專利名稱：一種水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠有效地提高尖軌使用壽命的一種水平深藏耐磨型尖軌和基 本軌結(jié)構(gòu)，屬道岔轉(zhuǎn)轍器部件制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
既有道岔轉(zhuǎn)轍器一般在基本軌軌頂下16mm處工作邊做斜度為1:4的藏尖加工，尖 軌軌頭非工作邊也加工成同一斜度，其結(jié)構(gòu)如圖4和5所示。
既有道岔轉(zhuǎn)轍器尖軌粗壯度改善主要依靠平面線型優(yōu)化，增加幅度非常有限。尖 軌在車輪的反復(fù)摩擦擠壓下，極易發(fā)生側(cè)磨，隨即出現(xiàn)壓潰、掉塊現(xiàn)象。
在重載鐵路，大秦線鐵路2007年成功開行2萬噸單元列車，目前年運(yùn)量已達(dá)到了 3. 5億噸以上，隨著運(yùn)量的逐年增加，與車輪直接接觸的道岔尖軌側(cè)磨損傷更為嚴(yán)重，其平 均使用壽命僅僅只有普通線路鐵路道岔的1/3。為此，既有重載鐵路道岔尖軌的耐磨性急需 改進(jìn)和提高。發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一種能有效地提高尖軌使用壽命的一種水平深藏耐磨型尖軌和基 本軌結(jié)構(gòu)。
設(shè)計(jì)方案為了實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)目的。尖軌是道岔轉(zhuǎn)轍器壽命的關(guān)鍵，為此本發(fā)明在 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上1、通過提高尖軌粗壯度，達(dá)到提高尖軌的使用壽命，尤其是增大尖軌前部軌頭 的粗壯度和耐磨性；其次，運(yùn)用有限元法對75kg/m鋼軌12號道岔曲尖軌在橫向荷載下各 截面應(yīng)力進(jìn)行了分析，隨尖軌均勻加寬，距尖軌前端相同距離截面處的最大應(yīng)力隨之減小， 特別是距尖軌前端距離較近截面的最大應(yīng)力呈現(xiàn)出急劇減小的趨勢。2、采用“復(fù)曲線+相 離半切線”線型，在前導(dǎo)曲線和主曲線相接部位采用了相切設(shè)計(jì)，減小作用在尖軌上的橫向 力，增大尖軌前部軌頭粗壯度。前端導(dǎo)曲線采用Rl=450m的大曲線半徑，改善了列車運(yùn)行條 件，優(yōu)化設(shè)置使尖軌粗壯度有所增加；三是尖軌尖端從5+6mm斷面進(jìn)行補(bǔ)充藏尖刨切，藏尖 深度取3mm。尖軌采用雙帽型加工，軌高為151mm。優(yōu)化軌頂縱坡，增加強(qiáng)度，減少橫向分力。 采用PG4鋼軌，可顯著增加尖軌和基本軌的屈服強(qiáng)度。
技術(shù)方案一種水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，它包括尖軌和基本軌，所述基 本軌密貼段工作邊水平刨切深度6mm，所述尖軌相對于未采取此項(xiàng)技術(shù)的尖軌來說，在距尖 軌尖端同樣位置處，尖軌軌頭寬度增加了 6mm，尖軌工作邊為1:5斜度，非工作邊為1:3。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，一是基本軌密貼段工作邊水平刨切深度6mm，尖軌軌頭寬 度增加了 6mm，一方面可提高尖軌粗壯度，另一方面可縮短前端薄弱斷面的長度，有效地提 高尖軌的使用壽命；二是尖軌工作邊按照1:5斜度設(shè)計(jì)，非工作邊按照1:3設(shè)計(jì)，可減小側(cè) 向力，增強(qiáng)尖軌的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載能力。

圖1是水平深藏耐磨型尖軌和基本軌示意圖。
圖2是圖1中A-A向的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是圖1中B-B向的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是既有道岔尖軌-基本軌結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 參照附圖1-5。一種水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，它包括尖軌 和基本軌，其特征是所述基本軌密貼段工作邊水平刨切深度6mm，所述尖軌相對于未采取 此項(xiàng)技術(shù)的尖軌來說，在距尖軌尖端同樣位置處，尖軌軌頭寬度增加了 6mm，尖軌工作邊為 1:5斜度，非工作邊為1:3，以減小側(cè)向力，從而達(dá)到加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和尖軌承載能力。在直向 尖軌軌頭刨切范圍內(nèi)完成尖軌尖端軌距至直向標(biāo)準(zhǔn)軌距的過渡。在基本軌前端范圍內(nèi)，完 成尖軌尖端軌距至基本軌前端接頭標(biāo)準(zhǔn)軌距的過渡。尖軌采用雙帽型加工，軌高為151mm。
所述基本軌為直基本軌1或曲基本軌3或?yàn)橹被拒?和曲基本軌3。所述尖軌 為曲線尖軌2或直線尖軌4或曲線尖軌2和直線尖軌4。
