一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，由標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌和叉心拼裝構(gòu)成，以錳鋼叉心為核心，與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌用高強(qiáng)度螺栓副拼裝，叉心心軌底面形狀設(shè)計(jì)嵌合設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌鋼軌軌底上表面上，心軌所受垂向力直接傳遞在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底。本發(fā)明的有益效果是，轍叉有害空間區(qū)域及心軌尖端區(qū)域采用錳鋼材質(zhì)叉心心軌、翼軌、間隔鐵連鑄與鋼軌拼接相結(jié)合，減少連接零件，避免翼軌及叉跟軌與叉心非同時(shí)受力時(shí)靠單獨(dú)間隔鐵傳力和限位引起的相互垂向移動(dòng)，提高轍叉的整體性。錳鋼叉心改善了整鑄固定型高錳鋼轍叉大框架結(jié)構(gòu)型式而易于實(shí)現(xiàn)深度硬化，從而通過提高轍叉初始硬度繼而提高轍叉的耐磨性，減少維修工作量。同時(shí)可發(fā)揮高錳鋼材質(zhì)可在線焊補(bǔ)修理的優(yōu)勢，降低使用成本，提高轍叉的使用壽命。
【專利說明】一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路線路道岔的錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，屬于鐵路路軌的改進(jìn)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]道岔是使機(jī)車車輛實(shí)現(xiàn)由一條線路進(jìn)入或越過另一條線路的連接與交叉設(shè)備。轍叉是鐵路線路實(shí)現(xiàn)列車交叉運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，是使車輪由一股鋼軌越過另一股鋼軌的設(shè)備。由于車輪走行的要求，使銳角轍叉形成兩側(cè)為翼軌，中間為叉心(心軌)的特殊結(jié)構(gòu)形式。現(xiàn)有道岔設(shè)計(jì)中轍叉按構(gòu)造形式可分為固定型轍叉和活動(dòng)型轍叉；按結(jié)構(gòu)分為組合式和整體鑄造式。高錳鋼材質(zhì)整體鑄造式和合金鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉在我國120km/h以下車速的鐵路運(yùn)營線路中為常用的類型。
[0003]高錳鋼具有良好的韌性和加工硬化性能，在強(qiáng)沖擊載荷的作用下具有耐磨和裂紋敏感性低(裂紋延展慢)的優(yōu)點(diǎn)，因此安全系數(shù)高。且高錳鋼根據(jù)鐵路技規(guī)可實(shí)施在線焊補(bǔ)維修，由此可大幅度降低運(yùn)輸成本。但高錳鋼因完全奧氏體組織故初始硬度較低，在加工硬化性能未顯現(xiàn)之前，耐磨性差初始磨耗量大，如未實(shí)施深度硬化處理，上道初期會(huì)給鐵路工務(wù)的維修造成較大的修磨工作量。
[0004]貝氏體系列合金鋼叉心鋼軌拼裝轍叉，叉心部分承受沖擊載荷的部分采用貝氏體組織合金元素制造，具有較高的硬度和較高的綜合力學(xué)性能，克服了高錳鋼初始硬度低的弊病。但貝氏體合金鋼叉心在線一旦發(fā)生裂紋未及時(shí)發(fā)現(xiàn)則呈脆性斷裂，對(duì)行車安全構(gòu)成極大的威脅，且無論是裂紋還是剝落掉塊缺陷，貝氏體合金鋼均不可進(jìn)行在線焊補(bǔ)維修。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于充分發(fā)揮高錳鋼材質(zhì)裂紋敏感性低，安全系數(shù)高的特性，同時(shí)保證了強(qiáng)烈沖擊部位可進(jìn)行深度硬化及磨耗后修復(fù)的可能，開發(fā)高錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，以增加轍叉的使用壽命。
[0006]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:這種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，由翼軌和錳鋼叉心拼裝構(gòu)成，以錳鋼叉心為核心與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌用高強(qiáng)度螺栓副拼裝，叉心心軌底面形狀設(shè)計(jì)嵌合設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌鋼軌軌底上表面上，心軌所受垂向力直接傳遞在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底。
[0007]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，叉心主要受沖擊段LI為錳鋼連鑄翼軌，即翼軌采用錳鋼與心軌及間隔鐵連鑄成一體結(jié)構(gòu)，連鑄部分底面?zhèn)让媾c標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌腰及軌底上表面嵌合。
[0008]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述的連鑄一體結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)是轍叉咽喉前方IOOmm處，終點(diǎn)是心軌50_斷面對(duì)應(yīng)位置，前后設(shè)有過渡段。
[0009]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，叉心主要受沖擊段LI的錳鋼連鑄翼軌側(cè)面形狀與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌腰側(cè)面嵌合。[0010]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述叉心主要受沖擊段LI，轍叉叉心軌墻下部形狀設(shè)計(jì)直接與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底上面嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底。
