸の先端を支点とし作用点である前記支持部を引き上げてレール全体を縦矯正することで、高温の前記溶接補修部及び常温のレール底部を変形処理する
ことを特徴とするレール補修部矯正方法。 - 前記縦矯正に引き続き、高温の溶接補修部に圧縮空気を噴射することにより冷却し、前記溶接補修部の硬さを増大させる請求項1に記載のレール補修部矯正方法。
- 前記加圧は、1mスパン当たりで200kN以上の圧力で縦矯正を行うことで、レールに軸力がある場合でも十分な矯正ができる請求項1に記載のレール補修部矯正方法。
- 前記高温は、「レール鋼の変態点」〜「1100℃」の温度である請求項1に記載のレール補修部矯正方法。
- 前記縦矯正による縦矯正量は、前記溶接補修部を中心として1mスパン当たり9〜18mmとし、前記冷却の後に1mスパン当たり1〜10mmの縦矯正量を残すよう加圧を行う請求項2に記載のレール補修部矯正方法。
- レール頭頂面に生じた凹みを含んだレール頭部をオーステナイト金属組織域まで加熱して加熱部とし、
レール矯正装置の支持部が前記加熱部の直下位置を下側から支持した状態で、前記加熱部を挟んだ両側位置のレール頭部を前記レール矯正装置に設けた一対の支え軸への加圧により、前記一対の支え軸の先端を支点とし作用点である前記支持部を引き上げてレール全体を縦矯正することで、高温の前記加熱部及び常温のレール底部を変形処理する
ことを特徴とするレール矯正方法。 - レール上方に載置してレールの矯正を行うレール矯正装置において、
前記レールの長手方向に長く形成された本体部と、
前記本体部の長手方向両側に設けた一対の油圧シリンダー部と、
前記各油圧シリンダー部から伸長し、レール頭部に当接可能に動作するシリンダー軸と、
前記本体部の側面に上部が固定され下方に延長される一対のアーム部と、
前記アーム部の下端でアーム間に架設されレール底面を支持可能とする支持軸と、
を備えたことを特徴とするレール補修部矯正装置。 - レール上方に載置してレールの矯正を行うレール矯正装置において、
前記レールの長手方向に長く形成された本体部と、
前記本体部の長手方向両側に設けた一対の油圧シリンダー部と、
前記各油圧シリンダー部から伸長し、レール頭部に当接可能に動作するシリンダー軸と、
前記本体部の側面に上部が固定され下方に延長される一対のアーム部と、
前記各アーム部の下端にレール側に折曲しレール顎部を下方から支持するレール顎下支持部と、
を備えたことを特徴とするレール補修部矯正装置。 - 長手方向における前記本体部の中央底面側に、レール頭部の溶接補修部に対して圧縮空気を噴射可能とする圧縮空気噴射部を備えた請求項7又は請求項8に記載のレール補修部矯正装置。
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