一种无缝化组合辙叉的制作方法

1.本实用新型涉及一种既能大幅缩短叉心翼轨配合长度，减少了翼轨用量，降低组件制造难度，提高制造精度，使翼轨与叉心组装难度明显降低，又能实现线路无缝或有缝连接的无缝化组合辙叉，属无缝辙叉制造领域。


背景技术：

2.1、cn 201915302 u、名称“一种铁路轨道用新型焊接翼轨组合辙叉”，包括设于两侧的翼轨和位于翼轨之间的心轨，翼轨由两端的普通钢轨段与中间的合金钢钢轨段焊接而成，具有两道焊缝；其特征在于，所述心轨与两侧的翼轨之间各设置一片加强保护间隔铁，翼轨上靠近趾端的焊缝位于加强保护间隔铁的长度范围内；心轨、加强保护间隔铁和翼轨上均设有贯通的螺栓联结孔，通过联接螺栓组件实现固定安装，见图12。其存在的问题是：（1）图12中1件翼轨与心轨配合长度较长，翼轨后端（末端）位置已超过心轨50mm断面，翼轨用量及翼轨与心轨配合范围较大，因此，在实际生产中制造难度较大，另外由于翼轨采用同轨型而不同材质钢轨分三段焊接而成，对焊接工艺、焊接质量要求极高，推广难度较大，零部件较多，组装难度大，制造成本高，且不能实现心轨互换组装。（2）图12中1件翼轨由于翼轨采用同轨型而不同材质钢轨分三段焊接而成，一组辙叉2个翼轨存在4段焊缝，上线后工务人员需对焊缝进行不定期探伤，增加组合辙叉养护工作量。
3.2、传统组合辙叉结构：（1）组合辙叉主要由叉心、翼轨、叉跟轨组成，使用螺栓副、两种钢轨垫圈、间隔铁栓接固定安装，对称结构，如图13所示。（2）叉心两侧立墙凸出的间隔板与其两侧翼轨、叉跟轨的鱼尾配合，并通过叉心顶部-立墙-钢轨件底部-垫板-轨枕路径传递车轮载荷，保证行车稳定性。（3）叉心可选铸造高锰钢、锻造高锰钢、合金钢材质制造；翼轨选用u75v或其他材质制造。（4）叉心选用同一种材质制造，辙叉服役后，确保锰叉心心轨、翼轨等寿命。其存在的问题：叉心整体选用铸造高锰钢、锻造高锰钢或合金钢制造，翼轨与叉心配合长度较大，零部件多，增大了制造成本，且难以实现线上或线下互换组装。


