一种60kg/m钢轨9号单开道岔的制作方法

1.本实用新型涉及轨道领域，具体涉及一种60kg/m钢轨9号单开道岔。


背景技术：

2.基于既有的60kg/m钢轨9号单开道岔在使用中存在的大量问题，对其进行了一系列结构优化，研发了新型60kg/m钢轨9号单开道岔。其中，第一牵引点距离第二牵引点3625mm，第二牵引点距离尖轨固定端5675mm。由于对牵引点位置及尖轨长度进行了优化，既有的牵引点动程设计已不适应，因此需要对牵引点动程进行优化设计。
3.现需基于有限元方法建立了60kg/m钢轨9号单开道岔转换计算模型，基于仿真计算对60kg/m钢轨9号单开道岔牵引点动程进行优化设计得到的60kg/m钢轨9号单开道岔。


技术实现要素：

4.本实用新型为了解决现有技术中既有的牵引点动程设计已不适应，因此需要对牵引点动程进行优化设计的问题，提供了一种60kg/m钢轨9号单开道岔，通过牵引点动程设计能够满足最小轮缘槽的要求，并且具有一定的安全余量，解决了上述问题。
5.本实用新型提供了一种60kg/m钢轨9号单开道岔，包括直基本轨、尖轨和转辙器组，直基本轨和尖轨均纵向设置，转辙器组固定于直基本轨一侧，尖轨活动连接转辙器组，转辙器组用于控制尖轨移动，转辙器组与尖轨连接的第一牵引点动程为160mm，第二牵引点动程为85mm，第一牵引点距离第二牵引点3625mm，第二牵引点距离尖轨尖轨固定端5675mm。
6.本实用新型所述的一种60kg/m钢轨9号单开道岔，作为优选方式，转辙器组包括第一转辙器和第二转辙器，第一转辙器设置于第一牵引点位置，第二转辙器设置于第二牵引点位置。
7.本实用新型所述的一种60kg/m钢轨9号单开道岔，作为优选方式，第一转辙器包括设置于直基本轨一侧固定的第一电动转辙机箱，第一电动转辙机箱的顶部固定安装有第一连接器，第一连接器的一侧固定安装有第一扳道器。
8.本实用新型所述的一种60kg/m钢轨9号单开道岔，作为优选方式，第二转辙器包括设置于直基本轨一侧固定的第二电动转辙机箱，第二电动转辙机箱的顶部固定安装有第二连接器，第二连接器的一侧固定安装有第二扳道器。
9.本实用新型所述的一种60kg/m钢轨9号单开道岔，作为优选方式，第一电动转辙机箱包括第一外箱体，第一外箱体的两侧内壁均活动安装有第一固定弹簧，第一固定弹簧的另一端固定连接有第一挤压片，第一挤压片的另一端固定连接有第一挤压杆，第一挤压杆的另一端固定连接有第一挤压垫，第一挤压垫的内底壁固定安装有第一限位板，第一限位板的内底壁固定安装有第一内箱体，第一内箱体的顶部固定连接有第一连接块，第一外箱体的底部固定安装有第一减震块，第一外箱体的顶部固定安装有第一加固锁。
10.本实用新型所述的一种60kg/m钢轨9号单开道岔，作为优选方式，第二电动转辙机箱包括第二外箱体，第二外箱体的两侧内壁均活动安装有第二固定弹簧，第二固定弹簧的
另一端固定连接有第二挤压片，第二挤压片的另一端固定连接有第二挤压杆，第二挤压杆的另一端固定连接有第二挤压垫，第二挤压垫的内底壁固定安装有第二限位板，第二限位板的内底壁固定安装有第二内箱体，第二内箱体的顶部固定连接有第二连接块，第二外箱体的底部固定安装有第二减震块，第二外箱体的顶部固定安装有第二加固锁。
11.基于既有的60kg/m钢轨9号单开道岔在使用中存在的大量问题，对其进行了一系列结构优化，研发了新型60kg/m钢轨9号单开道岔。其中，第一牵引点距离第二牵引点3625mm，第二牵引点距离尖轨固定端5675mm。由于对牵引点位置及尖轨长度进行了优化，既有的牵引点动程设计已不适应，因此需要对牵引点动程进行优化设计。
12.本发明基于有限元方法建立了60kg/m钢轨9号单开道岔转换计算模型，基于仿真计算对60kg/m钢轨9号单开道岔牵引点动程进行优化设计。
13.基于有限元方法，建立道岔转换计算模型：采用实体单元对尖轨进行模拟，材料密度为7850kg/m3，弹性模量取为2.1
×
