專利名稱：縱向全波紋軌腰新型鋼軌的制作方法
縱向全波紋軌腰新型鋼軌是一種用于鐵路運(yùn)輸業(yè)的新型鋼軌。
自從蒸汽機(jī)車被發(fā)明以來，鐵路運(yùn)輸在世界上已經(jīng)有了一百多年的歷史。鋼軌是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，隨著鐵路運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，鋼軌也經(jīng)歷了一個(gè)不斷完善，不斷發(fā)展的過程，但就其自身結(jié)構(gòu)形式來說，卻一直保持原有面貌。直至目前，國內(nèi)外所有的鋼軌都呈工字型斷面(見

圖1)，斷面的上橫部稱為軌頭，下橫部稱為軌底，中間豎部稱為軌腰，軌腰為豎直平板狀結(jié)構(gòu)。鐵路車輛在鐵路上運(yùn)行時(shí)，作用在鋼軌上的荷載主要是豎直方向的偏心壓力P1和橫向水平力P2(見圖1)，而豎直平板結(jié)構(gòu)的軌腰側(cè)向剛度小，承受豎直偏心壓力和橫向水平力的能力差。為了滿足鐵路運(yùn)輸載重量不斷增大，列車運(yùn)行速度不斷提高的需要，只得不斷地增加軌腰的厚度，達(dá)到增強(qiáng)軌腰側(cè)向剛度，提高其穩(wěn)定性的目的。早期的鋼軌軌腰厚度只有13mm，甚至更小，而目前的鋼軌軌腰厚度已達(dá)20mm。增加軌腰的厚度提高了鋼軌的承載能力和機(jī)械性能，也使得單位長度鋼軌的重量不斷增加，導(dǎo)致鋼軌日益重型化。隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸也正向大運(yùn)量，高密度，高速度方向發(fā)展。做為鐵路的重要組成部件，鋼軌也面臨著如何改進(jìn)，以適應(yīng)鐵路運(yùn)輸高速發(fā)展需要的新問題。因此，發(fā)明一種新型鋼軌，在不改變現(xiàn)有鋼軌基本形狀和不增加自身重量的前提下，通過改變其自身結(jié)構(gòu)來提高鋼軌的承載能力和機(jī)械性能，滿足國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及鐵路運(yùn)輸發(fā)展的需要，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本發(fā)明的目的是向鐵路運(yùn)輸業(yè)提供一種新型鋼軌縱向全波紋軌腰新型鋼軌(見圖2)。本發(fā)明將現(xiàn)有鋼軌的平板結(jié)構(gòu)軌腰改變成沿縱向(x向)分布有正弦曲線狀波紋的波紋板結(jié)構(gòu)軌腰。在原有厚度不變的情況下，改變成波紋板結(jié)構(gòu)的軌腰與平板結(jié)構(gòu)軌腰相比，可以在很大程度上提高軌腰的側(cè)向剛度和穩(wěn)定性，從而提高鋼軌的承載能力和機(jī)械性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的縱向全波紋軌腰新型鋼軌由軌頭(1)，軌腰(2)和軌底(3)(見圖2)組成，這三部分由一塊坯料經(jīng)熱軋工藝軋制而成。首先將毛坯熱軋成平板軌腰鋼軌狀坯料，然后將平板軌腰鋼軌狀坯料送入能夠形成波紋板軌腰的專門成型軋機(jī)，軋制出具有全波紋板結(jié)構(gòu)軌腰的縱向全波紋軌腰新型鋼軌。本技術(shù)發(fā)明的新型鋼軌與現(xiàn)行使用的鋼軌能夠互換使用。
五、本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)1，將熱軋出的平板軌腰鋼軌狀坯料，經(jīng)過能使軌腰形成全波紋板結(jié)構(gòu)的專門成型軋機(jī)軋制出具有沿縱向(x向)分布有連續(xù)正弦曲線狀波紋的波紋板軌腰新型鋼軌，波紋的正弦曲線方程式為z=hsin(πx/λ)(1)式中h為半波幅，λ為半波長。x為沿軌長方向，y為軌高方向，z為軌寬方向。所軋制出的正弦曲線狀波紋，上自軌腰與軌頭連結(jié)部位，下至軌腰與軌底連結(jié)部位，貫穿軌腰整個(gè)高度，稱之為全波紋板結(jié)構(gòu)軌腰。軌腰與軌頭，軌腰與軌底由過渡圓弧連接。