技术实现要素：

4.设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能大幅缩短叉心翼轨配合长度，减少了翼轨用量，降低组件制造难度，提高制造精度，使翼轨与叉心组装难度明显降低，又能实现线路无缝或有缝连接的无缝化组合辙叉。
5.设计方案：本实用新型旨在研发设计一种无缝化组合辙叉，如图1-4所示，组合辙叉主要由叉心、左叉跟轨、右叉跟轨、左翼轨、右翼轨通过螺栓副连接组成。叉心可采用高锰钢、锻造高锰钢、合金钢材料制造。叉心前段和后段为间隔铁结构，叉心前后间隔铁部位与翼轨、叉跟轨配合，使用螺栓副实现紧固及安装。
6.如图5-7所示，叉心前段和后段呈间隔铁结构，分别位于l1段和l2段，车轮踏面分别向两端逐渐降低，如图5-7中趾端降低段和跟端降低段，在列车通过该段时，分别实现车轮在叉心与翼轨、叉心与叉跟轨之间平顺过渡，避免叉心间隔铁较小踏面在车轮碾压作用
下失效问题的发生，符合轮轨关系要求，例如车轮在顺向通过组合辙叉时，由叉跟轨逐渐向叉心后踏面过渡，通过叉心咽喉，再由叉心前踏面逐渐向翼轨过渡；车轮在逆向通过组合辙叉时，由翼轨逐渐向叉心前踏面过渡，通过叉心咽喉，再有叉心后踏面逐渐向叉跟轨过渡，此结构主要目的是：一是组合辙叉通过“铝热焊”焊接方式，实现与线路钢轨无缝化对接，提高列车通过辙叉的平顺性；二是与传统结构组合辙叉结构相比，此结构叉心为组合辙叉主体结构，叉心与翼轨配合配合长度l1较短，l1极限位置及前端位于咽组合辙叉咽喉位置，见图5-7，而传统结构翼轨与叉心配合长度超过咽喉位置，见图12，是此结构长度的2倍以上，因此，翼轨用量明显增多，最大弊端是翼轨与叉心配合长度较长，组件制造精度要求高，制造组装难度极大，不能实现叉心互换组装，同时组合辙叉在服役到限更换时，工务人员需整组辙叉进行更换，无缝线路还需切割钢轨焊缝，一组辙叉仅更换费用约1～2万元，而此结构翼轨与叉心配合面较短，单件制造精度控制难度大幅降低，可实现制造过程互换组装及线上互换组装，降低了60%以上的互换组装成本。叉心间隔铁l1段和l2进行机加工，底面与叉心中间区域底面呈台阶结构，高差值0～40mm，避免组件之间干涉，同时满足翼轨、叉跟轨配合质量要求。叉心间隔铁夹板与翼轨、叉跟轨可是连续配合密贴、也可断续配合密贴。根据辙叉对应的不同道岔垫板安装尺寸要求，除l1和l2段叉心宽度尺寸a、b、c、d、e、f等值相等或不相等。叉心前端至后端涵盖咽喉和心轨宽50mm断面区域，组合辙叉强度最薄弱部位心轨宽50mm断面至咽喉段位于叉心区域，列车通过组合辙叉时，该区域单独承受车轮载荷。
7.如图8至图11所示，左翼轨、右翼轨、左叉跟轨、右叉跟轨进行弯折，弯折角度g1、g2、g3、g4折弯范围0
°
～35
°
，与叉心间隔铁配合部位轨头进行了刨切，提高与叉心配合质量。左翼轨、右翼轨、左叉跟轨、右叉跟轨可选用与线路同材质钢轨制造，轨型为43kg、50kg、60kg、75kg、115re、132re、136re、60e1、54e1、bs100a、bs80a等“工字型”系列钢轨。
8.本实用新型组合通过对辙叉前后轮轨关系转换部位进行创新设计，大幅缩短叉心翼轨配合长度，降低机加工、组装难度，能够实现线路无缝或有缝连接，解决叉心无法线上、线下互换组装结构难题，具有较高的推广价值。其关键技术要点：（1）如图5-7所示，叉心前段和后段呈间隔铁结构，分别位于l1段和l2段，车轮踏面分别向两端逐渐降低。（2）如图1-4所示，组合辙叉左叉跟轨、右叉跟轨、左翼轨、右翼轨与叉心间隔铁l1段和l2段通过螺栓副安装。（3）如图5-7所示，根据辙叉对应的不同道岔垫板安装尺寸要求，除l1和l2段叉心宽度尺寸a、b、c、d、e、f等值相等或不相等。（4）如图1-4、图5-7所示叉心前端至后端涵盖咽喉和心轨宽50mm断面区域，组合辙叉强度最薄弱部位心轨宽50mm断面至咽喉段位于叉心区域，单独承受车轮载荷。（5）如图8至图11所示，左翼轨、右翼轨、左叉跟轨、右叉跟轨进行弯折，弯折角度范围：弯折角度g1、g2、g3、g4 分别为0
°
～35
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，与叉心间隔铁配合部位轨头进行了刨切。（6）如图5-7所示，叉心间隔铁l1段和l2进行机加工，底面与叉心中间区域底面呈台阶结构，高差值0～40mm，（7）左翼轨、右翼轨、左叉跟轨、右叉跟轨可选用与线路同材质钢轨制造，轨型可为43kg、50kg、60kg、75kg、115re、132re、136re、60e1、54e1、bs100a、bs80a等“工字型”系列钢轨。
