专利名称：降低机车车辆行驶噪声的钢轨端部接合新方法
技术领域：
本发明涉及铁路钢轨两端的结构形状，特别是涉及降低机车车辆行驶噪声，并有利于提高使用性能和行驶速度的钢轨端部接合新方法。
钢轨是铁路轨道的组成部分，用以引导机车车辆行驶，并将承受的载荷传递给轨枕、道床和路基。钢轨常用碳素钢或低合金钢制成，断面为工字形。钢轨的标准长度为12.5m和25m。除火车(包括蒸汽机车、内燃机车、电力机车等)铁路采用钢轨外，有轨电车、地铁、矿车、缆车和有轨起重机械等也采用钢轨行驶。自从出现铁路以来，至今钢轨两端一直采用平头结构，即钢轨端面与钢轨纵轴线垂直。这种平头结构具有结构简单、易于加工的优点，但也有产生轮轨冲击的严重不足。由于热胀冷缩等原因造成在用钢轨长度发生变化，因而在两钢轨端部的接合中都留有一条一定宽度的膨胀缝，为钢轨伸长或缩短创造有利条件。这一钢轨接合方法一直延续至今，称为钢轨端部平口接合法。由于膨胀缝的存在，平口接合法在铁路轨道上留下了无数的横向沟槽。横向沟槽与钢轨纵轴线呈90度夹角。当机车车辆的车轮滚过这一横向沟槽时，车轮踏面先是从轨面上失去支承跌入沟槽，然后又迅速爬出沟槽回到轨面，因此轮、轨之间产生冲击和振动，并伴随发出强烈的噪声。我们平时听到运行列车发出的有节奏的“咔哒、咔哒”的响声，就是轮轨在横向膨胀缝处因冲击和振动造成的。它给机车车辆行驶平顺性、舒适性、使用寿命和提速行驶等带来极为不利的影响，并且增加了机车、车辆、轨道和路基等的维修费用。虽然采用焊接长钢轨的方法，可以使冲击、振动和噪声的频率降低，但不能全面消除。这是因为隔一段长距离后仍要有一横向膨胀缝，因此仍要有冲击、振动和噪声。而且，该法还具有焊接长钢轨难度大、费用高和钢轨损坏后更换困难等问题。
本发明的目的是在保留膨胀缝的情况下，通过改变钢轨端部原为平头的结构形状，采用新的轨端接合方法，消除滚动车轮与膨胀缝的冲击、振动和噪声，提高机车车辆的使用性能、行驶速度、使用寿命，降低维修费用，使铁路运输发挥更大经济效益和社会效益。
本发明通过改变钢轨两端结构形状来实现。可将现在轨端的平头结构形状改变成斜形结构、V形结构、Z形结构或组合形结构。轨端的接合方法也由现在的平口接合方法改变成斜口接合方法、V形口接合方法、Z形口接合方法或组合形口接合方法。
本发明同现有轨端平口接合方法相比，既保留了膨胀缝，使钢轨伸长、缩短时仍有变形余地；又使车轮滚过轨端接口时始终在轨面上得到支承，不会出现从轨面上跌入横向沟槽的现象，而是沿着轨面平稳驶过各个接口，消除了冲击和振动，所以也就消除了噪声。轮轨之间的冲击、振动和噪声消除后，一方面提高了机车车辆的行驶平顺性、舒适性等使用性能，因而可进一步提高行驶速度；另一方面延长了机车、车辆、轨道和路基的使用寿命并降低了维修费用。按本发明生产新钢轨并改造在用钢轨，将为中国和世界各国的铁路运输系统创造出重大经济效益和社会效益，并为人类创造出更为舒适、可靠和快捷的旅行环境。
附图
是本发明轨端新的接合方法和新的结构形状，是轨面平面图。附图中1为轨端斜口接合方法，2为轨端V形口接合方法，3为轨端Z形口接合方法，4为轨端组合形口接合方法，5为轨端斜形结构，6为轨端V形结构，7为轨端Z形结构，8为轨端组合形结构。
实施本发明的最好方式，一是新出厂钢轨的端部要按本发明要求的结构形状加工；二是对在用钢轨的端部要按本发明要求的结构形状用现有机械加工方法或新技术改制；然后按本发明钢轨端部接合新方法，将钢轨安装到轨枕上，即可实现本发明的目的。以下结合实施例子说明。
实施例1按附图中5把轨端加工成斜行结构，可以向左斜也可以向右斜。轨面端部尖角斜边与轨面中心线的夹角为30度～50度，最大不超过60度，然后技附图中1斜口接合方法将轨端连接起来。
实施例2按附图中6把轨端加工成V形结构。轨面端部V形斜边与轨面中心线的夹角为30度～50度，最大不超过60度。然后按附图中2v形口接合方法将轨端连接起来。
实施例3按附图中7把轨端加工成Z形结构，可以是正Z形也可以是反Z形。然后按附图中3z形口接合方法将轨端连接起来。
实施例4按附图中8把轨端加工成Z形和斜形的组合形结构，可以是正Z形也可以是反Z形，可以向左斜也可以向右斜。然后按附图中4组合形口接合方法将轨端连接起来。
以上四个实施例子，取其之一实施即可。
权利要求
1.一种不同于现有钢轨平口接合方法的钢轨端部接合新方法，其特征是包括以下四种接合方法，即斜口接合方法(1)、V形口接合方法(2)、Z形口接合方法(3)、组合形口接合方法(4)。
2.权利要求1所述的钢轨端部接合新方法，其特征在于包括以下四种钢轨端部结构形状，即斜形结构(5)、V形结构(6)、Z形结构(7)、组合形结构(8)。
3.权利要求1或2所述之钢轨，其特征是适用于各种机车车辆(火车、有轨电车、地铁、矿车、缆车等)和有轨起重机械等行驶的新轨和在用轨，并包括双轨和单轨系统中轻、重、宽、窄、标准等各种系列和规格。
全文摘要
本发明为一种降低机车车辆行驶噪声的钢轨端部接合新方法,属铁路技术领域。该方法在仍然保留轨端膨胀缝的情况下,通过将现有轨端的平头结构改变为斜形、V形、Z形或组合形结构,将现有轨端平口接合方法改变为斜口、Ｖ形口、Z形口或组合形口接合方法,即可消除车轮滚过膨胀缝时产生的冲击、振动和噪声,因而可提高机车车辆行驶平顺性、舒适性等使用性能,并可进一步提速行驶。同时可延长车轨路的使用寿命并降低维修费用。
文档编号E01B11/00GK1172879SQ97105959
公开日1998年2月11日 申请日期1997年7月16日 优先权日1997年7月16日
发明者张建俊 申请人:张建俊