[0011]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述轍叉叉心軌墻單側(cè)厚度d提高到60_。
[0012]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述心軌的厚度8從下面增加到45mm以上。
[0013]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，在錳鋼叉心跟端與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌連接部位，叉心軌墻下部形狀設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌軌底上面嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌軌底。
[0014]所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，所述錳鋼連鑄間隔鐵分段鑄造在連鑄翼軌外側(cè)，連鑄間隔鐵側(cè)面形狀直接與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌的軌腰嵌合。
[0015]本發(fā)明的有益效果是，轍叉有害空間區(qū)域及心軌尖端區(qū)域采用錳鋼叉心即心軌、翼軌、間隔鐵連鑄與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌鋼軌拼接相結(jié)合，減少了連接零件，避免翼軌及叉跟軌與叉心非同時(shí)受力時(shí)靠單獨(dú)間隔鐵傳力和限位引起的相互垂向移動(dòng)，提高了轍叉的整體性。連鑄部分底面?zhèn)让媾c標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌腰及軌底上表面嵌合，實(shí)現(xiàn)了心軌所受垂向力直接傳遞在翼軌軌底。對(duì)提高產(chǎn)品在線使用的穩(wěn)定性即提高使用壽命減少維修量具有顯著效果，錳鋼叉心的使用也保證了磨耗后在線焊補(bǔ)修復(fù)的可能。
[0016]高錳鋼制作的叉心采用了增大實(shí)體技術(shù)，使轍叉擔(dān)負(fù)承載作用的頂面及支撐作用的側(cè)面實(shí)體面積增加即橫斷面面積增加。提高橫向及垂向抗彎模量，使敏感部位的實(shí)際應(yīng)力值得到降低；心軌加厚可有效保證軌頂工作面的鑄造質(zhì)量，特別是工作面的密實(shí)程度的提高，利于深度硬化的實(shí)現(xiàn)，提高安全保證程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是錳鋼叉心鋼軌拼裝式固定型轍叉示意圖
[0018]圖2是圖1中的錳鋼連鑄叉心部分示意圖
[0019]圖3是圖1轍叉受沖擊部位A-A視圖
[0020]圖4是錳鋼叉心跟端與翼軌及叉跟軌連接部位B-B視圖
[0021]圖5是現(xiàn)有技術(shù)貝氏體合金鋼軌拼裝轍叉對(duì)應(yīng)本發(fā)明A-A部位視圖
[0022]圖6是現(xiàn)有技術(shù)貝氏體合金鋼軌拼裝轍叉對(duì)應(yīng)本發(fā)明B-B部位視圖
[0023]圖7是現(xiàn)有固定型整鑄式高錳鋼轍叉受沖擊部位對(duì)應(yīng)本發(fā)明A-A部位視圖
[0024]圖中:
[0025]1、標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌；1-1、軌底上面；，
[0026]2、錳鋼叉心；2_1、連鑄翼軌；2_2、心軌；
[0027]2-3、連鑄間隔鐵(叉心上所有側(cè)面凸起部分)；
[0028]2-4、叉心軌墻；2_5、心軌寬度50mm斷面；
[0029]2_6、;1_1、軌頭際尖立而；2_7、叉;1_1、跟立而；
[0030]3、標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌；3-1、標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌之軌底上面；
[0031]4、鑄鋼間隔鐵；5、聞強(qiáng)度螺栓副；6、轍叉咽喉；
[0032]7、連鑄翼軌起點(diǎn)(距咽喉100mm) ;8、鋼軌墊圈；
[0033]L1、連鑄翼軌部分:該部分主體起自咽喉前IOOmm至心軌50mm斷面對(duì)應(yīng)位置，前后設(shè)有過渡段；
[0034]L2、心軌總長；5、心軌厚度；d、軌墻厚度。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明的基本創(chuàng)新點(diǎn)是以錳鋼(ZG100Mnl3)叉心2為核心與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌I及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌3用高強(qiáng)度螺栓副5拼裝，如圖1所示。叉心心軌底面形狀設(shè)計(jì)嵌合設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌I鋼軌軌底上表面1-1上，心軌所受垂向力直接傳遞在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底。高錳鋼制作的叉心基體具有良好的裂紋延遲性，可避免脆斷現(xiàn)象發(fā)生；還可以利用成熟的在線焊補(bǔ)技術(shù)對(duì)受損輪軌作用面進(jìn)行修復(fù)，大幅度提高轍叉使用壽命，使設(shè)備的安全性得到高度保證。
[0036]本發(fā)明錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如圖2、圖3、圖4所示，叉心主要受沖擊段LI為錳鋼連鑄翼軌2-1，即翼軌采用錳鋼與心軌2-2及間隔鐵2-3連鑄成一體結(jié)構(gòu)，連鑄一體結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)7是轍叉咽喉6前方IOOmm處，終點(diǎn)是心軌50mm斷面2-6對(duì)應(yīng)位置，前后設(shè)有過渡段。連鑄部分底面?zhèn)让媾c標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌腰及軌底上表面嵌合。具體技術(shù)方案包括:
[0037]1、連鑄翼軌2-1側(cè)面形狀與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌頭側(cè)面嵌合，如圖3所示；
[0038]2、叉心主要受沖擊段LI，錳鋼叉心軌墻2-4下部形狀設(shè)計(jì)直接與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底上面1-1嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到翼軌軌底，避免心軌、翼軌分別與墊板接觸造成的軌底不平，易造成連接螺栓受剪切力狀況。如圖3所示；
[0039]3、在錳鋼叉心跟端與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌I及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌3連接部位，叉心軌墻2-4下部形狀設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌軌底上面3-1嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌軌底，避免心軌、叉跟軌分別與墊板接觸造成的軌底不平，易造成連接螺栓受剪切力狀況的發(fā)生。如圖4所示。
[0040]連鑄間隔鐵是本發(fā)明的突出創(chuàng)新點(diǎn):連鑄間隔鐵2-3分段鑄造在連鑄翼軌2-1外側(cè)，連鑄間隔鐵側(cè)面形狀設(shè)計(jì)直接與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌I的軌腰嵌合。錳鋼連鑄隔鐵實(shí)現(xiàn)了叉心與翼軌的直接連接，減少既有貝氏體合金鋼拼裝轍叉的叉心外間隔鐵，減少了連接零件，提高轍叉整體性能。
[0041]本發(fā)明另一個(gè)突出創(chuàng)新點(diǎn)是轍叉采用了增大實(shí)體的技術(shù)方案:
[0042]1、轍叉叉心軌墻2-4單側(cè)厚度d由整鑄轍叉25mm左右提高到60mm左右，使橫斷面面積增加，如圖3所示；
[0043]2、心軌2-2的厚度5由整鑄轍叉的35mm左右，提高到45mm左右，如圖3所示。
[0044]轍叉實(shí)體增大提高橫向及垂向抗彎模量，使敏感部位的實(shí)際應(yīng)力值得到降低；頂面加厚可有效保證工作面的鑄造質(zhì)量，特別是輪軌作用面(圖2中LI和L2范圍)的密實(shí)程度的提高，利于深度硬化的實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，由翼軌和叉心拼裝構(gòu)成，其特征包括:以錳鋼叉心(2)為核心與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌(I)及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌(3)用高強(qiáng)度螺栓副(5)拼裝，叉心心軌底面形狀設(shè)計(jì)嵌合設(shè)置在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌(I)鋼軌軌底上表面(1-1)上，心軌所受垂向力直接傳遞在標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:叉心主要受沖擊段LI為錳鋼連鑄翼軌(2-1)，即翼軌采用錳鋼與心軌(2-2)及間隔鐵(2-3)連鑄成一體結(jié)構(gòu)，連鑄部分底面?zhèn)让媾c翼軌軌腰及軌底上表面嵌合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:所述的連鑄一體結(jié)構(gòu)的起點(diǎn)(7)是轍叉咽喉(6)前方IOOmm處，終點(diǎn)是心軌50mm斷面(2-6)對(duì)應(yīng)位置，前后設(shè)有過渡段。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:連鑄翼軌(2-1)側(cè)面形狀與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌腰側(cè)面嵌合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:所述叉心主要受沖擊段LI，轍叉叉心軌墻(2-4)下部形狀直接與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌軌底上面(1-1)嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到翼軌軌底。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:所述轍叉叉心軌墻(2-4)單側(cè)厚度d提高到60mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:所述心軌(2-2)的厚度8從下面增加到45mm以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:在錳鋼叉心(2)跟端與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌(I)及標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌(3 )連接部位，叉心軌墻(2-4)下部形狀設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌軌底上面(3-1)嵌合，叉心所受的車輪垂向載荷直接傳遞到標(biāo)準(zhǔn)鋼軌叉跟軌軌底。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述錳鋼叉心鋼軌拼裝式轍叉，其特征包括:所述連鑄間隔鐵(2-3)分段鑄造在連鑄翼軌(2-1)外側(cè)，連鑄間隔鐵側(cè)面形狀直接與標(biāo)準(zhǔn)鋼軌翼軌的軌腰嵌合。
【文檔編號(hào)】E01B7/10GK103669119SQ201310737516
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】鹿廣清, 劉輝, 謝祖飛, 魏建明, 湯鐵兵, 劉春城 申請(qǐng)人:中鐵山橋集團(tuán)有限公司