9.技术方案：一种无缝化组合辙叉，包括叉心、翼轨、叉跟轨，所述叉心前段l1段和叉心后段l2段分别有叉心前间隔铁和叉心后间隔铁，叉心前间隔铁和叉心后间隔铁部位与翼轨、叉跟轨配合，使用螺栓副实现紧固及安装。
10.本实用新型与背景技术相比，一是与背景技术1相比，本实用新型翼轨与叉心配合
长度较短，约是背景技术1配合长度的1/4，无图12中间隔铁、内侧夹板，因此本实用新型组件较少，结构简单，适合大批量生产；背景技术主体结构部件是心轨、翼轨、焊接段翼轨，其中心轨和焊接段翼轨材质是合金钢，主体部件是易伤损部件或易失效部件，而本实用新型主体结构部件是叉心，叉心可选用多种材质或工艺制造，如铸造高锰钢、锻造高锰钢、合金钢材料等，材料适应性更广，在服役过程中主体结构失效，可在线互换组装，制造成本低，养护成本低；
11.二是与传统组合辙叉结构相比，本实用新型组合辙叉主体是叉心，其它零部件较少，叉心若选用高锰钢制造，解决了整铸高锰钢辙叉无法应用于无缝线路的难题；三是本实用新型组合辙叉通过对辙叉前后轮轨关系转换部位进行创新设计，大幅缩短叉心翼轨配合长度，减少了翼轨用量，降低了组件制造难度，提高了制造精度，翼轨与叉心组装难度明显降低，能够实现线路无缝或有缝连接，解决了传统组合辙叉叉心无法线上、线下互换组装的结构难题，具有较高的市场推广价值。
附图说明
12.图1是无缝化组合辙叉俯视结构示意图。
13.图2是图1中a-a向剖视结构示意图。
14.图3是图1中b-b向剖视结构示意图。
15.图4是图1中c-c向剖视结构示意图。
16.图5是叉心前段和后段呈间隔铁结构示意图。
17.图6是图5中叉心前踏面示意图。
18.图7是图5中叉心后踏面示意图。
19.图8是左侧翼轨结构示意图。
20.图9是右侧翼轨结构示意图。
21.图10是左侧叉跟轨结构示意图。
22.图11是右侧叉跟轨结构示意图。
23.图12是背景技术1示意图，图中1.普通钢轨前端2.螺栓副3.焊缝4.焊接段翼轨5.普通钢轨后段6.间隔铁7.内侧夹板8.外侧夹板。
24.图13是背景技术2俯视示意图。
25.图14是图13中a-a部剖视示意图。
26.图15是图13中b-b部剖视示意图，图中1.a型钢轨垫圈2.锰叉心3.b型钢轨垫圈4.螺栓副5.翼轨。
27.图16是图13中c-c部剖视示意图，图中6.叉跟轨7.间隔铁。
具体实施方式
28.实施例1：参照附图1。一种无缝化组合辙叉，包括叉心、翼轨、叉跟轨，其特征是：所述叉心前段l1段和叉心后段l2段分别有叉心前间隔铁9和叉心后间隔铁10，叉心前间隔铁9和叉心后间隔铁10部位与翼轨4和5、叉跟轨2和3配合，使用螺栓副6实现紧固及安装。所述翼轨是指左侧翼轨4和右侧翼轨5。所述叉跟轨是指左侧叉跟轨2和右侧叉根轨3。所述左侧翼轨4、右侧翼轨5、左侧叉跟轨2、右侧叉跟轨3进行弯折，弯折角度范围g1、g2、g3、g4分别
为0
°
～35
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（g指钢轨）。所述叉心后踏面7和叉心前踏面8分别向两端逐渐降低，车轮在顺向通过组合辙叉时，由叉跟轨逐渐向叉心后踏面过渡，通过叉心咽喉13，再由叉心前踏面逐渐向翼轨过渡；车轮在逆向通过组合辙叉时，由翼轨逐渐向叉心前踏面过渡，通过叉心咽喉，再有叉心后踏面逐渐向叉跟轨过渡。所述叉心前间隔铁9和叉心后间隔铁10底面与叉心中间区域底面呈台阶结构，高差值0～40mm。所述叉心间隔铁夹板11与翼轨、叉跟轨为连续配合密贴，或断续配合密贴。所述左翼轨、右翼轨、左叉跟轨、右叉跟轨与叉心前间隔铁9和叉心后间隔铁10配合部位轨头进行刨切，叉心前端12至后端15涵盖咽喉和心轨宽50mm断面区域，组合辙叉强度最薄弱部位心轨宽50mm断面至咽喉段位于叉心区域，单独承受车轮载荷。所述左侧翼轨、右侧翼轨、左侧叉跟轨、右侧叉跟轨选用与线路同材质钢轨制造，轨型为43kg、50kg、60kg、75kg、115re、132re、136re、60e1、54e1、bs100a、bs80a工字型钢轨。根据辙叉对应的不同道岔垫板安装尺寸要求，除叉心前段l1段和叉心后段l2段外，叉心宽度尺寸a、b、c、d、e、f等值相等或不相等。
29.需要理解到的是：上述实施例虽然对本实用新型的设计思路作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本实用新型设计思路的简单文字描述，而不是对本实用新型设计思路的限制，任何不超出本实用新型设计思路的组合、增加或修改，均落入本实用新型的保护范围内。