本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)2，由于將現(xiàn)行鋼軌的平板結(jié)構(gòu)軌腰，改變?yōu)樾滦弯撥壍娜y板結(jié)構(gòu)軌腰，使縱向全波紋軌腰新型鋼軌的抗彎能力增強(qiáng)，單就承受壓力而言，其承載能力可提高20％以上。由于鋼軌承受的荷載主要為豎向(y向)偏心壓力和橫向(z向)力，故荷載形式主要為壓力和側(cè)向彎曲。全波紋板結(jié)構(gòu)軌腰的良好抗壓，抗彎性能，使得縱向全波紋軌腰新型鋼軌的承載能力和機(jī)械性能得到提高，達(dá)到了不增加鋼軌單位長度重量而提高機(jī)械性能的目的。
本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)3，縱向全波紋軌腰新型鋼軌與國內(nèi)外現(xiàn)行使用的鋼軌比較，同樣由軌頭，軌底、軌腰三部分構(gòu)成，僅在軌腰結(jié)構(gòu)不同。現(xiàn)行鋼軌軌腰是平板結(jié)構(gòu)，而新型鋼軌軌腰是全波紋板結(jié)構(gòu)(見圖2)。因此，這兩種鋼軌在外部尺寸相同的條件下可以互換使用。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)是所提出的縱向全波紋軌腰新型鋼軌是由軌頭(1)，沿縱向具有正弦曲線狀波紋的全波紋軌腰(2)，軌底(3)所構(gòu)成，并且軌頭(1)，沿縱向具有正弦狀波紋的全波紋軌腰(2)軌底(3)是由一塊坯料軋制而成的一體的新型鋼軌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的縱向全波紋軌腰新型鋼軌在于將現(xiàn)行鋼軌的平板結(jié)構(gòu)軌腰變換成全波紋板結(jié)構(gòu)軌腰，全波紋是指正弦曲線狀波紋，上自軌頭軌腰連結(jié)處，下至軌腰軌底連接處，貫穿軌腰整個(gè)高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的縱向全波紋軌腰新型鋼軌制造時(shí)是將軋制出的具有軌頭，平板軌腰，軌底的鋼軌狀坯料經(jīng)專門的成型軋機(jī)軋制而成的具有軌頭，全波紋軌腰、軌底的新型鋼軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，本發(fā)明的全波紋軌腰新型鋼軌能夠按鐵路運(yùn)輸中現(xiàn)行使用的各種型號(hào)鋼軌的外部尺寸軋制，并與外部尺寸相對應(yīng)的現(xiàn)行鋼軌互換使用。
全文摘要
隨著鐵路運(yùn)輸向大運(yùn)量,高密度,高速度方向發(fā)展、對鋼軌也提出了更高的要求。縱向全波紋軌腰新型鋼軌是為適應(yīng)鐵路運(yùn)輸快速發(fā)展需要而發(fā)明的一種新型鋼軌。這種新型鋼軌將現(xiàn)有鋼軌的平板結(jié)構(gòu)軌腰改變成沿縱向具有正弦曲線狀波紋的全波紋結(jié)構(gòu)軌腰,其形成過程是將熱軋出的平板軌腰鋼軌狀坯料經(jīng)專門的成型軋機(jī)軋制而成。新型鋼軌因其軌腰具有全波紋板結(jié)構(gòu),提高了軌腰的抗壓,抗彎能力,從而在不改變軌腰厚度的情況下,提高了新型鋼軌的承載能力和機(jī)械性能。新型鋼軌與現(xiàn)行使用的鋼軌可以互換使用。
文檔編號(hào)E01B5/00GK1233690SQ98108168
公開日1999年11月3日 申請日期1998年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月29日
發(fā)明者常福清, 任興利 申請人:常福清, 任興利