一种双咽喉固定型锐角辙叉的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种双咽喉固定型锐角辙叉，在辙叉咽喉至心轨实际尖端的“有害空间”段，通过对翼轨工作边向里侧偏移即顶面宽度增加及方向的改变，使之与翼轨跟端工作边交点提前，两翼轨工作边最近由交点的形式转为一个区域状况，实际上增加了一个咽喉，形成双咽喉区域。双咽喉区域设计为等宽区域或不等宽区域。本发明的有益效果是，在保证列车安全运行的前提下，增加了辙叉自理论尖端至咽喉间“有害空间”区域的翼轨作用边与车轮接触的承载面积，改善辙叉该段的受力状况，增加翼轨承载力，减缓垂直磨耗剥落掉块过早发生现象，从而提高辙叉的使用寿命。
【专利说明】—种双咽喉固定型锐角辙叉
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铁路线路道岔的双咽喉固定型锐角辙叉，属于铁路路轨的改进【技术领域】。
【背景技术】
[0002]道岔是使机车车辆实现由一条线路进入或越过另一条线路的连接与交叉设备。辙叉是铁路线路实现列车交叉运行的关键设备，是使车轮由一股钢轨越过另一股钢轨的设备。由于车轮走行的要求，使锐角辙叉形成两侧为翼轨，中间为心轨的特殊结构形式。两翼轨间的最小距离(翼轨作用边开始弯折处)称为辙叉咽喉。现有技术中咽喉最小距离设计为一个交点，俗称单咽喉。从辙叉咽喉至心轨实际尖端间的一段轨距线中断，称为“有害空间”。列车经过辙叉“有害空间”时因轨距线的中断会引起剧烈震动，加速辙叉的损坏，因为车轮由翼轨向叉心方向运行时，由于失去轨线的引导，就可能偏移原来运行的方向。由此造成翼轨作用边易发生垂直磨耗而产生剥落掉块现象，从而影响辙叉的使用寿命。
[0003]我国重载铁路，尤其是大秦铁路线目前的年运载量已超过4亿吨，重载线路大轴重、高密度和超大运量的“三大”特征既对工务道岔设备构成了及其严酷的运行条件，同时保证道岔设备的完好提高使用寿命减少线路维修又为实现超大运量的必须条件。
【发明内容】
[0004]为了解决锐角辙叉“有害空间”段翼轨作用边存在的弊病，本发明提供一种双咽喉固定型锐角辙叉，通过改变咽喉至理论尖端间翼轨的线型即通过增加承载面积，实现提高承载力，减缓因垂直磨耗发生的剥落掉块现象的过早发生，从而提高辙叉的使用寿命。
[0005]本发明解决上述问题所采用的技术方案是:这种双咽喉固定型锐角辙叉，在辙叉咽喉至心轨实际尖端的“有害空间”段，通过加宽翼轨工作边的顶面宽度增加一个咽喉，形成双咽喉区域。
[0006]所述双咽喉固定型锐角辙叉，所述辙叉咽喉是两翼轨间的最小距离位置，双咽喉区域的长度为有害空间的1/2。
[0007]所述双咽喉固定型锐角辙叉，所述的辙叉双咽喉区域设计为等宽区域或不等宽区域。
[0008]所述双咽喉固定型锐角辙叉,所述的辙叉双咽喉区域设计按Vsin (a /2) < 3 km/h计算，若满足则按等宽区域设计，若不满足按照不等宽区域设计，其中:
[0009]V，最高限制速度，α，辙叉角。
[0010]所述双咽喉固定型锐角辙叉，所述辙叉双咽喉等宽区域确定的方法是:首先确定两翼轨间的最小距离位置为辙叉第一咽喉，在第一咽喉处两侧翼轨工作边作与中心线平行的等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线，平行直线与翼轨跟端部分工作边的延长线相交，即可确定第二咽喉位置，构成翼轨工作边顶面等宽增加的双咽喉区域。
[0011]所述双咽喉固定型锐角辙叉，所述辙叉双咽喉不等宽区域确定的方法是:首先确定两翼轨间的最小距离位置为辙叉第一咽喉，按Vsini^=SkmA计算容许冲击角Ptl，以β ( 选取翼轨冲击角β，确定第二咽喉处翼轨工作边与等宽咽喉直线即与中心线平行的直线的夹角βο’:βο’= ( α/2) _β，以第一咽喉的翼轨工作边处交点为基点，按照β。’角度向外旋转等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线，与翼轨跟端部分工作边的延长线相交，交点即为第二咽喉位置，两交点间距形成第二咽喉宽度t2，构成翼轨工作边顶面宽度增加的双咽喉区域，形成承力面增加区域，其中:
[0012]β、实际冲击角，、最高车速时允许轮背冲击角，β Λ两咽喉间连线与辙叉中心线的夹角，也是线8-2与线7-2的夹角。
[0013]所述双咽喉固定型锐角辙叉，所述辙叉双咽喉不等宽区域确定的方法是:设不等宽咽喉在辙叉角α平分线上的投影为X，等宽咽喉长度为a，根据(X — a)tana/2=Xtan【(α /2) -β】求出不等宽第二咽喉的长度X值；