1011pa，泊松比取为0.3；充分考虑尖轨变截面的影响，自尖轨尖端至尖轨全断面分别导入尖轨的各个特征截面，分别为尖轨顶宽0mm断面、5mm断面、20mm断面、50mm断面、全断面，各特征截面之间采用线性插值过渡。
14.尖轨跟端设置为固定约束，并考虑尖轨扳动过程中摩擦力的影响，采用弹簧单元对尖轨跟端扣件系统及尖轨所受摩擦力进行模拟。
15.基于所建立的尖轨转换计算模型，对新型60kg/m钢轨9号单开道岔的牵引点动程进行优化设计。
16.首先，根据铁路道岔的通用设计原则，第一牵引点动程固定设计为160mm。60kg/m钢轨9号单开道岔一共设置2个牵引点，因此，需要对第二牵引点动程进行优化设计。
17.牵引点动程的设计必须满足最小轮缘槽的要求，即在尖轨斥离状态下，尖轨非工作边与基本轨工作边的距离必须≥65mm。由于直基本轨工作边侧刨切了5mm，因此最小轮缘槽宽需要≥70mm。
18.基于此要求，设置仿真计算工况：
19.工况一：第一牵引点动程160mm，第二牵引点动程75mm(既有60kg/m钢轨9号单开道岔的设计值)；
20.工况二：第一牵引点动程160mm，第二牵引点动程80mm；
21.工况三：第一牵引点动程160mm，第二牵引点动程85mm；
22.工况四：第一牵引点动程160mm，第二牵引点动程90mm；
23.不同计算工况下，尖最小轮缘槽计算结果见表1：
24.表1最小轮缘槽
25.工况一工况二工况三工况四65.2mm70.0mm74.8mm79.6mm
26.由计算结果可知，当采用既有的60kg/m钢轨9号单开道岔设计牵引动程时，最小轮缘槽为65.2mm，不能满足要求，会影响列车安全通过道岔。随着第二牵引点动程的增大，最小轮缘槽逐渐增大。当第二牵引点动程达到80mm时，最小轮缘槽为70.0mm，可满足要求，但无安全余量，考虑到制造公差的影响，不能满足要求。当第二牵引点动程达到85mm和90mm时，最小轮缘槽分别为74.8mm和79.6mm，有较充分的安全余量。
27.牵引点动程的设计在满足最小轮缘槽的基础上，应尽量减小第一牵引点和第二牵
引点的牵引力，降低转辙机工作功率。另外，需要尽量使尖轨的变形协调，避免尖轨的不均匀变形。
28.基于此，设置仿真计算工况：
29.工况五：第一牵引点不控制，第二牵引点动程85mm；
30.工况六：第一牵引点不控制，第二牵引点动程90mm；
31.不同计算工况下，第一牵引点位置的自由动程计算结果见表2：
32.表2第一牵引点位置自由动程
33.工况五工况六166mm176mm
34.由计算结果可知，当放开第一牵引点、第二牵引点动程为85mm时，第一牵引点位置的自由动程为166mm，可知，在第一牵引点施加160mm动程时，尖轨变形较为协调，第一牵引点与第二牵引点动程较为匹配。而当放开第一牵引点、第二牵引点动程增加到90mm时，将增大第二牵引点的牵引力，另外第一牵引点的自由动程将达到176mm，此时如果在第一牵引点施加160mm的动程，尖轨变形将变得不协调，第一牵引点将产生反向的阻碍作用，会导致第二牵引点的牵引力进一步增大。
35.综上所述，基于仿真计算可知，第二牵引点的牵引动程设置为85mm时，能够满足最小轮缘槽的要求，且留有一定的安全余量，同时可使尖轨的变形较为协调，第一牵引点、第二牵引点的动程较为匹配，最大程度上减小第二牵引点的牵引力。因此，对于新型60kg/m钢轨9号单开道岔，设计第一牵引点动程为160mm，第二牵引点动程为85mm。
36.本实用新型有益效果如下：
37.(1)牵引点动程设计能够满足最小轮缘槽的要求，并且具有一定的安全余量。
38.(2)两个牵引点动程的匹配性较好，尖轨受力合理、变形协调，可最大程度上减小第二牵引点的牵引力。
39.(3)与新型60kg/m钢轨9号单开道岔的结构特点相匹配。
附图说明
40.图1为一种60kg/m钢轨9号单开道岔示意图；
41.图2为一种60kg/m钢轨9号单开道岔转辙器组示意图；
