一种工字轨非对称焊接式三开道岔合金钢叉心的制作方法

本发明属于轨道领域，具体涉及一种工字轨非对称焊接式三开道岔合金钢叉心。

背景技术：

在轨道领域中，道岔是一种使车辆从一股道转入到另一股道的连接设备，通常在车辆、车辆段的停车场大量铺设。三开道岔是一种较为复杂的道岔结构形式，具有可开通三个方向的独有特性。在编组站和货场布置道岔时，由于受地形限制，没有足够的空间用于铺设多组单开道岔来满足需求，此时三开道岔的优越性就凸显出来了。目前国内大部分编组站和货场铺设的是对称型三开道岔，叉心为高锰钢整铸式，布置形式单一、灵活性较差，无法有效满足实际需求。现有技术中虽有采用非对称三开道岔，但是叉心为合金钢组合式。由于组合式叉心零部件较多，因此病害也较为突出，而且组合式合金钢辙叉的整体性较差，日常的维护工作较为繁重。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工字轨非对称焊接式三开道岔合金钢叉心，以解决现有技术中非对称三开道岔整体性较差，日常的维护工作较为繁重，并且构件较多容易发生故障的问题。

所述的一种工字轨非对称焊接式三开道岔合金钢叉心，包括叉心块，所述叉心块上面开设有叉心轮缘槽，所述叉心轨道包括直线轮缘槽、曲线轮缘槽一和曲线轮缘槽二，所述三开道岔为非对称结构，所述曲线轮缘槽二与所述曲线轮缘槽一前端位于所述直线轮缘槽同一边，所述曲线轮缘槽二与所述曲线轮缘槽一相交于所述叉心块前部形成第一叉心部分，所述曲线轮缘槽一与所述直线轮缘槽相交于所述叉心块后部形成第二叉心部分。

优选的，所述叉心轮缘槽从端部到叉心尖端依次包括有第一过渡段、第二过渡段和叉心避让段，所述第一过渡段的宽度从端部向所述第二过渡段方向逐渐减小，所述第二过渡段向所述叉心避让段方向逐渐减小，所述叉心避让段向所述叉心尖端方向逐渐增大直至叉心尖端。

优选的，所述第一过渡段和所述第二过渡段二者靠近叉心的内侧面与所述轨道延伸方向一致，所述第一过渡段和所述第二过渡段二者远离叉心的内侧面向叉心一侧倾斜减小轮缘槽宽度，所述叉心避让段靠近叉心的内侧面向叉心一侧倾斜增大轮缘槽宽度。

优选的，所述叉心轮缘槽端部宽度为85mm，所述第一过渡段槽宽逐渐减小到70mm，所述第二过渡段槽宽逐渐减小到46mm，所述叉心避让段的槽宽逐渐增大到48mm，所述叉心尖端端面宽度为6mm。

优选的，所述第一过渡段的长度为150mm，所述叉心避让段的长度为200mm，两者之间的部分均属于所述第二过渡段。

优选的，所述叉心块的一侧前部设有缺口一而另一侧的后部设有缺口二，所述直线轮缘槽前端延伸到所述缺口一的端面，所述曲线轮缘槽二后端延伸至所述缺口二的端面。

优选的，所述叉心块两端焊接有沿所述曲线轮缘槽一延伸的曲线工字轨一，所述叉心块前端和所述缺口二端面焊接有沿曲线轮缘槽二延伸的曲线工字轨二，所述缺口一端面和所述叉心块后端焊接有沿所述直线轮缘槽延伸的直线工字轨。

优选的，所述叉心块包括上层结构和下层结构，所述直线轮缘槽、所述曲线轮缘槽一和所述曲线轮缘槽二开设在所述上层结构上，所述上层结构为NM400钢板，所述下层结构为Q345钢板，所述上层结构焊接固定在所述下层结构上。

优选的，所述叉心块前端设有叉心开口，所述叉心开口为连通所述第一叉心部分的中心，所述叉心开口两侧为翼轨而中心没有叉心尖端。

本发明有下列优点：

1、叉心为整体性结构，日常的维护工作非常简单，并且不易发生故障，能针对现实情况灵活布置三开道岔叉心，耐磨性好、使用寿命长、加工精度高等优点，同时省去了开发铸造模具的高昂成本，并且安装维护都由于构件极少，而非常方便，也减少了该部分发生故障的几率。

2、本方案中通过各个轮缘槽中第一过渡段、第二过渡段的槽宽不断减小，这减少了车轮晃动，保证翼轨与车轮平稳接触，使列车在叉心处运行更加稳定。叉心避让段能让车轮进入时不会发生撞尖。

3、先由NM400和Q345两种材质焊接成的叉心块，再将此叉心块与工字轨焊接在一起。整体性较好，加工精度较高，并且材料中可以大部分采用价格较低的钢材，减少了成本，后期堆焊维修较为方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为使用本发明的三开道岔的结构示意图；