[0014]带入t2=2Xtan【(α/2) -β】+t可求出第二咽喉宽度t2,构成翼轨工作边顶面宽度增加的双咽喉区域；
[0015]其中:α为辙叉角度，β为等宽双咽喉时轮背冲击角。
[0016]t为单咽喉及等宽双咽喉宽度，t2为不等宽第二咽喉宽度。
[0017]本发明的有益效果是，通过增加“有害空间”段翼轨作用边的承压面积，改善辙叉该段的受力状况，减缓垂直磨耗(剥落掉块)现象的过早发生，提高辙叉的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是现有技术单咽喉应用设计
[0019]图2是本发明等宽的双咽喉应用设计及增大翼轨工作边承载面积示意图
[0020]图3是本发明不等宽的双咽喉应用设计及增大翼轨工作边承载面积示意图
[0021]图4是图1单咽喉处A-A剖视图
[0022]图5是图2等宽双咽喉第二咽喉处B-B剖视图
[0023]图6是图3不等宽双咽喉第二咽喉处C-C剖视图
[0024]图7是图3咽喉部分局部放大示意图
[0025]图中
[0026]1、中心线(辙叉角平分线)，2、翼轨，2-1、翼轨趾端部分工作边，
[0027]2-2、翼轨在实际尖端至单咽喉区间工作边，2-3、翼轨跟端部分工作边，
[0028]3、单咽喉两翼轨间的最小距离位置(第一咽喉t)，4、有害空间，
[0029]5、理论尖端，6、实际尖端，
[0030]7-1、等宽双咽喉第二咽喉(t)，7-2、等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线
[0031]8、不等宽双咽喉区域，
[0032]8-1、不等宽双咽喉第二咽喉(t2)，8-2、不等宽双咽喉区域翼轨工作边，
[0033]9、顶面等宽增 加的双咽喉区域(向中心线侧)，
[0034]10、承力面增加区域(向中心线侧)，11、轨距线
[0035]α、辙叉角度，
[0036]β、实际冲击角，β C1、最高车速时允许轮背冲击角，
[0037]β 、两咽喉间连线(8-2)与辙叉中心线的夹角(也是线8-2与线7_2的夹角)。【具体实施方式】
[0038]下面结合附图对本发明进一步说明，如图1与图2、图3对比所示，本发明提供的双咽喉固定型锐角辙叉，是在辙叉咽喉至心轨实际尖端6的“有害空间”段，通过对翼轨2工作边2-2向里侧偏移即顶面宽度增加及方向的改变，使之与翼轨跟端工作边2-3交点7-1或8-1提前，两翼轨工作边最近由交点的形式转为一个区域状况7或8，实际上增加了一个咽喉，形成双咽喉区域。
[0039]在辙叉咽喉至心轨实际尖端6的“有害空间”段，辙叉咽喉是两翼轨间的最小距离位置3，通过加宽翼轨2工作边2-2的顶面宽度增加一个咽喉，形成双咽喉区域。
[0040]所述的辙叉双咽喉区域设计为等宽区域7或不等宽区域8，按Vsin( a /2)< 3km/h计算，若满足则按等宽区域设计，若不满足按照不等宽区域设计，其中: [0041]V，最高限制速度，α，辙叉角。
[0042]辙叉双咽喉等宽区域7确定的方法是:首先确定两翼轨间的最小距离位置3为辙叉第一咽喉，在第一咽喉处两侧翼轨工作边2-2作与中心线平行的等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线7-2，平行直线7-2与翼轨跟端部分工作边2-3的延长线相交，即可确定第二咽喉位置7-1，构成翼轨2工作边2-2顶面等宽增加的双咽喉区域9。如图2图5阴影部分所示。
[0043]以75kg/m-12#辙叉为例，如果咽喉宽度设计为61mm，轮缘槽宽度46mm，辙叉角度4° 45’49”。现有单咽喉设计仅为一个截面，距离理论尖端733.3mm。采用本发明的等宽双咽喉设计，第一咽喉距离理论尖端733.3mm，双咽喉长度359.7mm区域7，与有害空间成1/2比例关系。
[0044]辙叉双咽喉不等宽区域8确定的方法是:首先确定两翼轨间的最小距离位置3为辙叉第一咽喉，按Vsinh=SkmA计算容许冲击角Ptl，以β≤Pci选取翼轨冲击角β，确定第二咽喉处翼轨工作边与等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线的夹角βο’【βο’ =(α/2)_β】，以第一咽喉的翼轨工作边交点为基点，按照Pc/角度向外旋转等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线7-2，与翼轨跟端部分工作边2-3的延长线相交，交点即为第二咽喉位置8-1，两交点间距形成第二咽喉宽度t2，构成翼轨2工作边8-2顶面宽度增加的双咽喉区域8，形成承力面增加区域10，其中:
[0045]β、实际冲击角，、最高车速时允许轮背冲击角，β Λ两咽喉间连线(8-2)与辙叉中心线的夹角(也是线8-2与线7-2的夹角)。
[0046]所述辙叉双咽喉不等宽区域8确定的另一种计算方法是:设不等宽咽喉在辙叉角α平分线上的投影为X，等宽咽喉长度为a，根据(X — a)tana/2=Xtan【(α/2)_β】求出不等宽第二咽喉的长度X值；
[0047]带入t2=2Xtan【(α /2)-β】+t可求出第二咽喉宽度t2，构成翼轨2工作边8-2顶面宽度增加的双咽喉区域8 ;
[0048]其中:α为辙叉角度，β为等宽双咽喉时轮背冲击角。
[0049]t为单咽喉(即第一)及等宽咽喉位置3宽度，t2为不等宽第二咽喉8-1宽度。
[0050]本发明在保证列车安全运行的前提下，通过双咽喉的设计应用，增加了辙叉自理论尖端至咽喉间“有害空间”4区域的翼轨作用边与车轮接触的承载面积，从而达到增加翼轨承载力之目的。
[0051]本发明的使用限制:只适宜铺设在重载线路，辙叉容许通过速度80km/h。
【权利要求】
1.一种双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:在辙叉咽喉至心轨实际尖端(6)的“有害空间”段，通过加宽翼轨(2)工作边(2-2)的顶面宽度增加一个咽喉，形成双咽喉区域。
2.根据权利要求1所述双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:所述辙叉咽喉是两翼轨间的最小距离位置(3)，双咽喉区域的长度为有害空间的1/2。
3.根据权利要求1所述双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:所述的辙叉双咽喉区域设计为等宽区域(7)或不等宽区域(8)。
4.根据权利要求3所述双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:所述的辙叉双咽喉区域设计按Vsin (a/2)< 3km/h计算，若满足则按等宽区域设计，若不满足按照不等宽区域设计，其中: V，最高限制速度，α，辙叉角。
5.根据权利要求4所述双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:所述辙叉双咽喉等宽区域(7)确定的方法是:首先确定两翼轨间的最小距离位置(3)为辙叉第一咽喉，在第一咽喉处两侧翼轨工作边(2-2)作与中心线平行的等宽双咽喉区域翼轨工作边平行直线(7-2)，平行直线(7-2)与翼轨跟端部分工作边(2-3)的延长线相交，即可确定第二咽喉位置(7-1)，构成翼轨(2)工作边(2-2)顶面等宽增加的双咽喉区域(9)。
6.根据权利要求4所述双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:所述辙叉双咽喉不等宽区域(8)确定的方法是:首先确定两翼轨间的最小距离位置(3)为辙叉第一咽喉，按VsinP fSkm/h计算容许冲击角β C1,以β < β ci选取翼轨冲击角β，确定第二咽喉处翼轨工作边(8-2)与等宽咽喉直线即与中心线平行的直线(7-2)的夹角(α/2)_β，以第一咽喉的翼轨工作边处交点为基点，按照Pc/角度向外旋转直线(7-2)，与翼轨跟端部分工作边(2-3)的延长线相交，交点即为第二咽喉位置(8-1)，两交点间距形成第二咽喉宽度t2，构成翼轨(2)工作边(8-2)顶面宽度增加的双咽喉区域(8)，形成承力面增加区域(10)，其中:` β、实际冲击角，β O、最高车速时允许轮背冲击角，β Λ两咽喉间连线(8-2)与辙叉中心线的夹角。
7.根据权利要求4所述双咽喉固定型锐角辙叉，其特征在于:所述辙叉双咽喉不等宽区域(8)确定的方法是:设不等宽咽喉在辙叉角α平分线上的投影为X，等宽咽喉长度为a，根据(X —a)tana/2=Xtan [( α/2)-β】求出不等宽第二咽喉的长度X值； 带入t2=2Xtan【(α/2)_β】+t可求出第二咽喉宽度t2，构成翼轨(2)工作边(8-2)顶面宽度增加的双咽喉区域(8)； 其中为辙叉角度，β为等宽双咽喉时轮背冲击角。 t为单咽喉(3)及等宽双咽喉宽度，t2为不等宽第二咽喉(8-1)宽度。
【文档编号】E01B7/12GK103669121SQ201310750461
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】刘辉, 闫忠杰, 鹿广清, 孙野, 沈艳杰, 李砚秋 申请人:中铁山桥集团有限公司