42.图3为一种60kg/m钢轨9号单开道岔第一转辙器示意图；
43.图4为一种60kg/m钢轨9号单开道岔第二转辙器示意图；
44.图5为一种60kg/m钢轨9号单开道岔第一电动转辙机箱示意图；
45.图6为一种60kg/m钢轨9号单开道岔第二电动转辙机箱示意图。
46.附图标记：
47.1、直基本轨；2、尖轨；3、转辙器组；31、第一转辙器；311、第一电动转辙机箱；3111、第一外箱体；3112、第一固定弹簧；3113、第一挤压片；3114、第一挤压杆；3115、第一挤压垫；3116、第一限位板；3117、第一内箱体；3118、第一连接块；3119、第一减震块；3120、第一加固锁；312、第一连接器；313、第一扳道器；32、第二转辙器；321、第二电动转辙机箱；3211、第二外箱体；3212、第二固定弹簧；3213、第二挤压片；3214、第二挤压杆；3215、第二挤压垫；3216、第二限位板；3217、第二内箱体；3218、第二连接块；3219、第二减震块；3220、第二加固
锁；322、第二连接器；323、第二扳道器。
具体实施方式
48.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚.完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
49.实施例1
50.如图1所示，一种60kg/m钢轨9号单开道岔，包括直基本轨1、尖轨2和转辙器组3，直基本轨1和尖轨2均纵向设置，转辙器组3固定于直基本轨1一侧，尖轨2活动连接转辙器组3，转辙器组3用于控制尖轨2移动，转辙器组3与尖轨2连接的第一牵引点动程为160mm，第二牵引点动程为85mm，第一牵引点距离第二牵引点3625mm，第二牵引点距离尖轨2尖轨固定端5675mm。
51.如图2所示，转辙器组3包括第一转辙器31和第二转辙器32，第一转辙器31设置于第一牵引点位置，第二转辙器32设置于第二牵引点位置。
52.如图3所示，第一转辙器31包括设置于直基本轨1一侧固定的第一电动转辙机箱311，第一电动转辙机箱311的顶部固定安装有第一连接器312，第一连接器312的一侧固定安装有第一扳道器313。
53.如图4所示，第二转辙器32包括设置于直基本轨1一侧固定的第二电动转辙机箱321，第二电动转辙机箱321的顶部固定安装有第二连接器322，第二连接器322的一侧固定安装有第二扳道器323。
54.如图5所示，第一电动转辙机箱311包括第一外箱体3111，第一外箱体3111的两侧内壁均活动安装有第一固定弹簧3112，第一固定弹簧3112的另一端固定连接有第一挤压片3113，第一挤压片3113的另一端固定连接有第一挤压杆3114，第一挤压杆3114的另一端固定连接有第一挤压垫3115，第一挤压垫3115的内底壁固定安装有第一限位板3116，第一限位板3116的内底壁固定安装有第一内箱体3117，第一内箱体3117的顶部固定连接有第一连接块3118，第一外箱体3111的底部固定安装有第一减震块3119，第一外箱体3111的顶部固定安装有第一加固锁3120。
55.如图6所示，第二电动转辙机箱321包括第二外箱体3211，第二外箱体3211的两侧内壁均活动安装有第二固定弹簧3212，第二固定弹簧3212的另一端固定连接有第二挤压片3213，第二挤压片3213的另一端固定连接有第二挤压杆3214，第二挤压杆3214的另一端固定连接有第二挤压垫3215，第二挤压垫3215的内底壁固定安装有第二限位板3216，第二限位板3216的内底壁固定安装有第二内箱体3217，第二内箱体3217的顶部固定连接有第二连接块3218，第二外箱体3211的底部固定安装有第二减震块3219，第二外箱体3211的顶部固定安装有第二加固锁3220。
56.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。