图3为图1所示结构中叉心轮缘槽从端部到叉心尖端的局部结构图。

图中的附图标记为：1、叉心块，2、直线轮缘槽，3、曲线轮缘槽一，4、曲线轮缘槽二，5、直线工字轨，6、曲线工字轨一，7、曲线工字轨二，8、第一过渡段，9、第二过渡段，10、叉心避让段，11、叉心尖端，12、叉心开口。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

实施例1：

如图1-3所示，本发明提供了一种工字轨非对称焊接式三开道岔合金钢叉心，包括叉心块1，所述叉心块1上面开设有叉心轮缘槽，所述叉心轨道包括直线轮缘槽2、曲线轮缘槽一3和曲线轮缘槽二4，所述三开道岔为非对称结构，所述曲线轮缘槽二4与所述曲线轮缘槽一3前端位于所述直线轮缘槽2同一边，所述曲线轮缘槽二4与所述曲线轮缘槽一3相交于所述叉心块1前部形成第一叉心部分，所述曲线轮缘槽一3与所述直线轮缘槽2相交于所述叉心块1后部形成第二叉心部分。这种结构可应用与多种非对称式的三开道岔的叉心，具有整体性好，构件数量只有一个叉心块，强度较高，并且易于维护。

所述叉心轮缘槽从端部到叉心尖端11依次包括有第一过渡段8、第二过渡段9和叉心避让段10，所述第一过渡段8的宽度从端部向所述第二过渡段9方向逐渐减小，所述第二过渡段9向所述叉心避让段10方向逐渐减小，所述叉心避让段10向所述叉心尖端11方向逐渐增大直至叉心尖端11。

所述第一过渡段8和所述第二过渡段9二者靠近叉心的内侧面与所述轨道延伸方向一致，所述第一过渡段8和所述第二过渡段9二者远离叉心的内侧面向叉心一侧倾斜减小轮缘槽宽度，所述叉心避让段10靠近叉心的内侧面向叉心一侧倾斜增大轮缘槽宽度。叉心轮缘槽远离叉心的内侧面是工作边，通过该侧面倾斜减小叉心轮缘槽的槽宽能增大对车轮轮缘的约束性，减少车轮的横向游动范围，一定程度防止了车轮横向游动碰撞叉心尖端12的问题。叉心避让段10则通过减小叉心尖端12的端面宽度，防止出现车轮轮缘碰撞叉心尖端12。

所述叉心轮缘槽端部宽度为85mm，所述第一过渡段8槽宽逐渐减小到70mm，所述第二过渡段9槽宽逐渐减小到46mm，所述叉心避让段10的槽宽逐渐增大到48mm，所述叉心尖端11端面宽度为6mm。所述第一过渡段8的长度为150mm，所述叉心避让段10的长度为200mm，两者之间的部分均属于所述第二过渡段9。其中第一过渡段8的斜率和形状对应与相应在此处的护轨过渡段的形状，保证两侧工作边对称，而第二过渡段的斜率和形状对应于在此处的护轨的形状。这样叉心轮缘槽的结构与护轨配合能防止车轮发生大的偏斜，有效约束车轮的运动轨迹，使车轮安全通过有害空间。

所述叉心块1的一侧前部设有缺口一而另一侧的后部设有缺口二，所述直线轮缘槽2前端延伸到所述缺口一的端面，所述曲线轮缘槽二4后端延伸至所述缺口二的端面。设置缺口减少了叉心块1的钢材用量，缺口一和缺口二的端面均垂直于对应的叉心轮缘槽，也方便对相应的工字轨进行对应端部的定位焊接。

所述叉心块1两端焊接有沿所述曲线轮缘槽一3延伸的曲线工字轨一6，所述叉心块1前端和所述缺口二端面焊接有沿曲线轮缘槽二4延伸的曲线工字轨二7，所述缺口一端面和所述叉心块1后端焊接有沿所述直线轮缘槽2延伸的直线工字轨5。

所述叉心块1包括上层结构和下层结构，所述直线轮缘槽2、所述曲线轮缘槽一3和所述曲线轮缘槽二4开设在所述上层结构上，所述上层结构为NM400钢板，所述下层结构为Q345钢板，所述上层结构焊接固定在所述下层结构上。

所述叉心块1前端设有叉心开口12，所述叉心开口12为连通所述第一叉心部分的中心，所述叉心开口12两侧为翼轨而中心没有心轨。由于叉心块1前端都是与尖轨部分焊接，列车在尖轨处转向后进入叉心开口12，不设置叉心尖端11虽不能提高对车轮的引导效果，但也避免车轮在叉心开口处与心轨碰撞。

本发明的原理和加工过程为，首先对NM400钢板进行机加工，在其上面铣削出相应的直线轮缘槽2、曲线轮缘槽一3和曲线轮缘槽二4，然后采用高强度耐磨焊料将NM400钢板焊接到作为底部基层的Q345钢板。然后将本叉心块移送到三开道岔现场，铺设在设定位置，再分别将曲线工字轨一6焊接到曲线轮缘槽一3两端远离叉心的位置，实现工作边的平滑过渡连接。以相同方式将曲线工字轨二7焊接到曲线轮缘槽二4两端，直线工字轨5焊接到直线轮缘槽2两端。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。