工作原理尖軌轉(zhuǎn)轍器依靠尖軌的扳動，將列車引入正線或側(cè)向方向，且轉(zhuǎn)動靈 活，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不存在軌距中斷的缺陷。尖軌轉(zhuǎn)轍器主要由直曲基本軌和直曲尖軌及連接零 件等組成。
鋼軌磨損一般可分為跑合階段、穩(wěn)定磨損階段和急劇磨損三個階段。經(jīng)過跑合階 段后，輪軌間廓形較為吻合，二者間建立了相對有利的接觸條件，輪軌接觸面積增大，輪軌 接觸應(yīng)力下降，鋼軌磨損處于相對緩和的穩(wěn)定階段。為了提高重載鐵路道岔尖軌的使用壽 命，應(yīng)延長鋼軌穩(wěn)定磨損階段、推遲急劇磨損階段的到來。
導(dǎo)致尖軌側(cè)磨嚴(yán)重的根本原因是過大的輪軌作用力(特別是輪軌橫向力)導(dǎo)致尖 軌的接觸應(yīng)力偏大，甚至超過了材料的屈服強(qiáng)度，從而尖軌摩擦金屬面發(fā)生塑性流變，并在 輪載的反復(fù)碾壓下，出現(xiàn)磨損、剝離和掉塊現(xiàn)象，這是造成鋼軌磨損的重要原因。尖軌的磨 損量都與荷載、鋼軌應(yīng)力、運(yùn)量成正比，與材料屈服極限成反比。要有效減緩鋼軌的磨損，必 需采取工程措施盡可能減小作用在鋼軌上的荷載、降低輪軌接觸應(yīng)力。隨著鋼軌橫向力的 增大，尖軌上的輪軌接觸壓力增加；在相同荷載作用下，尖軌頂寬越大，其輪軌接觸應(yīng)力越 小。對尖軌與基本軌的平面聯(lián)結(jié)型式進(jìn)行優(yōu)化，增大尖軌在刨切部分的粗壯度，提高尖軌的 承載能力。
隨尖軌變截面段長度的縮短，距尖軌前端相同距離截面處的最大應(yīng)力隨之減小， 特別是在距尖軌前端較近的各截面(一米處)的最大應(yīng)力，應(yīng)力減小尤為明顯；尖軌長度不 變，對尖軌截面進(jìn)行均勻加寬，對尖軌各截面受力是有利的，特別是對于距尖軌前端較近的 薄弱截面受力，有較大的幫助。在尖軌前端到軌頂寬度為40mm的尖軌段進(jìn)行加寬，此段尖 軌截面的最大應(yīng)力會有明顯的減小。
直(曲)基本軌基本軌的加工工藝流程下料一鋸切一號孔一鉆孔一頂調(diào)(曲基本 軌頂支距)一銑藏尖一組裝。基本軌藏尖段1 :3斜的銑削深度較大，軌頭寬度要注意測量 點(diǎn)的選擇，藏尖段銑削出刀點(diǎn)要平順。曲基本軌彎折基線在軌頭下降16mm處1:3藏尖段銑削面上，因此在銑削前鋼軌彎折時，各點(diǎn)彎折支距應(yīng)增大6mm。
直(曲)尖軌尖軌加工工藝流程下料一跟端鍛壓一二次下料一鋸切一銑壓型段 軌底面一壓型段軌底面探傷一號孔一鉆孔一銑軌肢一銑軌腰螺栓槽一軌頂雙帽型加工一 銑軌頭非工作邊(1:3)—銑軌頭工作邊(1:5)—銑軌頂降低值一刨跟端帽型一壓型段探傷 —淬火一矯調(diào)淬火變形一時效一組裝。
軌距測量因基本軌密貼段工作邊采用水平刨切深度6mm，轉(zhuǎn)轍器尖軌密貼段軌 距測量(包括尖軌尖端)在鋼軌降低值7mm處控制，便于現(xiàn)場實(shí)際測量檢查，圖紙也將按此測 量位置進(jìn)行標(biāo)注。
需要理解到的是上述實(shí)施例雖然對本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路作了比較詳細(xì)的文字描 述，但是這些文字描述，只是對本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的簡單文字描述，而不是對本明設(shè)計(jì)思路的 限制，任何不超出本發(fā)明設(shè)計(jì)思路的組合、增加或修改，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，它包括尖軌和基本軌，其特征是基本軌 密貼段工作邊水平刨切深度6mm，尖軌相對于未采取此項(xiàng)技術(shù)的尖軌來說，在距尖軌尖端同 樣位置處，尖軌軌頭寬度增加了 6mm，增強(qiáng)了粗壯度，另一方面可縮短前端薄弱斷面的長度， 對提高尖軌的使用壽命十分有利。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，其特征是所述尖軌工 作邊為1:5斜度，非工作邊為1:3，工作邊斜度相對于以前的1 :4斜度，增加了磨耗量，增強(qiáng) 了耐磨性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，其特征是所述基本軌 為直基本軌或曲基本軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，其特征是所述尖軌為 曲線尖軌或直線尖軌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能夠有效地提高尖軌使用壽命的一種水平深藏耐磨型尖軌和基本軌結(jié)構(gòu)，它包括尖軌和基本軌，所述基本軌密貼段工作邊水平刨切深度6mm，所述尖軌相對于未采取此項(xiàng)技術(shù)的尖軌來說，在距尖軌尖端同樣位置處，尖軌軌頭寬度增加了6mm，尖軌工作邊為1:5斜度，非工作邊為1:3。優(yōu)點(diǎn)基本軌密貼段工作邊水平刨切深度6mm，一方面可提高尖軌粗壯度，另一方面可縮短前端薄弱斷面的長度，有效地提高尖軌的使用壽命。
文檔編號E01B7/14GK102031730SQ20101060413
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月24日
發(fā)明者侯小康, 王平, 董彥錄, 雷潔 申請人:中鐵寶橋集團(tuán)有限公司