[实用新型]特种断面翼轨

说明书

本实用新型涉及用于组成铁路道岔之辙叉的翼轨。

铁路道岔是制约列车行驶速度的关键因素之一，而提速及高速道岔的关键又在于其可动心轨辙叉咽喉部位翼轨的结构设计是否合理。现行生产和使用的提速道岔翼轨，采用标准钢轨，在辙叉第一牵引点(咽喉)处切除部分内侧轨底，用于实现同长心轨的配合及转换。结果使翼轨的强度大大降低，轨底所受的最大拉应力比标准轨高一倍，并且翼轨的实物弯曲疲劳试验不能达到要求。

本实用新型的目的在于针对上述现行提速道岔翼轨存在的问题，而提供一种在满足铁路道岔结构要求的前提下，具有较高的强度和寿命的特种断面翼轨。

实现上述目的的技术方案是：设计一种特种断面翼轨，它具有与线路标准轨断面相同断面的前段和后段，在其前段与后段之间相对于辙叉第一牵引点处具有经圆角光滑过渡的特种断面段；该特种断面轨腰、轨底呈对称状态，其对称中心线相对于标准轨段轨头中心线向外侧偏离，轨头相对于轨腰中心线内侧宽度大于外侧呈不对称状态；其特种断面段的轨底内侧边相对于轨头内侧边内凹，轨头外侧相对于标准轨段轨头外侧边外凸。

实现上述目的的技术方案还包括：该翼轨在前段与特种断面段之间具有光滑过渡连接的AT轨断面段。

本翼轨美键部位采用模锻成型，与现行使用的翼轨相比，其最薄弱段断面结构设计合理，内在质量优良，整根翼轨的强度和寿命大大提高，钢轨弯曲疲劳试验满足要求。

图1是本翼轨主视图及各特征断面结构图；

图2是图1的俯视图。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本翼轨可采用型材经模锻成型。其前段1和后段3的断面与线路标准轨断面相同，在前、后两段之间，相对于辙叉第一牵引点处经圆角光滑过渡连接特种断面段2。

考虑到模锻工艺的简化，可模锻成型特种断面段及过渡成型的标准轨段的前段1和后段3，再与标准轨焊接成满足使用要求的翼轨长度。

为了进一步简化生产工艺，降低加工成本，该翼轨可以采用标准的AT轨为母材，如附图给出的，前段1由AT轨断面段4过渡轧制成标准轨与导轨连接，另一端过渡轧制成特种断面段2并过渡到后段3的标准轨断面，再与标准轨焊接成满足使用要求的长度。

本特种断面翼轨以60kg/m钢轨30号道岔设计为例，采用60AT轨作为母材改锻特种断面翼轨，其翼轨特种断面段轨头由73毫米增加至97毫米，轨腰中心较轨头中心偏移30毫米，轨高由152毫米增至176毫米，轨底宽度由152毫米减至100毫米。该断面特性参数与60AT轨、现使用翼轨比较见表一：

表一

由表可见，现设计的特种翼轨断面，对水平和垂直轴的惯性力矩及轨底所受的最大拉应力较60AT轨母材和现使用翼轨都有较大的改善。

该翼轨采用国际公认的计算机有限元结构分析软件(NSC/NASTRAN)与疲劳分析软件(NSC/FATIGUE)对该特种断面翼轨以及60AT轨母材和现使用翼轨进行强度与疲劳寿命计算。计算按照TB1354-79钢轨实物弯曲疲劳试验标准执行。试件长1.3米，支距1米，循环特性r=0.2,Pmax/Pmin=48t/9.6t。得出结果见表二：表二

轨    型计算疲劳寿命(万次)AT轨母材    ＞200现使用翼轨    10.6特种断面翼轨    ＞200

取该特种翼轨试件3根，在ZDMH2000KN型疲劳试验机上进行实物疲劳试验。其中两根垂直承载载荷比为Pmax/Pmin=48t/9.6t；一根侧向承载载荷比为Pmax/Pmin=12t/2.4t。做侧向承载疲劳试验时，支撑处及承载处均加垫块。加载压头曲率半径为R420毫米，支承跨距为1米，循环特征r=0.2，三根试件均通过200万次疲劳试验。